UHPC-NC组合箱梁顶板界面抗剪性能试验研究

为了研究超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)组合箱梁的界面抗剪性能,该文设计了3类界面处理方式不同的试件,分别为不处理类、凿毛类、涂缓凝剂+水冲洗类,同时进行了UHPC与NC的组合推出试验,分析3类试件的破坏形态和抗剪性能.试验结果表明:UHPC与NC组合结构进行界面处理后,推出试件的破坏形态为普通混凝土侧的拔出破坏,与界面不处理的破坏形态相同,且各类试件的初始剪切刚度相近.但不同界面处理方式对试件的平均抗剪强度影响较大,进行界面处理后相较于不处理时的平均抗剪强度大幅提高,均为不处理时的4倍以上.

沙戈荒环境下风电叶片中复合材料耐高温性能研究

风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳体所用复合材料在60℃下的力学性能变化情况进行了研究,为沙戈荒环境下的风电叶片材料的选择和设计提供参考。试验结果表明:60℃高温作用3 h后,蒙皮用层合板的拉伸和压缩性能退化程度高,拉伸强度和压缩强度下降率分别为23.9%、41%,但层合板的V形剪切强度下降率相对较低,为1.5%;梁帽用拉挤板的V形剪切强度下降率较高,为16.3%,拉挤板的拉伸强度和压缩强度下降率分别为3.3%、6.3%;壳体用PVC60泡沫和Balsa轻木夹芯复合材料的剪切强度分别下降31%、4.2%。

高强钢/CFRP多层复合板的三点弯曲性能分析

为了提高QP985高强钢的力学性能,选择热冲压方法来实现QP985高强钢与碳纤维增强复合材料(CFRP)的复合,并开展多层复合板三点弯曲试验。试验结果表明:与没有CFRP的钢板试样相比,铺设2层与4层CFRP试样的最大位移减小了10.12%与19.29%,吸收能量增大了4.76%与7.18%,弯曲角降低了22.49%与25.64%;CFRP可以起到明显的增强作用。

装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱试验研究

为了研究装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱的抗震性能,设计2根装配式连接柱与2根现浇柱足尺模型并进行了低周反复试验,对装配式连接柱与现浇柱的破坏机理、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、变形、耗能能力和延性进行了分析;研究了轴压比、钢板箍对装配式连接柱抗震性能的影响.试验表明装配式连接柱的破坏机理与形态和现浇柱有较大的区别,塑性铰区的发展方向完全相反;轴压比是装配式连接柱的延性系数主要影响因素之一,轴压比越小延性系数越大,反之亦然;钢板箍在高轴压比的情况下,更能提高柱子的抗震效果.

波形顶板-UHPC组合桥面板优化设计

为解决正交异性钢桥面板的疲劳问题,从其根本原因和提高其抗疲劳性能的基本途径出发,提出一种新型波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板结构体系.确定影响新型桥面板受力特性的主要参数及其合理取值范围,使用基于BP(back propagation)神经网络的优化设计模型对结构进行优化设计,就所优化的结构尺寸进行疲劳性能测试.研究结果表明:该结构能大幅减少桥面板结构中的几何构型不连续部位数量和焊缝数量,显著提高顶板局部刚度;波形钢板高度、顶部和底部水平段宽度是结构受力性能的重要影响参数;基于BP神经网络的优化设计模型适用于该类桥面板结构的优化设计,最大误差为4.4%;新的结构体系具有良好的疲劳性能,疲劳寿命超过200 a,为正交异性钢桥面板的疲劳问题提供了较好的综合解决方案.

自润滑及高导电型无铬耐指纹复合转化膜的制备与性能

为了制得一种高导电型无铬自润滑耐指纹复合转化膜,以阳离子型丙烯酸树脂作为主成膜物质,复合硅烷偶联剂、聚乙烯醇(PVA)等辅助成膜物,向其中添加自制的无机缓蚀剂、改性纳米Si O2、水性蜡以及导电聚苯胺高分子,在镀锌板表面制得了复合转化膜。红外分析表明化学氧化合成法制备的聚苯胺醌式结构明显,为本征态形式;层间及表面电阻测试显示,本征态聚苯胺的加入对膜层导电性提高明显;色差及抗摩擦测试表明改性纳米Si O2及水性蜡提高了膜层耐指纹及自润滑性;盐水浸泡、表面微观形貌(SEM)、起伏形貌(AFM)等测试表明,经盐水浸泡后膜层表面破坏较小,对腐蚀介质具有较好的抵抗能力。烘烤固化过程有机质之间发生脱水缩合,树脂、硅烷以及改性纳米Si O2等发生交联积聚现象,虽使复合耐指纹转化膜表面粗糙度增加,但其交联度及致密性均有所提高,膜层抗腐蚀性能增强。

钢板混凝土组合剪力墙早期裂缝试验研究

针对钢板混凝土组合剪力墙结构早期开裂问题,设计了混凝土中掺加膨胀剂、内养护剂、钢纤维、膨胀剂与内养护剂复掺4种情况下的早期收缩及早期平板约束开裂试验,以此来研究钢板混凝土组合剪力墙中高强高性能混凝土的抗裂减缩效果。结果表明:膨胀剂、内养护剂、钢纤维、膨胀剂与内养护剂复掺都可以降低混凝土的早期收缩;膨胀剂与内养护剂复掺明显改善了膨胀剂的膨胀效果,使混凝土的膨胀应变及膨胀时间得到显著提升,降低28d收缩达87.6%,且混凝土早期开裂时间推迟,裂缝宽度和数量都明显降低。本文的研究结果为钢板混凝土组合剪力墙早期裂缝的控制提供了参考。

高轴压比下内置钢板高强混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

内置钢板混凝土组合剪力墙主要应用于超高层建筑结构中,是主要的抗侧力构件,其底部剪力墙往往承担巨大的竖向荷载,轴压比和混凝土强度是影响其抗震性能的主要因素。为研究内置钢板高强混凝土组合剪力墙在高轴压比下的抗震性能,进行2个剪跨比为2.28的组合剪力墙试件拟静力试验,设计轴压比分别为0.6和0.8,C70混凝土。研究组合剪力墙在低周反复荷载作用下的受力性能和破坏模式,分析轴压比对抗震性能的影响。结果表明:2个试件最终均发生压弯破坏,破坏截面基本符合平截面假定,滞回曲线均较饱满,耗能性能良好,同时具有比较稳定的水平承载力;随着轴压比增大,组合剪力墙的水平承载力、初始刚度和耗能能力增大,侧向变形能力有所降低,但屈服位移角仍大于1/120,极限位移角为1/46。研究可为内置钢板高强混凝土组合剪力墙的工程应用提供理论参考。

外包钢板混凝土组合剪力墙核心筒在千米级摩天大楼中应用与研究

外包钢板混凝土组合剪力墙是在混凝土剪力墙的外部外包钢板,沿墙长方向设置加劲肋板或隔板,形成多个腔体,在腔体内浇筑混凝土,并采用栓钉、加劲肋、隔板等次要构件来加强混凝土与外包钢板的黏接,防止钢板平面外屈曲。以1180 m高的中国建筑千米级摩天大楼为载体,研究外包钢板混凝土组合剪力墙的构造特点、在设计软件中简化措施、设计方法,并进行了试验研究。研究表明,外包钢板混凝土组合剪力墙强度高、延性好、施工简单等特点,具有良好的抗震性能。

襄阳庞公大桥主桥设计研究

为满足两岸地形条件及通航的要求,襄阳庞公大桥采用施工难度小、经济性好的2×378 m三塔两跨钢板结合梁悬索桥。通过采用钢-混叠合塔结构,解决结构刚度和强度相匹配的问题;同时使用UHPC材料以保证主塔钢-混结合段的安全可靠连接,此外镀锌铝合金高强钢丝的使用有效提高了主缆的耐久性。通过对该桥的计算分析表明,结构的各项指标均满足规范要求。

化学复合镀层与Ti6Al4V为配副时高温摩擦磨损性能的研究

采用化学复合镀工艺,在碳钢表面制备了Ni-P-MoS2和Ni-P-CaF2复合镀层,并对镀层进行热处理.本课题主要对两种复合镀层在高温时的摩擦磨损性能进行对比分析,并将其与Ni-P镀层的摩擦磨损性能进行比对,讨论工作温度对复合镀层摩擦磨损性能的影响,并阐述了镀层在不同温度下的磨损机理.结果表明:当温度从常温升至500℃左右时,Ni-P-MoS2复合镀层的摩擦学性能较优,Ni-P-CaF2复合镀层和Ni-P镀层次之,Ni-P-MoS2复合镀层在高温摩擦磨损时表面生成一层致密的氧化膜起到很好的减摩作用.

耐300℃聚氨酯高强复合隔热板的制备及性能

300℃复合隔热板是以聚氨酯(PU)预聚体为基体材料,以中空玻璃微球(HGM)为增强材料,并且添加催化剂等助剂制备的一类PU耐高温隔热复合材料。采用预聚体法分别制备了改变PU交联度和改变填料用量的2组PU/HGM复合材料;通过压缩实验、硬度实验、导热系数和TG-DTA测试,结果表明:当PPG-1000与PAPI的质量比为0.5,HGM用量56.43%(wt,质量分数)时,材料压缩强度为37.42MPa,弹性模量为9.96MPa,最大压缩应变5.19%,导热系数为0.1483W/m·K,耐热性(使用温度)为220℃左右,300℃时失重率为80%。材料的综合性能最优。

A32高强船板钢生产工艺优化控制

对高强船板A32生产数据进行统计分析,研究其性能富余量及性能与化学成分的关系。通过严格控制[C]、[Mn]含量,适当降低[Nb]含量,并优化优化控轧、控冷工艺参数,适当降低终轧温度和返红温度,保证了船板良好的力学性能,降低了船板生产成本。

双钢板高强混凝土联肢剪力墙抗震性能分析

为研究双钢板高强混凝土联肢剪力墙抗震性能,首先进行了1个试件的拟静力试验,试件的破坏形态为压弯破坏,破坏模式为连梁端部剪坏,端柱底部钢管和墙肢底部钢板屈曲后混凝土压溃。利用ABAQUS软件建立试件的有限元模型,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,通过单调推覆分析研究了边缘约束构件形式、连梁形式及耦连比等因素对组合联肢剪力墙抗震性能的影响。提出组合联肢墙的抗弯承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。

复合材料结构部件在高速动车组上的应用研究及性能评价

文章介绍了铝蜂窝结构设备舱底板结构应用现状,分析了复合材料(玻璃纤维、碳纤维及填充材料的复合)设备舱底板结构设计的可行性,验证了复合材料新结构的工艺性及其强度、疲劳等性能,证明了复合材料设备舱底板在高速动车组上应用的适用性。

三榀高性能钢-混凝土组合楼板激励响应互相关分析

基于研发的空气调频激励装置,以三榀高性能钢-混凝土组合楼板模型激励响应动力特性试验测试为基础,通过构建榀-榀互相关函数分析模式,进行了该类型组合楼板结构的加速度激励响应和位移激励响应榀-榀互相关分析。研究表明,组合楼板榀与榀之间的加速度响应与位移响应激励过程由瞬态、稳态和衰减三个阶段组成。在瞬态阶段、稳态阶段和衰减阶段的阶段性互相关系数大小不一,互相关分布规律不同。瞬态阶段互相关性表现出稳定的抛物线分布规律;稳态阶段互相关分布规律呈现平滑的抛物线分布状态;衰减阶段互相关性均表现出榔头型分布规律。

带湿接缝的预制UHPC⁃NC组合板试验与分析

为研究新型装配式超高性能混凝土-普通混凝土(Ultra-high Performance Concrete-Normal Concrete,UHPC-NC)组合湿接缝板受力性能,设计制作了1块UHPC-NC组合湿接缝板模型,开展四点弯曲性能试验,并通过ABAQUS软件进行精细化建模分析。结果表明:组合湿接缝板主裂缝位于弯剪段预制板部位,发生弯剪破坏,湿接缝部位未产生较大破坏,结构抗弯性能良好;通过有限元模拟及参数分析计算,组合湿接缝板的底层UHPC板厚改变对组合板整体抗弯性能影响不大,增大UHPC层配筋率后组合板的屈服荷载和极限荷载有所提升,提升幅度分别为8.3%-31.5%、12.5%-49.1%,高配筋率(3.91%-5.11%)下提升幅度分别达到43.6%-46.5%、111.8%-153.6%。为避免发生界面破坏,湿接缝UHPC层配筋率建议取值不低于2%;综合考虑接缝性能与施工便捷,建议采用企口形湿接缝构造。

采用高性能水泥基黏结剂的钢-UHPC组合板界面剪切性能试验研究

为探究高性能水泥基黏结剂(HPCA)作为钢-UHPC组合板黏结剂的可能性,以黏结剂种类、龄期、温度和黏结面积作为参数,开展了24个水泥基黏结剂连接的钢-UHPC组合板的界面抗剪试验,分析各参数对黏结界面的破坏模式、抗剪黏结强度的影响规律。结果表明:在常温条件下,采用高性能水泥基黏结剂的试件主要发生黏结层内聚破坏(B类破坏),采用普通水泥基黏结剂(NCA)的试件发生黏结层和UHPC板界面脱粘破坏(C类破坏),NCA的抗剪黏结强度仅为HPCA的47.9%;在高温条件下,HPCA的抗剪黏结强度降幅为40%~60%,但仍超过1.0 MPa;龄期对抗剪黏结强度影响较大,当龄期从7 d增加至28 d和90 d时,HPCA的抗剪黏结强度分别提高了29.2%和38.1%,且相应的材料抗折强度分别提高了32.8%和35.2%,二者提高幅度相当,说明抗剪黏结强度与材料抗折强度有较强的相关性;抗剪黏结强度受黏结面积的影响较小,当黏结面积从100 cm^(2)减小至75 cm^(2)和50 cm^(2)时,抗剪黏结强度分别增高了3.1%和8.4%。

武汉军山长江大桥超高性能混凝土组合桥面改造技术及实施效果分析

针对武汉军山长江大桥桥面铺装层损坏和正交异性钢桥面板疲劳开裂的问题,珠京方向半幅桥面改造为钢-超高性能混凝土轻型组合桥面结构,厚55mm的超高性能混凝土(UHPC)层采用短栓钉与钢桥面板连接,与上部SMA10沥青混凝土(厚30mm)采用环氧树脂粘结材料连接。利用ANSYS软件建立局部梁段有限元模型,进行改造前、后的疲劳细节处应力幅对比分析,并基于健康监测系统以及钢箱梁局部应变监测系统,对组合桥面改造后效果进行实时监测。结果表明:UHPC层对面板与U肋连接细节应力影响极为明显,与柔性铺装相比,应力降幅最高为86.4%,可极大降低钢桥面板的开裂风险;桥面改造后,U肋底部、顶板底部、横隔板构造细节处的应力幅值、等效应力均明显降低,可显著提高钢桥面板的疲劳寿命。

钢板-超高性能混凝土梁有限元分析研究

为了研究钢板-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能,在钢板-UHPC-T组合梁方案下,以钢板厚度、钢板强度等级、UHPC抗拉强度和UHPC极限拉应变为参数,利用ABAQUS软件进行了有限元分析。结果表明:钢板厚度和钢板强度等级的改变对组合梁抗弯承载力的提高作用较为明显;UHPC抗拉强度的提高可以适当提高开裂荷载;UHPC极限拉应变的增加可适当提高梁体的延性。