回流型脉冲爆震燃烧室结构动态响应实验研究

脉冲爆震燃烧室是脉冲爆震发动机的核心部件,工作过程中承受高温以及周期性高速移动的瞬态高压载荷,爆震室的强度和安全性是其工程应用的前提。本文针对一种新型的回流型爆震室,建立了台架工作环境的爆震室压力、温度、动态应变试验测试平台,初步开展了5 Hz工况下的气/热载荷与结构动态响应测试与分析。结果表明:爆震室空间内包含完整起爆过程以及压力反传,压力时空变化比爆震波理想传播模型更加复杂;爆震室结构表现出受高速冲击爆震压力载荷引起的瞬态响应的同时,压力在回流型结构内传播产生弯矩,将引起爆震室结构的低频弯曲振动;爆震室的低频响应包含50 Hz,173 Hz和224 Hz等频率成分,幅值分散性小,而高频成分主要分布在10~30 kHz,幅值分散性较大。

古建筑木结构叉柱造式斗栱节点抗震性能试验研究

斗栱是中国古建筑特有的形制,具有建筑装饰、传递荷载和耗能减震等综合作用。为研究叉柱造式斗栱节点的抗震性能,以独乐寺观音阁平座层叉柱造式斗栱为研究对象,参照宋《营造法式》三等材的营造方法,制作5个叉柱造式斗栱节点。通过低周反复荷载试验,研究叉柱造式斗栱节点的破坏形态、滞回特性、抗转动承载力、转动刚度、刚度退化和耗能等抗震性能,分析不同营造形式、不同竖向荷载等因素对斗栱节点抗震性能的影响以及双朵斗栱协同工作效应。试验结果表明:叉柱造式斗栱节点主要破坏形态是柱叉、散斗的劈裂,栌斗的开裂和受压屈服,枋弯曲断裂以及构件的分离与滑移。斗栱节点的弯矩-转角滞回曲线呈"S"形,滞回环"捏缩"效应明显;双枋斗栱节点的滞回曲线对称性好,而单枋斗栱节点的正、负向滞回曲线显著不对称。斗栱节点弯矩-转角骨架曲线的发展过程可划分为基本弹性阶段、弹塑性上升阶段和平稳破坏阶段三个阶段,并根据试验结果建立斗栱节点的弯矩-转角简化计算模型。竖向荷载越大,节点抗转动承载力和转动刚度越大,根据试验结果建立斗栱节点转动刚度的竖向荷载影响系数计算公式。研究成果对我国叉柱造式古建筑木结构的保护具有重要参考价值。

古建筑木结构直榫节点抗震性能试验研究

为了研究不同形式直榫榫卯节点的抗震性能,参照《营造法式》及相关文献的构造要求,考虑不同榫头形式、不同模型比例、不同榫头伸出长度及不同材料对直榫榫卯节点抗震性能的影响,制作了14个T型直榫榫卯节点。通过直榫节点的低周反复加载试验,得到了不同形式直榫节点的破坏特征、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、转动刚度及其退化规律和耗能等性能。试验结果表明:直榫节点的破坏形态主要是卯口、榫头的挤压变形和榫头部分拔出,梁、柱无明显破坏;直榫节点弯矩-转角滞回曲线形状呈反‘S’型,单向直榫节点的滞回环对称且饱满度较好,透榫节点、半榫节点的正向和反向滞回曲线呈现不对称性且饱满度较差,半榫节点尤为明显;单向直榫节点、透榫节点的承载力和转动刚度较大且相差不多,半榫节点较小;单向直榫节点的承载力大致与模型比例的平方成正比,但不符合模型相似关系;单向直榫节点增加榫头长度有助于提高其转动刚度,但当榫头长度大于柱径时,其提高幅度减小;透榫节点的耗能能力好于单向直榫节点和半榫节点;不同木材种类对直榫节点的承载力、转动刚度等性能有明显影响;直榫节点的转角可以达到1/8rad,表现出良好的变形能力。研究成果可为古建筑木结构的抗震分析提供依据。

气井积液预测研究进展

准确预测气井积液时间并及时采取排水采气工艺措施,对于维持低产气井稳定生产至关重要。为此,基于对国内外气井积液预测方法及积液气井数值模拟方法的广泛调研和总结,综合分析了目前解释气井积液的液滴反转模型、液膜反转模型和气井稳定性分析方法,阐述了积液气井瞬态数值模拟的研究进展。研究结果表明:(1)不同积液预测模型计算值之间及不同类型气藏气井携液临界气量之间存在着巨大的偏差,引起气井积液的机理不仅仅由单一液体反转现象造成,而是地层与井筒共同作用的结果 ;(2)液体反转理论在解释气井出现动液面上有悖于气液两相管流的基本规律,气井动液面的产生与气井受到瞬态扰动相关。在上述研究的基础上,指出了气井积液机理研究的发展方向:结合地层数值模拟,建立合理井筒压力波动模型并将其考虑为内边界条件,开展地层—井筒耦合实验及理论研究,揭示不同类型气藏积液的控制机理并建立相应积液预测模型,以期为气井排水采气工艺设计提供理论依据和技术支撑。

残损古建筑木结构叉柱造式斗栱节点抗震性能退化规律研究

为研究残损叉柱造式斗栱节点的抗震性能及其退化规律,以独乐寺观音阁平座层叉柱造式斗栱为研究对象,参照宋《营造法式》三等材的营造方法,制作4个叉柱造式斗栱节点,并采用人工模型方法,模拟构件表面腐朽、虫蛀及裂缝等三类残损斗栱节点。通过低周反复荷载试验,研究残损斗栱节点的破坏形态、滞回性能、抵抗弯矩承载力、转动刚度、耗能及其退化规律。试验研究表明:残损叉柱造式斗栱节点的破坏形态与完好斗栱节点相似,残损节点模型的破坏更显著、更严重;残损斗栱节点的弯矩-转角滞回曲线呈弓形,滞回环捏缩效应较小,层间滑移现象减弱;不同残损斗栱节点的抵抗弯矩承载力和转动刚度都有一定程度的降低;残损节点的耗能能力都有所提高;残损斗栱节点仍具有较好的变形能力和延性。初步建立了节点的残损度与其抗震性能退化之间的关系。研究成果对我国现存叉柱造式古建筑木结构的残损评估和保护具有重要参考价值。

两层两跨带施工缝混凝土框架抗震性能研究

通过对两层两跨带有施工缝钢筋混凝土框架的低周反复荷载试验,对表征其抗震性能的破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、耗能能力和残余变形进行了深入研究.研究表明:处理良好的施工缝不影响框架结构的开裂和整体性,但带缝框架抗震性能有所降低.

低周反复荷载下两跨两层轻钢框架抗震性能试验研究

本文通过两跨两层轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了轻钢框架结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态,结果显示轻钢框架具有很好的抗震性能,节点域耗能能力强。论文结论可为多层轻钢框架的抗震设计提供依据。

实腹式配钢的型钢混凝土十字形异形柱的抗震性能

为研究实腹式配钢的型钢混凝土(SSRC)十字形异形柱的抗震性能,对4根不同轴压比、配钢率和加载方向的SSRC十字形异形柱进行了低周反复加载试验,记录了试件各阶段的开裂、变形及破坏特点,得到了其荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线,以及刚度退化、强度衰减、位移延性、耗能能力等力学性能.根据试验结果,对比分析了轴压比、配钢率和加载方向对SSRC十字形异形柱抗震性能的影响.结果表明:剪跨比较大时,试件发生弯曲破坏;SSRC十字形异形柱具有良好的延性、塑性变形能力和耗能能力;与空腹式配钢的型钢混凝土十字形异形柱相比,SSRC十字形异形柱抗震性能良好.

轻型钢木组合剪力墙抗侧性能试验研究

对轻型钢木组合剪力墙抗侧性能进行研究,设计一个轻型钢框架对比试件,进行单调加载试验;两个轻型钢木组合剪力墙试件,进行低周反复荷载试验;考察有无OSB板及板厚对轻型钢木组合剪力墙抗侧性能的影响,研究墙体的破坏形态、抗侧承载力、滞回性能、延性、耗能能力等.研究结果表明,轻钢龙骨框架中引入常用的OSB板组成轻型钢木组合剪力墙可提高其侧向承载能力,随着板厚的增加抗侧性能有所提升;轻型钢木组合剪力墙抗震性能较差,轻钢龙骨框架与OSB板未能良好地协同变形发挥其组合作用,可见自攻螺钉未能起到较好的连接作用.建议进一步深入探究其协同工作机理及覆面板材料和厚度等参数的影响规律,为轻型钢木组合剪力墙工程实际提供参考.

低周反复荷载下预制混凝土夹心保温剪力墙的试验研究

试件参数包括竖向钢筋连接排数(单排或双排)、竖向钢筋连接数量(全部或部分连接)以及内叶墙板、保温层和叶墙板厚度(分为200 mm+50 mm+60 mm与100 mm+50 mm+100mm两种).研究结果表明:6片剪力墙均发生受弯破坏;现浇剪力墙与200 mm+50 mm+60 mm预制剪力墙具有相近的耗能能力和位移延性,100 mm+50 mm+100 mm预制剪力墙的耗能能力和位移延性则稍差;采用单排全部钢筋连接方案的预制剪力墙的承载力、位移延性、耗能能力均与采用双排全部钢筋连接方案的剪力墙相近,而采用单排部分钢筋连接方案的预制剪力墙承载力与位移延性稍大,耗能能力则基本相同.

实腹式型钢混凝土异形柱抗震性能试验及参数分析

为研究实腹式型钢混凝土（SSRC）十字形异形柱的抗震性能,对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的SSRC十字形异形柱进行了低周反复加载试验,分析了各试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、位移延性.试验结果表明：当剪跨比较大时,试件发生弯曲破坏;试件的滞回曲线比较饱满;位移延性系数均大于3,破坏位移角在1/28~1/16之间.采用ANSYS对试件进行有限元分析,考虑型钢与混凝土之间的粘结滑移,分析比较了轴压比、配钢率及加载方向三个参数对试件承载力及延性的影响,有限元分析结果与试验结果吻合较好.试验及有限元分析均表明：SSRC十字形异形柱具有良好的延性、塑性变形能力,可以应用于高抗震设防烈度区的多高层建筑中.

往复荷载下钢筋增强ECC梁的抗剪性能研究

高延性水泥基复合材料(ECC)是一种具有假应变硬化特性和多裂缝开展机制的高性能纤维增强水泥基复合材料。将ECC替代混凝土用于建筑结构,能有效避免因混凝土脆性导致的开裂和耐久性问题。本文对3根不同配箍率的钢筋增强ECC短梁进行低周反复荷载试验。结果表明:钢筋增强ECC(R/ECC)短梁比钢筋混凝土(RC)短梁具有更高的承载力、耗能能力和损伤容限能力。承载力的差异与斜裂缝开展密切相关,ECC梁细密裂缝处纤维的桥连作用使ECC能够持续提供稳定的抗剪承载力。基于有限单元法对RC梁和R/ECC梁的抗剪性能进行数值模拟,计算结果与试验结果吻合良好。基于有限元法分析了剪跨比、箍筋直径和箍筋间距等参数对R/ECC梁抗剪性能的影响。

预制混凝土双板剪力墙抗震性能试验

为评价预制混凝土双板(DWPC)剪力墙的抗震性能,对2个DWPC剪力墙和1个现浇剪力墙的足尺比例试件在轴压比为0.1的条件下进行低周反复荷载对比试验研究,较系统地分析两类试件的滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化及耗能能力等。结果表明,3个试件均发生弯曲破坏;经过构造改进的DWPC剪力墙具有良好的整体工作性能;在边缘构件U形筋搭接连接范围设置3重连续复合螺旋箍筋加强对核心区混凝土的约束作用,提高DWPC剪力墙的刚度和承载能力,其中极限荷载提高了22%~23%,但DWPC剪力墙的位移延性系数降低到5;DWPC剪力墙的耗能能力在试件屈服前与现浇剪力墙接近或相同,屈服后略有降低。

框支密肋复合板低周反复加载试验

为了研究底部大空间框支密肋复合板结构的抗震性能,进行2榀底部框架、上部密肋复合墙板结构1/2比例模型低周反复加载试验。对比分析了开洞与未开洞的框支密肋复合板结构在低周往复荷载作用下的破坏过程、墙体顶点侧移和层间位移滞回特性,骨架曲线及各构件钢筋的荷载-应变曲线,探讨了墙体的刚度退化和残余变形率。试验结果表明:上层密肋复合墙板结构层层嵌套的独特构造形式使整体结构抗震性能优越,带洞口的框支密肋复合墙板结构破坏模式和刚度退化趋势与未开洞试件基本一致,且两者具有良好位移延性,抗倒塌能力和可修复性。

不同配钢形式的型钢混凝土十字形异形柱抗震性能的比较研究

对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的实腹式型钢混凝土(SSRC)十字形异形柱进行低周反复荷载试验,得到其荷载-位移滞回曲线、位移延性、强度衰减及耗能能力等抗震性能。与空腹式型钢混凝土(LSRC)十字形异形柱的抗震性能进行对比,分析结果表明:实腹式型钢混凝土十字形异形柱滞回曲线饱满,强度衰减幅度较小,耗能能力较高,延性良好。

梁端楔形翼缘连接钢框架抗震性能和抗震设计研究

根据两跨两层梁端楔形翼缘连接钢框架试件的低周反复加载试验,研究了梁端楔形翼缘连接钢框架结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力和破坏形态。结果显示,试件破坏模式为延性,塑性铰出现在梁翼缘变化处,远离梁柱交界,梁端楔形翼缘连接钢框架具有良好的抗震性能。针对梁端楔形翼缘连接钢框架的特点,提出了强柱弱梁、强节点弱杆件和节点域抗震设计要求。

削弱梁翼缘连接轻钢框架的低周反复荷载试验

通过两跨两层削弱梁翼缘连接轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态。结果显示,削弱梁翼缘连接轻钢框架具有很好的抗震性能,梁上塑性铰首先出现在翼缘削弱截面处,节点域耗能能力强,本文结论可为多层削弱梁翼缘连接轻钢框架的抗震设计提供依据。

空心RC剪力墙试验研究及非线性有限元分析

基于空心钢筋混凝土剪力墙试件在低周反复荷载作用下的试验研究,采用ANSYS有限元分析程序,对其进行了非线性有限元分析,结果表明试验结果与有限元分析结果符合较好。作为静力试验研究的补充,利用ANSYS进一步分析了混凝土强度等级、轴压比、空心率、配筋率、人工竖缝对空心钢筋混凝土剪力墙的弹塑性性能的影响。为实际工程的设计提供了理论依据。

双腹板顶底角钢连接钢框架数值分析及试验

文章对双腹板顶底角钢连接钢框架进行非线性有限元分析,研究了该种框架的受力及变形特点、结构的延性、刚度等性能,分析了框架节点的受力特点及各部件的应力、应变变化情况,为该种连接钢框架的周期往复荷载试验的进行提供依据;同时对双腹板顶底角钢连接钢框架进行弹性阶段周期往复试验,获得其初始刚度,为后续拟动力试验提供依据。

带雀替木结构燕尾榫节点抗震性能研究

为研究带雀替燕尾榫节点的抗震性能,对2个按宋《营造法式》制作的燕尾榫节点进行了水平低周反复加载试验,并结合有限元软件ABAQUS,对比分析了节点的破坏形态、滞回性能、转动弯矩等抗震性能参数。结果表明:随转角的增大,枋与雀替逐渐分离;带雀替燕尾榫节点的滞回曲线左右明显不对称,雀替仅可提高节点的正向转动弯矩。经试验验证,所建立的带雀替燕尾榫节点模型可有效模拟节点在反复荷载作用下的受力状态。研究结果可为古建筑木结构的修缮、保护提供参考。