高寒环境温度下钢管混凝土柱抗震性能试验研究

为探究高寒地区环境温度对圆钢管混凝土柱抗震性能的影响,开展4种不同温度工况下钢管混凝土柱的拟静力试验研究,分析不同环境温度下各试件的破坏特征、承载力、滞回特性、刚度退化、延性及耗能能力,揭示环境温度变化对钢管混凝土柱抗震性能的影响规律。试验结果表明:不同环境温度下各试件滞回曲线均呈梭形,未产生明显捏缩现象;试件典型破坏模式在不同温度下基本一致,均为钢管底部产生一圈贯通鼓曲波、核心混凝土被压溃、钢管撕裂,温度越低,钢管混凝土柱越早发生破坏,且破坏程度越严重;相较于常温(20℃)工况,0℃、-20℃、-40℃温度工况下,试验钢管混凝土柱水平承载力分别提高3.08%、6.15%、10.08%,初始刚度分别提高16.9%、30.3%、50.0%,而延性系数分别降低8.6%、14.6%、16.9%;环境温度越低,刚度退化速率也越大。温度变化对钢管混凝土柱抗震性能影响显著,高寒地区钢管混凝土结构抗震设计时需考虑环境低温对结构带来的不利影响。

内置H型钢的圆铝管混凝土短柱轴压性能分析

为研究内置H型钢的圆铝合金管混凝土短柱的轴压力学性能及受力机理,采用ABAQUS建立了该类试件的有限元模型,在有限元验证基础上,研究了试件在轴向荷载作用下的破坏形态,对典型试件进行了受力全过程分析以及接触力分析,研究了试件不同高度处的截面各组成部分的荷载分担情况,总结了试件各部分之间接触应力的变化规律;研究了混凝土抗压强度、含钢率、铝合金管壁厚以及截面构造对试件轴压力学性能的影响。结果表明:试件在轴向荷载作用下铝合金管、混凝土以及H型钢表现出良好的组合效应,通过参数分析发现,轴压短柱受力过程中的横向变形随着混凝土立方体抗压强度增大而增大,参数分析中圆铝合金管壁厚对轴压短柱的承载能力影响最大。可见内置H型钢的圆铝合金管混凝土柱组合构件在受轴向荷载时表现出较强的承载能力以及良好的抵抗变形能力。

圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱滞回性能试验研究

为探究废弃黏土砖再利用的可行性,对6根圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱的滞回性能进行了系列试验研究。以不同钢管厚度(4、6 mm)、砖骨料取代率(0%、50%、100%)、轴压比(0.05、0.25、0.50)为参数,得到了试件在往复荷载作下的失效模态、骨架曲线和滞回曲线,并对构件的刚度退化、滞回性能、峰值承载力、延性、承载力退化和耗能能力等抗震性能指标的变化规律分析。结果表明:试件的失效模式表现为底部发生鼓曲、开裂,出现塑性铰的区域核心混凝土破碎,与普通钢管混凝土相似;砖骨料取代率和轴压比的增加会降低试件的承载力,钢管厚度的增加会提高试件的承载力。试件的滞回曲线饱满,表现出不明显的捏缩,表明耗能能力较好;轴压比的增加导致试件的变形能力降低,加快了刚度和承载力的退化速度,增长钢管厚度可以提高试件的变形能力;砖骨料取代率对试件刚度退化、延性、承载能力和耗能能力的影响有限。

预应力薄壁圆钢管约束混凝土短柱轴压性能初探

为提高薄壁钢管混凝土柱轴心受压性能,提出了预应力薄壁圆钢管约束混凝土柱,即采用对拉螺栓对薄壁圆钢管施加环向预应力,形成对内部混凝土初始约束围压,以提高内部混凝土的轴心抗压强度及承载力性能。为探究其轴向受压性能提升效果,进行了预应力薄壁圆钢管约束混凝土短柱轴心受压试验;并采用ABAQUS有限元计算软件建立了相应的非线性有限元数值模型,基于试验所获得荷载-位移数据,验证了模型的可靠性。在合理可靠试验模型的基础上,进行了不同预应力度(k=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)和不同钢管厚度(t=1.5mm、2.0mm、2.5mm和3.0mm)情况下的轴心受压性能影响分析。结果表明:采用对拉螺栓对薄壁圆钢管混凝土柱施加环向预应力,可有效提高其轴心抗压强度、刚度和延性;在合适预应力范围内,预应力度(k=0~0.4)越大,预应力薄壁钢约束混凝土短柱轴心受压性能提升越明显;但较大的预应力度(k=0.5)会让构件在达到峰值荷载后,其承载力降低较为明显,从而使构件延性降低;当预应力度k不变,构件的轴心受压性能随钢管厚度t的增大而增大。

大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管形微流道设计

针对面向无动力输入的自由流体在半圆形截面微流道中单向流动的问题,设计并制备了具有百微米级大尺寸仿猪笼草口缘区结构的开放式半圆管型微流道。分析液体单向铺展性机理,设计基本的大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管表面;使用光固化成型方法的数字光处理3D打印设备制备工件,实验分析大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的液体单向铺展性,计算极差表征各结构参数对单向铺展性的影响。结果表明:大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道在椭圆半长轴570μm,空腔楔角30°,微流道宽度320μm,结构体长360μm,拉伸长度200μm,曲率2时具有较强的单向铺展性;各因素对铺展系数的影响程度由大到小分别为拉伸长度、结构体长、空腔楔角、椭圆半长轴、微流道宽度和曲率。研究结果为大尺寸仿猪笼草口缘区结构半圆管型微流道的参数设计提供基础指导,也验证了采用常规3D打印技术制备具有单向铺展性的微流道的可行性。

环状RNA_0124644调控微小RNA-136对高糖诱导的肾小管上皮细胞损伤的影响

目的:探讨环状RNA_0124644(circ_0124644)对高糖(HG)诱导的人肾小管上皮细胞(HK-2细胞)损伤的影响。方法:收集29例糖尿病肾病患者及41例健康体检者的血浆,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测circ_0124644和微小RNA(miR)-136的表达;验证circ_0124644和miR-136的靶向关系。将HK-2细胞随机分为正常糖(NG)组、HG组、HG+si-circ_0124644组、HG+si-NC组、HG+si-circ_0124644+anti-miR-136组、HG+si-circ_0124644+anti-miR-NC组。甲基噻唑基四唑(MTT)法检测细胞抑制率;检测细胞凋亡率和活化的半胱氨酸蛋白酶3(Cleaved caspase-3)蛋白水平以及白细胞介素(IL)-6、IL-10、IL-1β、超氧化物歧化酶(SOD)、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)水平。结果:与健康体检者相比,糖尿病肾病患者血浆中circ_0124644表达升高,miR-136表达降低(P<0.05)。HG可诱导的HK-2细胞中circ_0124644表达升高,miR-136表达降低,细胞抑制率、凋亡率、Cleaved caspase-3蛋白、Cleaved caspase-3平均荧光强度、IL-6、IL-1β、LDH和MDA水平及ROS活性升高,IL-10水平和SOD活性降低(P<0.05)。沉默circ_0124644后,HK-2细胞抑制率、凋亡率和Cleaved caspase-3蛋白表达、Cleaved caspase-3平均荧光强度降低,IL-6、IL-1β水平降低,IL-10水平升高,SOD活性升高,LDH水平和MDA含量及ROS活性降低(P<0.05)。下调miR-136逆减弱了沉默circ_0124644对HG诱导的HK-2细胞的作用。结论:沉默circ_0124644可能通过调控miR-136抑制HG诱导的肾小管上皮细胞损伤。

圆形钢管混凝土柱偏压性能研究

通过系统的试验设计,探究了圆形钢管混凝土柱在不同偏心距和加载质量下的承载能力、变形性能和破坏模式。结果表明,偏心距和加载质量对圆形钢管混凝土柱的性能影响显著,表现为承载力的非线性增长、变形性能的复杂变化以及破坏模式的多样性。研究结果为理解圆形钢管混凝土柱在偏心受压条件下的力学行为提供了依据,并为结构设计和安全评估提供了重要的参考价值。

采用铁素体不锈钢的圆形不锈钢管混凝土柱的设计方法研究

为研究采用铁素体不锈钢的圆形不锈钢管混凝土短柱的轴压性能,首先建立并验证其有限元模型,然后利用该模型创建典型算例数据库。基于算例数据库分析径厚比、名义屈服强度、混凝土强度等参数对其轴压性能的影响规律,并基于该有限元算例数据库验证现有圆钢管混凝土短柱设计方法的有效性。最后建议了采用铁素体不锈钢的圆形不锈钢管混凝土短柱的轴压承载力、轴压刚度和峰值应变的简化模型。简化计算结果和有限元计算结果吻合良好。

水下爆炸载荷下圆管型加筋缓冲防护性能研究

为提高双层圆柱壳结构在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能,基于双层圆柱壳结构的特殊性,提出适用于双层圆柱壳的圆管型舷间加筋结构,即采用圆管来代替传统的T型加筋。首先开展带圆管型和T型加筋的双层圆柱壳远场水下爆炸试验,同时运用数值仿真方法分析圆管型加筋的抗冲击性能,试验和数值仿真结果吻合良好。结果表明:相对于T型加筋,圆管型加筋在水下爆炸作用下表现出不同的变形模式,即圆管的逐渐扁化;带圆管型加筋的双层圆柱壳结构加速度冲击响应峰值降幅达到40%以上;圆管型加筋能够通过自身的变形在水下爆炸过程中吸收更多冲击能,同时使轻外壳和耐压壳的内能有所降低。因此,圆管型加筋比传统T型加筋具有更优的缓冲效果,可用于双层圆柱壳结构的缓冲和防护设计。

半圆管挡板搅拌槽内的固液悬浮

为了提高固液悬浮性能,设计了一种半圆管挡板搅拌槽。采用数值模拟和试验测试相结合的方法,研究了半圆管挡板Rushton桨搅拌槽内石英砂—水的混合特性,分析了固液悬浮特征、固相浓度分布和功率消耗情况,并与标准平直挡板搅拌槽内的悬浮性能进行了对比。结果表明,同一搅拌转速时,半圆管挡板能改善悬浮性能,低固含率(5%)时效果更好。整体而言,半圆管挡板搅拌时石英砂的浓度分布比标准平直挡板搅拌时均匀,而且功率准数低13%左右,节能效应明显。研究结果为半圆管挡板的工业应用奠定了基础。

钢管-钢骨混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究不同截面形式钢管-钢骨混凝土短柱轴压力学性能,以钢骨含钢率和钢管壁厚为基本参数,设计并完成9个方形截面和9个圆形截面钢管-钢骨混凝土短柱的轴压试验。对比分析2种试件的破坏模式、荷载-位移曲线、混凝土强度提高系数、残余承载力、延性等指标,探究配骨指标、套箍系数和内外含钢率比等参数对2类试件轴压力学性能的影响规律。研究结果表明:2类试件发生轴压破坏后,方形试件表现为钢管局部鼓曲破坏,圆形试件随着径厚比的增大,破坏模式由钢管鼓曲破坏转变为钢管剪切破坏;配骨指标对试件延性和残余承载力起改善作用;在本试验设计范围内,圆形截面试件在混凝土强度提高系数、延性作用等方面均优于方形截面试件;合理设计试件的内外含钢率比有利于提升试件承载力,对于圆形截面试件,宜增加钢管含钢率;对于方形试件,当试件总含钢率较小时(<14.50%),内外含钢率比应取较大值,试件总含钢率较大时(>17.38%),内外含钢率比宜取小值,总含钢率适中时(14.50%~17.38%),建议取0.68。考虑型钢与钢管对核心混凝土的双重约束作用,分别提出了方、圆钢管-钢骨混凝土短柱轴心受压承载力计算公式,经过对比计算结果与试验结果吻合良好。研究结果可为钢管-钢骨混凝土柱截面选型及其该类试件的承载力计算提供科学依据。

轴压比对圆中空夹层钢管混凝土抗撞性能的影响分析

轴压比是影响圆中空夹层钢管混凝土构件抗撞性能的一个重要参数,因此,在前期试验研究基础上,采用ABAQUS建立了圆中空夹层钢管混凝土构件在侧向撞击和轴力荷载耦合作用下的有限元分析模型,研究了不同轴压比下构件抗撞工作机理,并以名义截面含钢率、空心率与材料强度为主要参数,重点分析了轴压比对构件抗撞性能的影响。结果表明:在侧向撞击和轴力荷载耦合作用下构件主要发生受弯破坏,外钢管与混凝土的塑性变形是构件的主要耗能机制;当轴压比从0增大到0.5时,构件的抗撞性能先增强后减弱;随着构件名义截面含钢率、空心率和外钢管屈服强度的增大及混凝土强度的减小,轴压比对构件抗撞性能的有利影响范围分别减小约75%、57%、15%和18%。

多层圆筒织物的两种织造工艺设计

为了解决多层圆筒织物织造困难、经密分布不均等问题,设计了两种多层圆筒织物的织造工艺,分别为圆弧形添经织造法和平板形添经织造法。首先根据多层圆筒织物结构,设计织物的经向截面图,然后确定相应的添经工艺,并且绘制出纹板图,最后在织机上试织两种多层圆筒织物。结果表明:通过合理的添经工艺设计,织造多层圆筒形经向管状织物是可行的。认为:应保持每层经纱的张力一致,避免纱线堆积,以提高织物质量。

人环状RNA_0114428对脂多糖诱导的人肾小管上皮HK-2细胞损伤的作用及其机制

目的:探讨人环状RNA_0114428(circ_0114428)对脂多糖(LPS)诱导的人肾小管上皮HK-2细胞损伤的作用,阐明circ_0114428通过调节微小RNA-139-5p(miR-139-5p)/转化生长因子β受体2(TGFBR2)轴改善HK-2细胞损伤的可能分子机制。方法:体外培养HK-2细胞,双荧光素酶报告基因实验验证miR-139-5p与circ_0114428和TGFBR2的靶向调控关系,CCK-8法筛选合适的LPS干预浓度和时间。给予10 mg·L^(-1) LPS干预12 h构建HK-2细胞损伤模型,HK-2细胞分为对照组、LPS组、LPS+circ_0114428沉默对照(LPS+si-NC)组、LPS+circ_0114428沉默(LPS+si-circ_0114428)组、LPS+circ_0114428沉默+miR-139-5p抑制剂对照(LPS+si-circ_0114428+in-NC)组和LPS+circ_0114428沉默+miR-139-5p抑制剂(LPS+si-circ_0114428+in-miR-139-5p)组,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中circ_0114428、miR-139-5p和TGFBR2 mRNA表达水平,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,Western blotting法检测各组细胞中TGFBR2、B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)和Bcl-2相关X蛋白(Bax)蛋白表达水平,酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测各组细胞上清液中白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素1β(IL^(-1)β)水平。结果:双荧光素酶报告基因实验,miR-139-5p与circ_0114428和TGFBR2存在靶向调控关系(t=10.171,P<0.05;t=7.682,P<0.05)。CCK-8法检测LPS干预的最佳浓度为10 mg·L^(-1),最佳干预时间为12 h。与对照组比较,LPS组HK-2细胞中circ_0114428表达水平、TGFBR2 mRNA和蛋白表达水平、Bax蛋白表达水平、细胞凋亡率及细胞上清液中IL-6、TNF-α和IL^(-1)β水平均明显升高(P<0.05),miR-139-5p表达水平和Bcl-2蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。与LPS+si-NC组比较,LPS+si-circ_0114428组HK-2细胞中circ_0114428表达水平、TGFBR2 mRNA和蛋白表达水平、Bax蛋白表达水平、细胞凋亡率及细胞上清液中IL-6、TNF-α和IL^(-1)β水平均明显降低(P<0.05),miR-139-5p表达水平和Bcl-2蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。与LPS+si-circ_0114428+in-NC组比较,LPS+si-circ_0114428+in-miR-139-5p组HK-2细胞中circ_0114428表达水平、TGFBR2 mRNA和蛋白表达水平、Bax蛋白表达水平、细胞凋亡率及细胞上清液中IL-6、TNF-α和IL^(-1)β水平均明显升高(P<0.05),miR-139-5p表达水平和Bcl-2蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论:circ_0114428能减轻LPS诱导的HK-2细胞损伤,其作用机制可能与调节miR-139-5p/TGFBR2轴有关。

高温喷水冷却后钢管混凝土柱轴压性能及剩余承载力评估

为了研究历经火灾高温和喷水冷却后钢管混凝土的轴压性能及其剩余承载力评估方法,以混凝土强度等级、历经最高温度、径厚比、冷却方式为变化参数,设计并完成了24根钢管混凝土试件经历高温冷却后的轴压力学性能试验。观察了试件的轴压破坏过程及形态,获取了相应的荷载-位移曲线,并分析了各变化参数对其轴压性能的影响规律。结果表明:随历经温度的升高,试件的峰值应力和轴压刚度整体呈下降趋势,延性随温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,轴压耗能能力则呈相反趋势;随着混凝土强度等级的提高,峰值应力和轴压刚度逐渐增大,延性则先增后减;增大钢管的径厚比可以大幅提高试件的轴压刚度及延性;与自然冷却相比,喷水冷却试件具有更好的延性及耗能能力;提出了相应的轴压承载力计算式,可以较好地评估钢管混凝土经历高温喷水冷却后的剩余承载力。

内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能的有限元分析

为研究内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能,通过有限元软件ABAQUS进行建模分析,并使用现有试验数据进行验证,研究了工字钢参数变化对内置工字钢圆端形钢管混凝土短柱局压性能影响。结果表明,有限元模型建立准确;当含钢率小于34%时,纵向放置工字钢腹板厚度参数变化对局压承载力影响较大;当含钢率大于34%时,横向放置工字钢翼缘厚度参数变化对局压承载力影响较大;对比工字钢高度与工字钢宽度变化对局压承载力的影响,纵向放置工字钢宽度参数变化对局压承载力影响较大。同时提出局压承载力计算公式,经过模拟结果验证,所提公式计算承载力与模拟承载力比值为0.86~1.06,计算结果较为准确。

圆套圆中空夹层钢管混凝土压扭性能研究

为研究圆套圆中空夹层钢管混凝土的压扭性能,完成了12个该类构件在先压后扭受力下的静力性能试验,变化参数为空心率、含钢率和轴压比等。结果表明:构件的抗扭承载能力较好,在发生较大的扭转变形后,可以保持较高的承载力。钢管中截面三个测点的应变变化情况基本一致,弹性阶段外钢管测点的剪应变与构件扭转角呈线性关系。在一定的轴压比范围内(n≤0.3),构件的抗扭承载力随轴压比的增大稍有提高,构件的刚度也得到了一定程度的增强。利用ABAQUS有限元分析软件对构件的扭矩-转角曲线进行了模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。参数化分析表明:外钢管变形较为严重,承担大部分的截面扭矩,内钢管变形较小。外钢管与混凝土接触面的法向应力和剪应力较大。混凝土强度等级对构件的抗扭承载力影响很小。随着钢材的强度等级以及含钢率的提高,构件的抗扭承载能力提高很大。

某超限高层圆钢管混凝土柱框架结构抗震设计

本工程位于南京市玄武区,为采用圆钢管混凝土柱框架结构体系、且具有四项不规则的超限高层建筑,建筑主要功能为商业。本文主要介绍了该项目工程概况、结构布置、超限情况和对应的抗震设计性能目标,并对结构进行了多遇地震作用下的弹性分析、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析和楼板应力专项分析。分析结果表明:结构能够满足抗震性能设计目标要求,结构强度和刚度指标满足设计要求;结构塑性铰主要出现在框架梁端部和框架柱柱脚部位,满足“强柱弱梁”的设计要求;进入塑性后,结构耗能能够有效降低基底剪力,框架梁、柱损伤可控;设防地震作用下,楼板应力均较小,楼板能够有效传递地震作用。总体来说,本结构能够实现预期的性能目标,结构方案基本可行。

平面K型钢管相贯节点极限承载力有限元分析

应用有限元法 ,考虑材料非线性和几何非线性 ,分析了平面K型圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能 ,揭示了影响管节点承载力主要参数以及这些参数与承载力的关系曲线 ;将有限元计算结果与实验数据和我国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提出了建议 .

一种新型钢管混凝土梁柱节点试验研究——RC楼层间钢管非连通型节点

钢管混凝土结构在工程建设逐步得到广泛应用 ,但受到原有不完善节点形式的制约 ,因此需要提出新型的承载力高、传力合理、构造简单和施工方便的节点形式 .本研究提出了一种新型钢管混凝土柱梁节点形式 .其主要特点是 :柱钢管在梁柱节点区不连通、梁纵筋在节点区可连续直通 ,非连通柱钢管通过环梁节点加大节点区截面并配置环形钢筋加强 ,以达到节点更强目的 .