FRP-混凝土-钢双壁空心柱的抗爆性能分析

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱,由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉格朗日欧拉法(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)进行建模,并基于已有的试验结果验证所建模型的准确性。利用验证后的数值模型,对爆炸冲击波传递过程、混凝土损伤发展、FRP管环向应变、爆炸后剩余力学性能以及参数进行了分析。结果表明,FRP管能有效约束爆炸区域内的夹层混凝土;爆炸后双壁空心柱的轴向承载力明显减小、轴向刚度明显下降;通过增加FRP管、钢管厚度,以及减小空心率能提高双壁空心柱的抗爆性能,其中前两项的影响更为显著。

基于单板承载的钢纤维混凝土铺装结构工作性能试验分析

桥面铺装层是分散车轮集中载荷的桥面板保护层,直接参与结构受力。不同的铺装层设计对桥梁结构承载能力储备的影响不同。为研究钢纤维混凝土桥面铺装层参与结构受力的工作性能,通过无铺装层、有混凝土铺装层和有钢纤维混凝土铺装层空心板梁单板试验,研究铺装层对空心板梁受力性能的影响。试验结果表明,桥面铺装层与空心板梁共同受力性能良好,铺装层能显著提高结构开裂荷载和极限承载能力,增大结构刚度和改变结构破坏形态。

制备条件对多孔不锈钢中空纤维载体微结构的影响

采用相转化法制备不锈钢中空纤维载体,系统考察空气间距、芯液流速和纺丝液中水含量等制备条件对多孔不锈钢中空纤维载体微结构及性能的影响。结果表明,随着空气间距的增加,中空纤维载体海绵层逐渐变薄;随着芯液流速的增加,中空纤维载体截面整体形状逐渐呈规整的圆形载体壁变薄;随着水含量的增加,纺丝液的黏度不断增加,中空纤维载体断面逐渐由典型的“三明治”结构变成双层非对称结构。当空气间距为10 cm、芯液流速为20 mL/min、纺丝液中水质量分数为2%时,其N2渗透性可达1.59×10^(-4) mol/(m^(2)·s·Pa),同时弯曲强度高达238.4 MPa。由此可知,通过对纺丝过程中制备条件的调变,可以实现不锈钢中空纤维载体微结构的有效调控。

钢纤维粉煤灰混凝土砌块砌体基本力学性能的试验研究和数值分析

首先研究钢纤维粉煤灰混凝土的基本力学特性,通过对掺入不同钢纤维体积率和不同粉煤灰掺量的混凝土进行试验,得出力学特性较好的配比进行砌块的试验研究。试验结果发现在粉煤灰混凝土砌块中掺入一定体积率的钢纤维,不仅能够提高砌块砌体的抗压强度,也改善砌块砌体的变形性能和破坏形式。同时对砌块砌体进行有限元分析,根据模型试验与数值模拟分析,得出其应力分布规律和变形形态,为钢纤维粉煤灰混凝土砌块的应用提供理论依据。

基于OpenSees的空心钢管混凝土柱恢复力计算公式研究

采用OpenSees建立基于纤维截面的空心钢管混凝土柱有限元模型,对空心钢管混凝土柱的滞回性能进行计算。在该有限元模型基础上,考虑轴压比、长细比、截面空心率、截面含钢率、混凝土强度和钢材强度等因数对骨架曲线恢复力模型的影响,结合正交试验设计方法,对骨架曲线恢复力计算公式进行回归分析。研究结果表明:1数值计算结果与试验结果吻合良好;2得到的空心钢管混凝土柱骨架曲线恢复力计算公式在一定设计参数范围内具有较高的计算精度。

钢纤维混凝土节段拼装空心墩拟静力试验

为探究钢纤维对自密实混凝土桥墩抗震性能的影响,在剪力键干接方式下,对钢纤维混凝土预应力节段拼装空心桥墩试件进行拟静力试验,详细描述试验现象及破坏过程,基于滞回曲线、接缝张角及预应力等测试数据,分析桥墩模型的承载能力、延性性能、残余位移、预应力损失、墩底曲率、耗能能力、刚度退化等性能参数,结果表明:与普通混凝土预应力节段拼装空心桥墩相比,钢纤维可明显提高桥墩的极限承载力、极限位移和位移延性,减小残余位移、预应力损失和混凝土损伤程度,使节段拼装空心桥墩的抗震性能得到综合提升,其机理在于钢纤维能同时增强混凝土的强度和延性。

预应力钢纤维混凝土空心板受力性能试验研究

针对预应力混凝土空心板制作和使用过程中容易出现裂缝的问题,提出在预应力空心板制作中应用钢纤维混凝土,形成新型材料构件-预应力钢纤维混凝土空心板。设计了不同钢纤维掺量的7块预应力钢纤维混凝土空心板,对其进行受力性能试验。试验表明,预应力钢纤维混凝土空心板与普通预应力钢筋混凝土空心板破坏形态相似,钢纤维的掺入可以有效提高混凝土空心板的抗裂性能和极限承载力,减小构件反拱,提高其抗弯性能。

预应力混凝土空心板梁粘贴钢板与碳纤维板加固效果试验研究

为研究预应力混凝土板梁加固效果,通过室内静力载荷试验对粘贴钢板和碳纤维板加固的预应力空心板梁承载特性进行了分析,综合分析了预应力空心板梁跨中挠度、受拉区钢筋应变和梁腹部裂缝变化,以此评价粘贴钢板与碳纤维板的加固效果。结果表明与未加固的预应力空心板梁相比,粘贴钢板和碳纤维板加固的板梁可有效减小梁体跨中挠度和受拉区钢筋应变,并有效抑制梁腹部裂缝扩展;加固预应力空心板梁的跨中挠度、受拉区钢筋应变和腹部裂缝减小幅度随荷载增大而逐渐增大,相同荷载下粘贴钢板比粘贴碳纤维板加固预应力空心板梁能更有效减小梁体跨中挠度、受拉区钢筋应变和抑制梁腹部裂缝开展,表明粘贴钢板加固预应力空心板梁的加固效果优于粘贴碳纤维板加固。

掺氧化铝小球钢纤维混凝土的自修复性能研究

采用真空吸附法将环氧树脂和固化剂分别吸入薄壁氧化铝空心球中,用黏土进行球面密封,制得包含修复剂的小球。以钢纤维增强混凝土为基体,加入不同掺量的修复小球制备自修复混凝土试样,对其力学性能和自修复性能进行了测试。综合考虑修复效果和自修复混凝土自身的性能,自修复混凝土中钢纤维和修复小球的最佳掺量分别占水泥质量的1.5%和9%。

纤维模型法计算矩形中空钢管混凝土受弯承载力

采用简便的分析方法——纤维模型法分析矩形中空钢管混凝土的受弯性能,借鉴钢管混凝土结构构件的基本假定及材料本构关系,分析其正截面受弯承载力,并编制了荷载-位移关系曲线的计算程序。利用该程序分析了两个算例,同时,讨论了空心率、混凝土强度、截面宽厚比及高宽比对受弯承载力的影响。结果表明,中空钢管混凝土构件具有更高的承载力,受弯承载力随空心率、混凝土强度的提高而提高,随截面宽厚比及高宽比的增大而减小。采用纤维模型的计算结果与实验结果吻合良好,验证了该方法的有效性。

烧结温度对TiO2/不锈钢中空纤维复合膜结构和性能的影响

不锈钢中空纤维膜基膜孔径大,直接涂覆分离层容易产生表面缺陷。在二氧化钛悬浮液中加入聚乙烯醇作为黏结剂,通过真空辅助抽滤法在不锈钢中空纤维基膜表面形成一层均匀的分离层。通过高温烧结得到了TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜,考察了烧结温度对于TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜表面分离层形貌和结构的影响。不同烧结温度时,TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜的表面形貌有所差异;随着烧结温度的升高,不锈钢复合膜的孔径和纯水通量均先升高再下降。当烧结温度为500℃时,表面涂层均匀,孔径分布集中,水通量较高。最后,以SPT-500膜测试了水包油乳液分离效果,分离效率达到99%以上,且具有良好的抗污染性能。

SSP浓度对不锈钢中空纤维膜性能的影响

以25μm 316L不锈钢粉(SSP)为原料,聚丙烯腈(PAN)为聚合物黏结剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为增黏剂,制备不锈钢中空纤维膜,讨论了SSP浓度对不锈钢中空纤维膜的烧结收缩、微观形貌、密度、孔隙率、最大孔径、平均孔径、纯水通量和机械强度的影响.采用泡点、纯水通量、机械强度等方法表征中空纤维膜的性能.实验结果表明:当加入质量分数75%的不锈钢粉时,不锈钢中空纤维膜具有较好的性能,其最大孔径为15.2μm,平均孔径为4.16μm,机械强度为49.4 MPa,纯水通量为350 000L/(m^2·h·MPa).

白音诺尔铅锌矿混合竖井井筒装备技术

介绍了白音诺尔铅锌矿混合竖井井筒装备在设计中采用的新技术、新材料和对罐道梁固定方式的改进。

中空不锈钢纤维在超高性能混凝土中应用的可行性

本工作研究了中空不锈钢纤维对超高性能混凝土(UHPC)的影响。通过抗折、抗压测试研究了中空不锈钢纤维对UHPC力学性能的影响,还通过10%(质量分数)NaCl长期浸泡验证了其对UHPC耐久性能的影响,最后通过X-CT对中空不锈钢纤维在UHPC中的分布进行了研究。结果表明:(1)中空不锈钢纤维对UHPC力学性能的提升效果明显,2.0%体积掺量下UHPC的抗折强度比镀铜钢纤维高23.1%;(2)中空不锈钢纤维可显著提高UHPC的耐久性能,在10%NaCl浸泡18个月后,掺中空不锈钢纤维的UHPC抗折、抗压强度仅分别下降2.0%、1.7%,而掺镀铜钢纤维分别下降了17.2%、4.3%;(3)中空不锈钢纤维在UHPC中分布更加均匀,互连概率更低。同时纤维的掺量及长径比在UHPC中均存在临界值。

空芯光纤硅太阳能电池制备及光捕获研究

本文提出一种空芯光纤结构硅基太阳能电池,并探讨其制备方法和光捕获性能.依据平面电池受光原理和空芯波导的限光机制提出了空芯光纤硅基太阳能电池结构,采用卷曲柔性平面非晶硅薄膜电池制备出圆筒形空芯光纤硅电池.通过对比研究入射光量一定的条件下平面电池和空芯光纤电池的光生电流和电压值,评估空芯光纤电池的光捕获效果.通过测量不同光入射角度和光照强度下空芯光纤电池的光生电流和电压值,揭示光入射角度和光照强度对空芯光纤电池光捕获性能的影响关系.研究表明,空芯光纤硅基电池能将入射光线限制在波导结构内反复吸收和反射,从而在光捕获性能方面较平面电池有所提升(~19.8%).光线入射角度对空芯光纤电池的光捕获性能有较大影响,在30°~50°入射时可以获得较大的光生电压和电流值.在0~100 000 lux的光照强度范围内,光生电压先随光照度增加而增大,而后逐渐趋于恒定值.通过卷曲柔性平面硅电池获得光捕获效率较高的空芯光纤硅电池是可行的,采用结构简单、光线单次入射吸收较低的单节薄膜电池制备空芯光纤电池有望获得更好的光捕获效率提升效果.

桥面混凝土铺装施工技术

通过河南安阳至新乡高速公路桥梁的桥面铺装施工过程中处理和利用的典型实例,总结了高速公路桥面铺装过程中通过拉毛空心板、铺装钢纤维混凝土、设置桥墩连续筋等措施,提高桥面铺装抗压强度。

钢纤维混凝土防治板梁锚后裂缝的应用

在试验研究配制钢纤维混凝土的基础上 ,采取在预应力空心板受到集中荷载作用的锚后 2m范围内使用钢纤维混凝土 ,改善混凝土的脆性、抗弯剪、抗韧性不足而易产生受力裂缝的通病 ;充分利用钢纤维混凝土抗弯剪、抗韧性高的优越性能防治板梁张拉锚后裂缝 ,保证预应力空心板的施工质量 ,并在桥梁工程的施工中得到良好验证。

基于OpenSEES的圆中空夹层钢管混凝土柱有限元分析

应用OpenSEES有限元软件,采用Mander混凝土本构模型和Menegotto-Pinto钢材本构模型对圆中空夹层钢管混凝土进行数值模拟分析,得到力-应变(N-ε)关系曲线,并对空心率、长细比和内外钢管径厚比进行参数分析。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好,且圆中空夹层钢管混凝土比实心混凝土延塑性更好,随空心率和外钢管径厚比的增大其极限承载力增大,随长细比的增大其极限承载力减小,但内钢管径厚比的影响很小。

浅谈空心板简支梁桥面铺装病害成因分析及加固维修对策

该文论述了空心板简支梁桥面铺装病害成因分析、加固原理、施工方法及其工程应用,目的是通过理论计算和实测数据对比,验证空心板简支梁桥面铺装的加固效果。

实心和空心钢管混凝土的统一纤维模型

采用纤维模型是进行结构整体分析的一种有效手段,目前已有部分学者给出了实心钢管混凝土的纤维模型计算方法,但是缺乏关于空心钢管混凝土的纤维模型计算方法。为了给钢管混凝土的整体分析提供数值分析手段,在统一强度承载力公式的基础上,给出了实心和空心、圆形和多边形完全统一的基于材料的钢管混凝土纤维模型,并给出了考虑截面形状和空心率影响的约束混凝土的滞回本构及参数取值方法。通过对不同截面形式的钢管混凝土长短柱轴压试验、侧推试验以及滞回试验的比较和分析,证明了基于材料的纤维模型和相关参数取值的适用性。