UHPC墩周连接装配式桥墩抗震性能研究

为改善预制装配式桥墩的抗震性能和施工容错能力,提出一种装配式桥墩新型连接方式:超高性能混凝土(Ultra-High-Performance Concrete, UHPC)墩周连接。设计并制作1个现浇桥墩试件和1个UHPC墩周连接装配式桥墩试件,对两个试件进行拟静力试验;建立UHPC墩周连接装配式桥墩试件的三维实体非线性有限元模型,对比研究新型装配式桥墩的抗震性能及其影响因素。结果表明:UHPC墩周连接装配式桥墩与整体现浇桥墩表现出相似的抗侧力性能和自复位能力,二者的抗震性能基本等同。对比分析非线性有限元模型与实际桥墩试件的滞回曲线,二者拟合程度较高,验证了建模方法的可靠性和模拟结果的准确性。UHPC连接段高度对该装配式桥墩抗震性能的影响不大,保证钢筋搭接长度即可。轴压比、立柱高度和搭接钢筋配筋率对该装配式桥墩抗震性能的影响较为明显:在轴压比为0.1~0.3时,试件刚度和水平承载力随轴压比的增大而增大,残余位移随轴压比的增大而减小;立柱高度由2.0 m提高至2.5 m时,高度越大该装配式桥墩的水平承载能力和累积滞回耗能越小;湿接缝处搭接钢筋配筋率由1.01%增至1.57%时,该装配式桥墩的水平承载能力和残余位移相比原配筋试件性能有较明显的提升。

大型复合材料构件连接装配二次损伤及抑制策略

在分析复合材料构件成型和制孔过程中产生缺陷的基础上,从构件成型质量、连接孔加工质量和连接孔配合质量3个方面研究了影响装配应力分布的主要因素及其影响规律。研究发现,装配间隙为1.0mm时,连接区最大应力可达537MPa;垂直度误差为1°时,连接区最大应力超过300MPa;连接孔同轴度误差为0.03mm时,连接区最大应力可达443MPa。装配应力过大引起材料内部成型缺陷和制孔损伤的进一步扩展,形成二次损伤,严重影响装配质量。通过合理设计结构和铺层、优化成型工艺和制孔参数,可以减少初始损伤;采用自动化装配技术、优化工装结构、合理安排装配工序和应用填隙补偿工艺降低装配应力,进而有效抑制二次损伤的诱发与扩展,为实现大型复合材料承力构件的高质量精准连接装配提供理论方法和技术支持。

中高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙受力性能有限元模拟

采用ABAQUS建立了中高剪跨比榫卯连接装配整体式剪力墙的有限元模型,将分析结果中的骨架曲线、混凝土应变和损伤云图、钢筋应力云图与拟静力试验结果进行对比,并在此基础上研究了后浇混凝土强度、边缘构件纵筋配筋率对墙体受力性能的影响。结果表明,采用ABAQUS建立的榫卯剪力墙模型可以反映其真实受力状态;提高后浇混凝土强度对墙体破坏形态影响不大,峰值荷载前墙体刚度略增,峰值荷载后承载力退化变化不明显,当后浇混凝土强度不低于预制混凝土强度时更有利于墙体承载力的充分发挥;提高边缘构件纵筋配筋率,峰值荷载前墙体刚度增大,峰值荷载后承载力退化速率加快,墙体延性系数均大于5,具有较好的变形性能,当配筋率从0.85%逐渐提高到3.36%时,承载力增幅较大。

过盈连接装配工艺在设备检修中的应用

叙述了

鱼尾板连接装配式组合剪力墙力学性能分析

装配式建筑在国家政策的大力支持下逐渐兴起,钢板混凝土组合剪力墙结构作为一种高效的抗侧力结构体系与装配式建筑的结合成为土木工程领域研究的热点.结合钢板混凝土组合剪力墙的自身特点,本文提出了一种基于内填钢板预留鱼尾板进行连接的装配式节点连接方式,并分别对采用鱼尾板咬合、鱼尾板对接的组合剪力墙承载性能进行非线性有限元分析.结果表明,采用鱼尾板进行节点连接的装配式组合剪力墙是一种切实可行的方法,鱼尾板咬合齿数对组合剪力墙承载性能影响较小,鱼尾板对接齿数对组合剪力墙延性性能影响较大,钢板厚度对于组合剪力墙极限承载力有较大影响.在此基础上,提出了装配式组合剪力墙承载力计算方法,并对鱼尾板咬合齿数、鱼尾板对接齿数和钢板厚度等参数进行了推荐,为推动其在工程中的应用提供一定参考.

梁柱部分无粘结螺杆连接装配式节点的受力机理分析研究

针对一种梁柱部分无粘结螺杆连接装配式节点,对其受力机理进行理论分析,与相关试验进行对比验证;并开展有限元模拟分析,研究不同节点构造对节点受力性能的影响。研究表明:该节点的主要屈服机制为连接螺杆,可实现预制梁柱构件基本弹性;节点屈服后,卸载和再加载过程中有明显的转角变形滑移,节点耗能能力较弱;理论推导的节点弯矩-转角曲线与试验结果、有限元模拟结果均吻合良好;节点构造设计时,减小牛腿支承长度可实现正负转动方向对称的工作性能,控制螺杆截面和强度有助于保证装配式节点的变形延性性能。

型钢连接装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究

为研究型钢连接装配式混凝土(PC)梁柱节点的抗震性能,采用通用有限元分析软件对型钢连接PC梁柱节点的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能指标进行了分析。通过对比分析以及改变节点参数,探讨了柱顶轴压比、钢材强度等参数对节点抗震性能的影响。采用叠加法和曲线拟合法,提出了型钢连接PC梁柱节点总耗能简化计算式,并与多篇文献研究结果进行了对比,验证了算式的可靠性。研究结果表明:型钢连接PC梁柱节点抗震性能好,节点的混凝土强度、钢材强度、型钢厚度和梁柱截面高度均对节点抗震性能影响明显,节点总耗能的简化计算式具有较高的计算精度,可用于型钢连接PC梁柱节点及现浇钢筋混凝土节点的总耗能计算分析。

新型模块化钢结构插入式连接节点受力性能研究

为推广钢结构集成模块在高层建筑及抗震设防区域的应用,提出了一种具有附加耗能的新型全装配模块化钢结构插入式连接节点,节点采用T型连接件代替传统焊接连接实现模块单元全装配,连接件与摩擦板进行相对滑移提供附加耗能。根据节点受力及变形机理,推导其初始转动刚度理论公式。建立半装配与全装配模块化钢结构插入式连接节点的精细化数值模型,对比分析两种节点的滞回曲线、耗能能力及应力应变分布规律。结果表明,全装配插入式节点具有饱满的类平行四边形滞回曲线,其初始转动刚度理论计算值与数值结果吻合良好,有效验证了节点刚度公式的准确性。与半装配插入式节点相比,全装配插入式节点最大承载力降低约26.59%,整体能量耗散系数最大增加约70.06%,可通过T型连接件将塑性损伤转移至预设区域,保护主要构件并实现损伤可控,显著提高节点的抗震性能。

装配式钢质耗能铰连接中开孔削弱钢板阻尼器滞回性能研究

提出一种装配式节点钢质耗能铰连接,对其关键部件开孔削弱钢板阻尼器,进行3种开孔削弱形式的试件轴向往复加载试验,考察开孔削弱钢板阻尼器的破坏模态,研究其滞回性能、骨架曲线、承载能力与延性性能等。探讨开孔削弱长度、开孔削弱宽度、宽厚比、厚度方向间隙等参数对钢板阻尼器滞回性能的影响。建立开孔削弱钢板阻尼器的简化力学模型,提出阻尼器滞回本构模型并对本构模型准确性进行验证。结果表明,阻尼器的开孔削弱钢板在开孔削弱处开裂或断裂,避免了面外屈曲的发生,实现塑性耗能与破坏模式可控;阻尼器滞回曲线饱满,承载力均高于297.31 kN,位移延性系数Δ/Δy均大于4.5,表现出良好的耗能能力、承载能力与延性性能;相比菱形开孔,竖缝开孔削弱阻尼器综合力学性能更优,建议开孔削弱长度a/L为0.25~0.55,开孔削弱宽度b/B为0.2~0.5,宽厚比为12.50~15.63,厚度方向间隙不超过2 mm;提出的开孔削弱钢板阻尼器滞回本构模型能准确地模拟阻尼器滞回性能。

装配式混凝土剪力墙-梁钢套筒节点性能试验研究

为研究螺栓连接的装配式剪力墙-梁节点的抗震性能,提出了一种在剪力墙内预埋高强螺杆,然后通过钢端板与混凝土梁连接的节点,设计了3组缩尺装配式试件与1组缩尺现浇试件,并对其进行了拟静力试验,研究分析了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等。结果表明:3组装配式试件的滞回曲线呈“弓形”,且装配式试件的峰值承载力比现浇试件提升了8.42%~21.05%,位移延性系数在4.28~4.66之间,等效黏滞阻尼系数均在0.18~0.24之间,证明了该装配式节点具有良好的抗震能力和变形能力。

大型公共装配式建筑框架梁柱节点连接方式优化设计

为提升大型公共装配式建筑框架梁柱节点连接的施工质量,针对几种常用的梁柱节点连接方式,提出了相对应的优化设计方法,在提升整体稳定性的同时,降低施工难度,保证施工安全性。实验结果表明,优化后的大型公共装配式建筑框架梁柱节点连接处可承受的最大剪力提升至340 kN,优化幅度约为240%,最小层间位移角小于0.2°,抗形变能力强,整体稳固性较强,具有较好的抗剪能力。

装配式混合连接混凝土框架抗震性能数值模拟

装配式连接传力可靠性是保证装配式结构整体性能的关键,为此,提出了装配式混凝土框架混合连接方式。以混凝土框架中节点为研究对象,采用ABAQUS有限元分析软件按照1∶1.6缩尺比例建立了装配式混凝土框架混合连接节点模型和对应现浇对比试件模型,并对其进行恒定轴压比下的抗震性能模拟。基于模拟结果整理,对比分析试件的滞回性能、刚度退化、耗能能力、应力云图。研究结果显示:采用装配式混凝土框架混合连接节点试件的承载力、抗侧刚度、耗能能力与现浇试件接近,且梁端塑性铰区发展进程减缓,耗能能力更优,证实了该新型连接方式可实现近似现浇整体性效果。

一种单模光纤拖缆的连接器装配方法

为解决单模光纤在连接器处堆积问题,增大单模光纤在承力拖头内部的弯曲半径,降低连接器处的插入损耗,提出了一种新的应用于单模光纤连接器的装配方法,该方法预留承力拖头与拖缆之间的空间,通过在装配过程中灵活变换承力拖头的位置,能够使充足余量的单模光纤均匀分布于拖头内部。实物装配与测试结果满足技术指标要求。

一种降低螺纹型总线连接器故障率限力工装设计制作研究

为降低总线连接器故障率,本文提出了一种用于总线连接器装配的限力工装设备设计制作,通过对连接器进行限力装配,提高对接安全系数,提高连接器装配合格率。通过实物使用验证,使用限力工装设备对螺纹型总线连接器进行拧紧时,能使总线连接器的拧紧力矩控制在(140~160)N.M之间,极大提高总线连接器装配合格率,明显降低总线连接器故障率,提高产品修理质量。

基于产品模型数据交换标准的装配连接关系识别和提取

零件装配连接关系是多零件装配体(如汽车车身)在计算机辅助装配规划中装配模型建立的关键内容,提出了一种利用中性产品模型数据交换标准生成装配连接关系的方法。该方法首先利用产品模型数据交换标准文件的低层几何信息构建零件的包容盒,再在建立零件包容盒拓扑关系的基础上,通过判别与零件的连接映射关系,推导出零件的连接关系信息。最后,通过实例验证了所提出方法的准确性和有效性。

螺栓装配连接工艺对气缸密封的影响

在考虑气缸垫材料非线性及螺栓弹性相互作用条件下,设计了缸盖螺栓顺序预紧与交叉预紧两种装配连接工艺,采用非线性有限元计算方法建立了机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构有限元模型,研究了螺栓预紧顺序与气缸垫接触压力之间的关系,得出了满足组合结构气缸密封特性要求的较好装配连接工艺.对比了螺栓残余预紧力的计算值与试验值.结果表明:采用非线性有限单元方法可以实现对机体、气缸盖、缸套、螺栓、缸套支撑及气缸垫组合结构螺栓预紧装配连接工艺的较精确仿真计算;顺序预紧时,螺栓平均残余预紧力及残余预紧力标准差都大于交叉预紧;气缸密封最差区域出现在气缸垫排气侧两螺栓中间位置,两种装配连接工艺都能满足气缸密封性能要求,顺序预紧气缸密封最差区域密封效果更好.

搅拌摩擦点焊在火箭舱段连接装配上的应用

搅拌摩擦点焊(Friction Stir Spot Welding,FSSW)作为一种新型的固相连接工艺,由于其无预制孔、接头质量高、壳体变形小、连接质量稳定等优点,具有非常高的应用价值与潜力。本文旨在通过分析我国新型大推力运载火箭铆接舱体结构特点,探索搅拌摩擦点焊在航天连接装配领域应用的可行性,分析了FSSW工艺在箭体装配的整体方案,为新型运载火箭连接装配提供新的思路。

竖向荷载下分布式连接全装配RC楼盖横板向受力性能试验研究

为研究分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)横板向受力性能,进行了6个足尺DCPCD试件和2个现浇试件在竖向均布荷载下的静载试验,分析了试件的破坏模式、挠曲变形和应变发展规律.结果表明,DCPCD板缝连接件传力性能良好,试件弯曲刚度小于现浇试件,没有明显的塑性工作阶段,且较早进入弹塑性.DCPCD横板向挠曲变形以板缝变形和预制板转动为主,横板向变形曲线由多段直线在板缝位置处连接而成.DCPCD的板缝构造对楼盖横板向传力效果和弯曲刚度有较大影响,建议采用宽板预制方案和奇数板楼盖布置方法.然后,基于共轭法理论,提出了DCPCD弹性阶段横板向弯曲刚度计算方法,理论计算值与试验结果吻合良好,说明该方法可为四边支承条件下DCPCD的竖向承载力与变形计算提供依据.

生成有向装配连接图有向割集的递归收缩算法

为解决有向装配图有向割集的求解,给出一个生成有向装配连接图有向割集的高效算法,该算法优先考虑检查有向割集两个子图间边的方向。算法首先利用边收缩图的概念,递归生成有向装配连接图的具有一个连通子图的一部分有向断集,接着通过判断另一个子图是否连通,从这些有向断集的集合中筛选出全部的有向割集。理论分析和实验分析均表明,该改进算法可行且高效,时间复杂度明显低于已有算法。

新型方钢管柱内套筒装配连接力学性能

针对方钢管柱内套筒装配式节点存在的问题,提出一种新型方钢管柱内套筒装配连接形式,将柱拼接位置上移至梁柱节点核心区上方,为梁柱节点高强螺栓安装提供了空间,同时保证了节点域的连续性。改变内套筒厚度、内套筒长度、对拉螺栓间距及端板厚度等构造参数建立一系列有限元模型,采用ANSYS非线性计算对该新型连接的滞回性能、耗能能力等进行分析。结果表明:该新型连接具有较好的延性和耗能能力,各构造参数变化对其受力性能产生不同的影响。增大内套筒厚度可以提高节点极限承载力和耗能能力,当内套筒厚度大于柱壁厚度2 mm时,节点力学性能提升较明显;适当增加对拉螺栓间距可以改善节点受力;增大内套筒长度,节点刚度、延性和耗能能力均会下降,因此在满足构造要求的前提下,内套筒长度宜取较小值;适当增加端板厚度,可以改善节点受力性能、延性和耗能性能,但端板过厚则不够经济。研究结论可为该新型方钢管柱内套筒装配连接设计和应用提供基础研究数据。