嵌入式H型钢梁柱节点受力性能研究

为解决传统标准梁柱节点施工复杂、节点强度低等一系列问题,提出一种嵌入式H型钢梁柱节点结构形式,并设计4个梁柱节点试件(1个标准现浇梁柱节点试件,3个嵌入式H型钢梁柱节点试件)进行试验研究,设置型钢翼缘宽度、剪跨比为主要参数,对4个试件的破坏形态、承载力、变形能力进行对比分析。结果表明:嵌入式H型钢梁柱节点试件的节点核心区柱端混凝土裂缝较少,裂缝分布和破坏位置基本上发生于梁端,充分满足了“强柱弱梁”的设计要求;相较于标准现浇梁柱节点试件,嵌入式H型钢梁柱节点试件峰值承载力、极限承载力、变形能力均显著提高,当型钢翼缘加宽时,试件峰值承载力和极限承载力提升较为有限,当剪跨比大于2.7时,承载力将会明显降低。

型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究

正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。

苏州某大型复杂商业连体结构设计

苏州某大型商业综合体项目位于7度抗震设防烈度区,为体型重叠建筑。通过5道防震缝将建筑整体划分为购物中心A区、购物中心B区、停车楼、商业街A区、商业街B区五个独立结构单元。购物中心A区为复杂连体高层建筑,1~5层采用框架-剪力墙结构,两个单体在3~5层中区由钢桁架相连,顶部(6层)钢桁架结构与两个单体通过成品球铰支座连接,形成强连体结构。充分考虑了周期比、位移比双指标平衡后对购物中心A区剪力墙布置进行了优化;屋顶钢桁架结构支座采用变刚度设计,局部设置滑动支座解决恒载下杆件应力比较高的问题。通过性能化设计,该复杂结构连体部位可以满足中震弹性、大震不屈服的性能目标要求。性能化设计及专项分析表明,影院钢结构具有良好的抗震性能、楼盖舒适度及防倒塌性能。

关节间隙宽度测量对内侧膝关节单髁置换效果及预后的影响

背景:与全膝关节置换相比,膝关节单髁置换具有康复快、成本低、本体感觉好等优点,但其术后高翻修率也是不容忽视的问题。目前对于导致膝关节单髁置换后高翻修率的原因尚不完全明确,因此术前严格把握手术指征对改善膝关节单髁置换后疗效和降低翻修率至关重要。作为常用的影像学测量手段,关节间隙宽度的评估可能对膝关节单髁置换手术指征的选择具有重要的临床参考价值。目的:综述关节间隙宽度的测量方法及对判定内侧膝关节单髁置换疗效和预后的影响。方法:通过万方和PubMed数据库检索1950-01-01/2023-06-01发表关于膝关节单髁置换疗效评价因素和关节间隙宽度对膝关节单髁置换疗效影响的相关文献,通过将文献汇总、分析,对关节间隙宽度的测量方法、术前内侧间室关节间隙宽度对内侧膝关节单髁置换疗效的影响、内侧膝关节单髁置换后外侧间室关节间隙宽度变化对预后的影响做以综述。结果与结论:①尽管目前用于研究和测量膝关节关节间隙宽度的方法很多,但负重位下X射线片测量关节间隙宽度仍是日常骨科实践中评估骨关节炎进展的常用方法,其可适度反映软骨厚度。②术前膝关节内侧间室关节间隙宽度会影响内侧活动平台膝关节单髁置换后的疗效,内侧关节间隙宽度/外侧关节间隙宽度<40%或内侧关节间隙宽度≤2mm的膝骨关节炎患者,可能更适合行内侧活动平台膝关节单髁置换。③内侧膝关节单髁置换后外侧间室关节间隙宽度变化对预后产生一定影响,术后通过改善外侧间室的关节匹配度,可延缓外侧间室关节退变的进展、降低假体翻修率,但尚欠缺相关的临床研究。总之,关节间隙宽度的影像学测量对判定内侧膝关节单髁置换的术后疗效和预后具有重要的临床参考价值。

钢壳沉管隧道最终接头龙口宽度研究

为了确保整体预制水下推出式最终接头在外海工况下施工过程安全风险可控,满足设计要求的厘米级安装对接精度,针对钢壳沉管隧道最终接头施工中的龙口宽度问题进行探讨。在分析已安管节实际施工参数和特定要求气象窗口条件下,从沉管进入龙口的方式、管节纵向定位能力及隧道预制、安装的累计长度误差等方面进行研究。研究结果表明,控制最终接头龙口宽度在2.2 m有利于提供后焊段作业空间,增强通风效果,满足大体量焊接作业条件,便于大型设备的投入,提高工作效率;同时,为沉管施工提供有效沉放对接作业空间,降低作业风险。本研究为钢壳沉管最终接头施工提供有益参考,具有重要意义。

高压燃油系统油管接头密封性能研究

为了研究燃油系统油管接头密封性能的影响因素,以某柴油机高压油管接头为研究对象,借助Hypermesh及ANSYS软件建立高压油管接头密封的有限元模型。根据赫兹接触理论及vonMises应力计算,探究不同预紧力、不同轨压作用下高压油管接头密封带宽度及最大等效塑性应变的变化规律。结果表明:密封带宽度、最大等效塑性应变与预紧力呈正相关,且最大等效塑性应变与预紧力变化呈三次方关系;密封带宽度与轨压呈负相关,而轨压对等效塑性应变影响不显著,该研究结果可为高压油管接头的安装设计及管接头预紧力的选择提供理论支撑。

小高宽比框架结构爆破拆除数值模拟研究

为研究小高宽比框架结构爆破拆除的倒塌过程,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立分离式共节点模型,对其倒塌过程进行数值模拟研究,分析该结构钢筋混凝土柱的受力特点。通过对比实际工程与模拟结果,发现两者在倒塌时间、倒塌历程、爆堆范围等方面高度一致,由此可见数值模拟是可靠的。研究发现:在倒塌过程中,各排立柱达到截面抵抗弯矩后会在梁柱节点处产生塑性铰,上部结构以塑性铰作定轴转动,前倾过程中对后排立柱产生向后的反力,以致产生明显的后坐。倒塌前期钢筋与混凝土单元共同受力,混凝土单元失效后,与其共节点的钢筋单元应力发生突变,随后在拉压状态下不断变换,直至倒塌结束,爆破切口处的钢筋对上部结构的自由落体有一定的阻碍作用。

轻型组合桥梁负弯矩区接缝抗弯性能试验

对适用于轻型组合桥梁负弯矩区的T形横向接缝抗弯性能进行试验研究,对负弯矩加载接缝的全过程进行理论分析,对接缝设计参数进行讨论.研究结果表明,随着荷载的增大,试件的主裂缝出现在连续浇筑的UHPC接缝界面和加载点下方的面板表面,试件中部未发现明显裂纹,UHPC接缝界面的可视初裂强度可以满足实桥设计荷载.对试验梁进行分析,提出接缝最大裂缝宽度、考虑UHPC拉伸刚度效应的设计弯矩和挠度计算公式,获得每阶段承载力的计算式,预测结果与试验结果吻合良好.通过参数讨论和计算可知,跨度L=20~50 m的轻型组合桥梁T形接缝上部加长长度可以设置为0.1L.

低合金钢管板管孔加工技术

针对低合金钢管板的管孔加工,对比分析了目前国内常用管孔加工机具一次加工成型管孔质量的差异,试验对比了相同液压胀力下初始间隙0.36 mm和0.26 mm的10^(#)+16Mn胀接接头的密封性和拉脱力变化。指出GB/T 151—2014中对管板孔桥宽度B值随管板厚度变化的限定值已经落后,应在该标准修订时进行调整。研究发现,管孔表面粗糙度应根据换热管外表面粗糙度、管束密封性和拉脱力的设计要求进行调整,随着装备制造加工技术的提高,管板孔的加工机具应在数控钻、加工中心、数控深孔钻中进行选择,逐步淘汰摇臂钻。

简支转连续T梁桥湿接缝受力模拟与实测分析

目的 研究装配式简支转连续T梁桥湿接缝的受力性能。方法 依托京雄高速工程,建立全桥梁格有限元模型,并对湿接缝受力进行现场实测分析。在数值模拟与实测结果吻合的基础上,基于有限元模型,对简支转连续施工工序和墩顶湿接缝宽度进行优化。结果 装配式T梁桥简支转连续过程中,负弯矩区预应力张拉对湿接缝受力影响最大,其次是二期恒载,而体系转换对其影响有限。湿接缝早期弹性模量、截面非均匀收缩、配筋率以及环境温度对现场应力监测结果均有影响,特别是早期弹性模量和截面非均匀收缩。简支转连续施工工序对成桥初期受力影响较大,但对长期受力性能影响较小。对本项目而言,在不增设负弯矩区预应力的前提下,湿接缝宽度可适当增加但不宜超过1.1 m。结论 湿接缝实测应力应根据混凝土早期弹性模量和截面非均匀收缩等因素进行修正。施工顺序需考虑桥梁成桥初期和长期性能需求。适当增加湿接缝宽度可提高经济跨度,但应注意墩顶截面抗裂性。

基于试验及数值仿真的复合材料单钉双剪连接件失效研究

为研究ZT7G/LT-03A碳纤维环氧树脂复合材料单钉双剪连接件的力学性能,对3种铺层与3种宽度的层合板开展了复合材料单钉双剪试验,分析了不同铺层比例、宽径比对失效载荷与失效模式的影响。采用渐进损伤失效分析方法对试件的失效过程进行了有限元模拟,模型与试件的失效模式以及失效载荷吻合良好,验证了模型的准确性。在此基础上,研究了初次掉载时层合板各个铺层的应力分布与损伤状况,并进一步探究了整个加载历程中不同铺层比例与宽径比对连接件性能的影响。结果表明,当层合板的宽径比增加时,失效模式由拉伸失效转变为挤压失效,而在一定范围内改变铺层比例时,失效模式基本不受影响。

软化对X80管线钢管气体保护焊接头承载能力的影响

针对X80管线钢管环焊接头热影响区软化造成环焊缝断裂失效的问题,采用数字图像相关法对焊接接头拉伸过程的应变分布情况进行了分析,并建立了焊接接头承载能力数值分析模型,对接头断裂位置及承载能力进行了预测,研究软化区宽度及软化程度对环焊接头强度和承载能力的影响。结果显示,焊趾处软化区宽度为0.3 mm、最大软化程度为2.6%时,拉伸过程中在母材处发生颈缩,软化对接头承载能力影响不明显;当软化程度为2.6%时,软化区宽度增大对接头承载能力没有明显影响;当软化区宽度为5 mm、25 mm,软化程度分别为25%和10%时,环焊接头承载能力降低约10%。研究表明,接头承载能力降低与颈缩位置有关,随着软化区宽度的增加,颈缩位置逐渐由母材向软化区转移,达到某一临界值时颈缩发生在软化区,此时接头的承载能力主要取决于软化区的性能,因此导致接头承载能力降低。

极罕遇地震作用下隔震结构碰撞响应与隔离缝宽度研究

以上部结构分别为3、5、7、9层的LRB(铅芯橡胶隔震支座)基础隔震结构为研究对象,通过大量的弹塑性时程分析,对罕遇和极罕遇地震作用下基础隔震结构无碰撞、与限位墙以及与相邻基础固定结构发生碰撞时的地震响应、隔离缝宽度等进行了研究和对比分析。结果表明,在极罕遇地震作用下,对于上部结构屈服强度比一定、刚度在一定范围内变化的LRB基础隔震结构,会与相邻结构发生碰撞并且上部结构的破坏程度差异很大;当允许基础隔震结构与限位墙或与基础固定结构发生碰撞,上部结构进入一定的塑性状态且具有相同的延性需求时,上部结构刚度较大的基础隔震结构反而需要较大的隔离缝宽度;随着基础隔震结构以及相邻基础固定结构楼层数的增加,避免碰撞所需的隔离缝宽度逐渐增大。

高面板坝面板挤压变形防控设计方法研究

面板坝因为其良好的适应性、经济性和安全性在国内外水电水利工程建设中被广泛使用,但部分已建高混凝土面板坝也出现了混凝土面板严重挤压破坏的事例,导致大坝渗漏,威胁工程安全运行,说明既往研究对混凝土面板变形特性的认识尚不充分。本文通过对多座面板堆石坝混凝土面板挤压破坏特征与压性缝结构分析,提出混凝土面板承受沿坝轴线方向挤压变形的“能力”不足是造成面板挤压破坏的根本原因,通过设置压性缝宽度适应沿坝轴线向的纵向变形是预防混凝土面板挤压破坏的重要途径。基于高面板堆石坝混凝土面板压性缝适应挤压变形原理,提出了防挤压破坏的设计方法,建立了压性缝宽度设计的数学表达式。并依托贵州洪家渡、贵州董箐和老挝Nam Khan2等面板坝工程的设计和运行,验证了压性缝设计方法的合理性和可靠性,为建设200m级和300m级的高面板堆石坝提供重要参考。

基于圆孔应力势函数法的核桃峪矿煤柱宽度确定

为了研究不同工作面尺寸以及不同地应力条件下的沿空留巷煤柱宽度确定方法,以甘肃庆阳核桃峪煤矿为背景,使用等效圆孔模型对矩形采空面进行替代,将煤柱简化为遍布水平节理与竖直节理的节理模型,引用弹性力学中应力势函数,结合摩尔-库伦准则对水平节理的剪切强度以及数值节理的剪切与拉伸强度进行分析;同时探究了不同等效圆孔半径和不同侧压系数下的煤柱抗剪强度曲线。结果表明:水平节理的剪切破坏是造成煤柱失稳破坏的主要原因,竖直节理的拉伸破坏主要集中在煤柱表面;同时,较大的等效圆孔半径会造成更大的影响范围以及更大的煤柱破坏面积;而较大的侧压系数能够提供给煤柱较大的围压,提高煤柱的抗压能力,进而使得煤柱的失稳破坏面积显著减小。该研究可以为煤矿开采工程中的沿空留巷煤柱宽度确定提供一种新的方法。

X射线测量成人胫骨外侧平台与股骨外侧髁解剖关系在骨折复位中的意义

背景:胫骨平台骨折术中平台宽度恢复与否,目前临床尚无统一参考标准,其对术后膝关节功能影响,国内外研究较少。目的:探究成人胫骨外侧平台与股骨外侧髁的解剖位置关系及其在SchatzkerⅡ型胫骨平台骨折宽度复位中的临床意义。方法:回顾性分析2019年12月至2021年6月安徽医科大学第三附属医院拍摄的标准中立位正常成人膝关节X射线片148例208膝(正常组),以及SchatzkerⅡ型胫骨平台骨折患者58例(58膝)术前及术后1年标准中立位膝关节X射线片(骨折组)。定义胫骨平台最外侧点为A点,股骨远端关节面最外侧点为B点,股骨外侧髁最外侧点为C点,分别测量A-B与A-C的水平距离,若B点在A点内侧记做(-),在A点外侧记做(+),同理记录A-C值。正常组按照男女及左右侧分组,进行组间对比,以发现成人胫骨外侧平台与股骨外侧髁的解剖位置关系。同时对SchatzkerⅡ型胫骨平台骨折患者进行术后1年膝关节美国特种外科医院评分,定义复位后A点在C点内侧为甲组,A点在C点外侧为乙组,比较甲、乙组的膝关节功能。结果与结论:①正常组男性、女性平均A-B值相比,差异无显著性意义(t=-1.86,P>0.05);正常组男性、女性平均A-C值相比,差异无显著性意义(t=0.70,P>0.05);正常组左侧、右侧平均A-B值相比,差异无显著性意义(t=-0.67,P>0.05);正常组左侧、右侧平均A-C值相比,差异无显著性意义(t=1.09,P>0.05);②正常组平均A-B值为(-3.60±0.84)mm,骨折组术前平均A-B值为(-5.28±1.16)mm,组间对比差异有显著性意义(t=10.28,P<0.05);正常组平均A-C值为(1.80±1.26)mm,骨折组术前平均A-C值为(1.09±2.18)mm,组间对比差异有显著性意义(t=2.37,P<0.05);③骨折组中甲组术后1年膝关节美国特种外科医院评分为(83.05±2.04)分,乙组为(75.97±1.91)分,组间对比差异有显著性意义(t=13.25,P<0.05);④提示成人胫骨外侧平台与股骨外侧髁的解剖学位置关系相对恒定,术中胫骨平台宽度复位不佳是术后膝关节功能下降的重要影响因素。

不锈钢管子与管板强度胀接性能对比研究

为了使换热管与管板接头获得更好的密封性能及拉脱强度,分析对比了液压胀和机械胀对不锈钢强度胀接头的性能影响及不同槽宽的机械胀对不锈钢接头的性能影响。3块S30408试件管板孔内分别加工宽度为3,4,9 mm的两道胀槽,窄槽采用机械胀,宽槽采用液压胀,对比胀接后的胀度、氦检密封性、拉脱应力及解剖线宽。试件经过漏率为1×10^(-6)(Pa·m^(3))/s的氦检全部合格,拉脱应力超出标准要求的4 MPa。试验结果表明机械胀胀度不稳定、容易过胀,槽宽4 mm和3 mm的机械胀接头的性能差别不明显,液压强度胀接头综合性能更优。

木框结构门抗变形优化

木框结构门是实木定制家具的主流结构形式,但是由于木材本身特性,在使用过程中容易出现变形问题,即宽度尺寸变形和翘曲变形问题,严重影响正常使用。为此,开展了拼角形式、是否油漆以及单个部件的变形程度对木框结构门变形的影响研究。研究结果表明,加工操作不合规范也是尺寸变形的重要原因,木框结构门的翘曲变形是不可避免的,减少翘曲变形应从门框结构着手,缩短生产周期,加快油漆处理能够减少产品的翘曲变形程度,与企业原有木框结构门相比,使用指接材制备的木框结构门可有效减小翘曲变形程度。

机场水泥混凝土大板接缝设计

针对机场水泥混凝土大板的特点,建立了大板接缝宽度和接缝张开量的计算公式,并在某机场的水泥混凝土大板试验段上进行了接缝宽度变化的观测,提出了大板接缝设计的方法。

高边坡岩体卸荷带划分的量化研究

边坡卸荷及其卸荷带是西南地区高边坡一种常见的现象,对岩石边坡稳定性及其它岩石工程问题有重要的影响。在分析目前卸荷带划分方法的基础上,根据卸荷带的形成机理及地质表现,提出了用裂隙率、张开裂隙率和“隙宽和”3个量化指标进行卸荷带的划分。结合实际工程,进行了大量的现场裂隙测量,分析结果表明,3个量化指标对卸荷带的强弱有较好的响应关系,作为卸荷带划分的量化指标具有较好的可操作性。进一步,结合卸荷带的地质特点,提出了所研究的具体工程其卸荷带划分的建议方案。