干式装配式墙体非均匀性传热规律

干式连接的装配式建筑因连接缝的存在会造成接缝与墙体间的传热不均,对墙体传热及建筑能耗产生重要影响。分析了干式装配外墙的非均匀传热特征,提出外墙内表面的累计温差比T′来评价墙体的传热非均匀性,确定了干式装配墙体传热的非均匀判定准则。提出用热桥影响区域等效传热系数K′_(T)来评价接缝非均匀传热影响区域,分析了非均匀性传热对建筑采暖能耗的影响。结果表明,装配式墙体在接缝两侧的温度波动较大,且墙体构造越复杂波动越显著。干式装配墙体接缝的非均匀影响区域明显大于传统砖混建筑。T′越大墙体传热越不均,建筑采暖能耗越大。接缝宽每增加5 mm导致的墙体传热不均使得建筑能耗变化约为3%~4%,含空气层的预制墙体变化尤为大,约为3.2%~6.7%。

非平稳随机地震激励下多层框架-摇摆墙结构的响应分析

框架-摇摆墙是一种可有效提高建筑抗震性和韧性的组合自复位结构,为充分了解其在地震下的随机响应特性,构建多自由度框架-摇摆墙结构的简化非线性方程,并利用等效线性化,基于响应的伪谐波行为假设,构建含时变参数的等效线性动力方程;基于随机平均的原理,得出控制响应幅值概率密度函数(PDF)的时间演变形式的福克-普朗克-科尔莫哥洛夫(FPK)方程,最终得出随机响应时间相关方差的一阶微分方程;并以某教学楼一榀框架为样本构建算例模型进行验证。结果表明:近似解析方法具有优异的精确度,在保证随机响应时间相关方差准确性的前提下,相对于传统的蒙特卡罗模拟(MCS)方法可提高分析的效率;在可分离形式和不可分离形式的非平稳地震动功率谱模型的结果中,随机响应方差曲线趋势与随机地震激励的形式相关,且在分段式调制非平稳谱作用下其分段点表现出很明显的不平滑现象;不同类型的随机地震激励扰动下的结果证明了此方法优异的适用性。

高频探地雷达在古城墙修复效果评价中的应用

在长期环境污染、自然因素和人为因素的共同影响和作用下,明长城得胜堡墙体结构出现了裂隙、空鼓开裂、墙体基础掏蚀、酥碱、植物根系等病害。研究利用探地雷达技术分别对得胜堡三个代表性城墙区域进行检测,探地雷达剖面图显示修缮后的城墙体状况有明显的改观,特别是经过传统逐层夯筑法修缮后的古城墙体,每层夯筑层连续性好,无明显异常,清晰可获得均匀的夯筑层厚度为0.02 m,可有效防治裂隙、空鼓、毛细现象及动植物等病害。采用土坯砖垒砌法修缮的城墙虽然在一定程度上起到了保护的作用,但由于土坯砖间连接的不密实,容易为毛细水、自然降水、动植物等提供产生裂隙、空鼓、生物等病害的条件,对于城墙的长久保存效果仍不够理想。采用探地雷达可快速了解古城墙的保存现状和修复性能,适宜开展大面积古城墙调查。

钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形技术进展

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地提高钛合金薄壁构件成形效率、降低成本。然而,与传统等温成形不同,在冷模热冲压成形过程中,钛合金板材温度不断下降,这对钛合金成形极限、回弹及组织性能等的控制提出了全新的挑战。分析了钛合金薄壁构件冷模热冲压成形技术特点及存在的问题,归纳了快速加热对钛合金组织性能的影响规律,综述了钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形工艺进展,最后对该技术未来的发展方向进行了展望。

基于小平面区域特征的文物碎片重组算法

针对非薄壁文物碎片重组复原过程中,因碎片边缘或断裂面磨损而导致拼接误差大的问题,提出了一种基于小平面区域特征的文物碎片拼接算法。首先根据区域增长分割把碎片的三维点云分割出许多小平面,建立以小平面作为拼接的特征区域,根据特征描述找到初始相似的小平面区域对,然后灵活应用几何约束+随机采样一致性(RANSAC)约束策略的方法,消除误匹配;最后通过4PCS(4-Points Congruent Sets)算法进行碎片的粗对齐,再根据迭代最近点算法(ICP)实现碎片的精确拼接。实验结果表明:小平面的特征描述简单,且有较强的稳健性,采用两级约束策略的方法较好的解决了误匹配问题,提高了磨损碎片拼接的成功率,同时有效减少渗透现象。

非球形颗粒碰撞壁面反弹特性的试验及模型

气固分离过程中,颗粒碰撞壁面的反弹行为对颗粒运动及装置的分离效率将产生重要影响。已有研究多针对球形颗粒的碰撞行为,然而实际工业过程中,煤粉、生物质、矿石等颗粒均为非球形颗粒,该类颗粒与壁面碰撞后的反弹行为与球形颗粒存在显著差异。为深入掌握非球形颗粒碰撞壁面的反弹行为,搭建了颗粒壁面碰撞试验装置,采用高速摄像及图像处理方法获得典型非球形颗粒碰撞壁面的基础数据,分析颗粒材质、球形度、壁面粗糙度、撞击角度、撞击速度等关键参数对颗粒-壁面反弹行为的影响。基于颗粒壁面碰撞四参数模型和神经网络模型分别预测了非球形颗粒与壁面的反弹行为的统计和随机分布特性。结果表明各类非球形颗粒与粗糙壁面碰撞的反弹行为存在一致性,说明球形度低于一定数值后,将成为颗粒壁面碰撞反弹行为的主导因素。四参数模型能很好地预测碰撞结果及随机分布特征,而基于试验数据训练的神经网络模型可达到更好的预测效果。

多壁碳纳米管对无石棉垫片力学性能和耐老化性能的影响

为了研究热氧老化条件下多壁碳纳米管(MWCNTs)对无石棉垫片性能的影响,以加入不同种类和不同添加量MWCNTs制备的无石棉垫片为研究对象,测试了老化前后无石棉垫片的压缩率、拉伸强度和老化系数。结果表明:老化试验后,无石棉垫片压缩率降低、拉伸强度提高;未添加MWCNTs的原始垫片压缩率和拉伸强度变化最大,压缩率下降6.06%,拉伸强度提高5.02MPa;添加MWCNTs的垫片压缩率和拉伸强度相对差均小于原始垫片的相对差;不同种类MWCNTs对垫片老化后的性能影响不同;添加羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)的垫片老化前后性能变化最小;添加质量分数1.2%MWCNTs-OH的垫片老化前后性能变化最小,垫片的耐老化性提升最明显。

星型-三角形负泊松比结构的面内压缩刚度可调控特性

通过准静态面内压缩试验揭示星型-三角形结构(star-triangular honeycomb, STH)的刚度可调控特性。利用有限元模拟的方法研究非均匀壁厚STH的面内压缩刚度可调控机制,分析不同类型胞壁厚度比(t_(1)=t_(3))/t_(2)及胞壁角对其面内压缩刚度的影响。结果表明,STH在面内压缩载荷下呈2个线弹性阶段,且强化刚度比初始刚度显著增大。适当地增大内凹胞壁和垂直胞壁的厚度可同时提高STH的初始刚度及强化刚度;当(t_(1)=t_(3))/t_(2)>1.575后,初始刚度仍持续增大,而强化刚度反而逐渐减小,最终不再具有强化刚度阶段。胞壁角α≤30°时,增大胞壁角可提高STH的初始刚度及强化刚度,反之,初始刚度及强化刚度对应的应变随胞壁角的增大逐渐增大,而强化刚度逐渐减小并趋于消失。该研究将为可调节刚度负泊松比结构的设计提供新的思路。

非平行双墙施工缝液压联动撑合模板的设计与施工

为解决非平行双墙施工缝支设传统做法存在的施工烦琐、材料不可周转使用且不符合绿色环保要求、施工质量不易控制的问题,创新了一种低成本、高质量、可周转、施工简便的施工方法。在结合以往施工经验的基础上,通过方案比选,最终选择借鉴雨伞撑合的方式实现模板联动撑合。介绍了撑合式模板的设计思路,并对施工关键技术进行了总结,以期为类似工程提供参考。

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动响应分析

由于良好的环境适应能力沥青混凝土心墙坝是我国西南强震区深厚覆盖层场地的优选坝型,然而对于沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震作用下的抗震安全评价研究尚有不足。采用改进的Clough-Penzien功率谱结合随机函数,充分考虑地震动频率与强度的非平稳特征,生成了一系列与反应谱拟合的非平稳随机地震动集合,以某深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝为例,对其坝顶水平加速度及竖向永久变形等响应的均值及变化范围等进行了统计分析及分布检验,揭示了覆盖层与坝体响应均值及变异性沿高程变化规律,并通过概率密度演化方法,展示了坝顶水平加速度概率密度沿时间的演化过程,同时对生成的55条非平稳随机地震动进行调幅,结合多条带分析法易损性分析方法开展了深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动易损性分析,给出了以震陷率为破坏等级控制指标的坝体易损性曲线,为深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝的抗震安全评价提供了新的方法和思路。

基于刚性壁的非致命易碎弹冲击毁伤数值评估

非致命易碎弹是一种以较高战斗射速下的钝性冲击达到驱散制服目的的非致命弹种,基于刚性壁的毁伤评估方法已被纳入北约相关标准。为了研究非致命易碎弹的冲击毁伤性能,采用光滑粒子流体动力学方法(smoothed paritcle hydrodynamics, SPH)耦合有限元法建立了某型非致命易碎弹冲击刚性壁的数值模型,并对弹体结构、接触关系和材料模型进行优化设置,在与文献实验数据对比验证有效性的基础上,分析了该型弹丸的冲击过程并进行了毁伤数值评估。结果表明:该型弹丸的冲击力主要来自于内填金属颗粒,且峰值冲击力出现在壳体破碎之后;在初速范围内其瞬时冲击应力远小于皮肤穿透阈值,但以超过45.3 m/s的速度击中头部时会造成意识丧失、颅内出血、昏迷等损伤。

考虑基质渗透性的粗糙单裂隙非达西流动特性研究

粗糙单裂隙及其周围岩石基质是组成复杂岩体裂隙网络的基本单元,了解其中发生的流体流动行为具有重要意义。通过直接求解Navier-Stokes(N-S)方程开展三维粗糙单裂隙和裂隙-孔隙双重介质模型的渗流模拟工作,研究了裂隙表面粗糙度、匹配性和基质渗透性对粗糙单裂隙中发生的非达西流动的影响规律。结果表明:Forchheimer方程可以准确描述双重介质模型中粗糙单裂隙流体流量与压力梯度间的非线性关系;表面粗糙度和不匹配性的增大会加剧裂隙内部开度分布的不均匀性,增大裂隙的流动阻力而促进非达西流动的发生;可渗透基质会使得裂隙过流能力增强,通过粗糙单裂隙的流量最多可增大约14%,这会抑制非达西流动的发生;基质渗透性对裂隙过流能力增长的影响程度与表面粗糙度和不匹配性呈正相关。

新型装配式冷弯薄壁型钢墙体抗侧性能分析

为了研究使用矩形钢管连接的新型全预制冷弯薄壁型钢复合墙体的抗侧性能,设计了6个足尺试件,并进行了水平低周往复加载试验,分析了龙骨间距、覆面板类型、单面或双面覆板等因素对新型复合墙体试件抗侧性能的影响.新型墙体的覆面板为OSB板与硅晶钙板.试验结果表明:使用矩形钢管连接的新型复合墙体具有良好的整体抗震性能;单面或双面覆板对墙体抗侧性能影响显著,双面覆板的新型复合墙体的屈服荷载约为单面覆板新型复合墙体的2倍;龙骨间距和覆面板材料对墙体抗侧性能的影响相对较小.在试验基础上,使用OpenSEES软件建立了试验墙体的有限元分析模型,并针对矩形钢管壁厚、周边螺钉间距取值进行了参数分析.参数分析结果表明,矩形钢管连接件壁厚取值推荐为2.5 mm,周边螺钉间距推荐取50~100 mm.

基于离散元模拟的不同挡土墙位移模式下非极限主动土压力

针对刚性挡土墙主动位移过程中砂土非极限主动土压力问题,利用PFC 2D分别对挡土墙绕墙顶转动(RB)模式、绕墙顶转动(RT)模式和平动(T)模式下砂土主动破坏过程进行模拟分析。分析结果表明,不同位移模式下土体内摩擦角及墙土摩擦角调动规律存在差异。挡土墙主动位移过程中,RB模式下土体破坏从墙顶开始,向墙脚发展,土楔体内部只有靠近墙背侧区域出现主应力偏转现象,并且土楔体中内摩擦角调动值均能达到极限值。RT模式下,土体破坏沿着墙背和滑裂面从墙脚开始,向土体表面发展,墙后土楔体中上部区域主应力偏转角度较大,形成了大主应力拱,与此对应的是该区域内摩擦角调动值相对初始内摩擦角减小。T模式下,土体破坏分别沿着墙背从墙顶向墙脚发展以及沿着滑裂面从墙脚向土体表面发展,墙后土楔体内部会出现小主应力拱,且内摩擦角调动值从初始内摩擦角增加,但达不到极限值。

疝修复补片:材料设计与应用的最新进展

进行初步筛选,排除与疝修复材料相关性较低的文献,最终纳入90篇文献进行归纳总结。结果与结论:根据制备材料的不同可以将疝修复补片分为不可吸收人工合成补片、可吸收人工合成补片、天然高分子补片和复合补片。不可吸收补片具有较高的机械强度,有益于疝气区域的组织愈合,但体内长期存在的补片可能会引发身体的免疫反应,导致炎症和疼痛。可吸收人工合成补片与天然高分子补片具有良好的组织相容性、降解性,但机械强度不稳定。复合材料补片继承了传统不可吸收补片优良的机械性能,同时通过可吸收部分的设计降低了一些并发症发生的风险。在疝修复补片的后续研究中,科研人员应重点关注如何将新技术与复合补片结合起来,形成多功能的疝修复补片。

阶梯形框架-剪力墙结构的解析有限元法

为克服框架-剪力墙结构理论解析解只适应等刚度和均布荷载、倒三角形分布荷载和集中荷载作用,无法解决变刚度、复杂荷载作用分析的不足,利用固接体系框架-剪力墙微分方程的奇次解,建立了解析有限元列式,推导了单元在均布荷载和倒三角形分布荷载作用下的非节点荷载等效公式,给出了剪力在框架、剪力墙中分配的有限元算法。对所建立的有限元列式和非节点荷载等效公式进行实例验证,比较了解析有限元和常规有限元随网格密度变化的收敛性能,验证了解析有限元在阶梯形变刚度框架-剪力墙结构分析中的适应性能。得到了解析有限元结果与理论解完全一致,解析有限元不依赖网格密度、收敛性能优越等结论。本文所建立的解析有限元为变刚度框架-剪力墙结构提供了一种简便的分析工具。

建筑外墙外保温层脱落原因及预防措施分析

文章结合某学院项目,分析了外墙外保温层脱落的原因,并阐述了建筑外墙外保温层脱落的预防措施,包括更换保温形式、加固保温层、消除热桥效应、采用无空腔满粘构造等,旨在增强建筑外墙保温体系的可靠性,发挥保温隔热功能,避免保温板脱落,从而为广大师生提供安全、舒适的室内外环境。

竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构设计与施工

针对套筒连接的装配式剪力墙施工工序复杂、建造效率低、质量不易保证问题,基于等强设计原则,提出了一种新型竖向分布钢筋不连接装配整体式剪力墙结构体系(SGBL装配整体式剪力墙结构)。该体系预制墙体竖向分布钢筋断开,采用坐浆连接方式,两侧现浇边缘构件配筋相应加大。详细介绍了该体系的特点以及相应的“设计、生产、施工”一体化建造模式,围绕示范工程,采用数值分析等方法对该体系的抗震性能进行对比分析,结果表明SGBL装配整体式剪力墙结构体系抗震性能与套筒灌浆剪力墙结构体系相当,坐浆工艺可靠,结构成本降低6.5%,每片预制墙体安装时间节约15min,平均施工效率提高约25%,综合效益显著,取得了良好的示范效果。

考虑半高连续填充墙约束的框架柱抗震性能研究

为研究实际震害,探讨半高连续填充墙约束下的钢筋混凝土框架柱的抗震性能,设计了两组两跨框架模型进行拟静力试验,对比分析半高连续填充墙对柱抗震性能的影响。使用Perform-3D软件建立宏观数值模型,填充墙构件使用对角斜撑杆件模拟,考察半高连续填充墙的约束效果。分析结果表明:填充墙破坏增加结构耗能,滞回曲线更饱满且具备较优的延性,填充墙对柱有明显约束作用,改变了柱构件原本的破坏模式;数值模拟结果与试验结果一致。鉴于填充墙对结构受力变形影响较大,将其视为非结构构件,忽略其对整体结构的作用是不妥的。

金抗肽SIF_(4)对大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理

为阐明金抗肽SIF_(4)对食源性大肠杆菌基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理,研究了SIF_(4)对细胞壁损伤的影响、与细胞壁脂多糖竞争性结合机理及对细胞壁膜组分影响机理,并运用扫描电镜分析了菌体形貌变化。研究发现,SIF_(4)对菌体细胞壁有破坏作用,在一定浓度范围内,细胞壁受损与SIF_(4)处理时间和处理剂量呈正相关,且组间差异显著(P<0.05);SIF_(4)可与细胞壁脂多糖(LPS)竞争性结合,结合量为256 mg/L或更大时,表现无抑菌活性;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析发现,SIF_(4)对细胞壁多糖信息区、蛋白质与脂肪酸混合信息区影响明显,揭示细胞壁是潜在抑菌效应靶点;扫描电镜(SEM)分析发现,SIF_(4)可破坏菌体细胞壁膜结构并改变菌体形貌。研究认为,SIF_(4)可基于细胞壁损伤靶点作用于大肠杆菌并实现高效抑菌活性,研究结果可为阐明基于细胞壁靶点的非细胞质膜损伤抑菌机理和食源性大肠杆菌生物防控提供依据。