钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点抗震性能有限元分析

为深入研究钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点的抗震性能,建立了螺栓连接节点的精细化三维实体有限元模型。在对已有试验成果进行验证分析的基础上,研究加劲肋、螺栓连接数量对节点塑性耗能分配机制的影响。结果表明:当钢材本构后期考虑韧性损伤后,有限元计算结果与已有拟静力试验结果更吻合;CFST-1节点(梁高300 mm,有螺栓垫板)耗能能力最优,但仅达到相应焊接节点的一半;与CFST-1节点相比,CFST-3节点(梁高300 mm,无螺栓垫板)及CFST-2节点(梁高250 mm,有螺栓垫板)的总耗能更低;各螺栓节点的塑性耗能分配机制主要依靠梁耗能,而相应的加强环焊接节点主要依靠梁与加强环耗能;当螺栓节点采用环板加劲肋、4排螺栓以及腹板加劲肋构造优化后,刚度、承载力、延性与相应焊接节点一致,总塑性耗能达到刚接节点的79.1%,基本达到刚接节点的抗震水平。

焊接多腔双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能分析

大多数双钢板-混凝土组合剪力墙采用螺栓连接或焊接肋的方式使钢板和混凝土协同工作。然而,这种连接方式可能导致整体性和塑性变形效率较低,且制作复杂,焊接多腔双钢板-混凝土组合剪力墙能够有效地避免这些问题。为了深入研究焊接多腔双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,基于约束混凝土真三轴塑性-损伤本构模型和钢材弹塑性混合强化-韧性损伤本构模型,建立了组合剪力墙的精细化三维实体-壳模型,将模拟所得的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、弹性刚度、承载力、累积耗能、等效阻尼粘滞系数和延性系数与已有拟静力试验结果相比较,发现两者吻合较好。分析结果表明:轴压比对组合剪力墙模型算例刚度和承载力的影响较小,而随剪跨比增大,组合剪力墙模型算例的刚度和承载力呈线性降低;轴压比对组合剪力墙模型算例总塑性耗能的影响较小,而剪跨比的影响较大,剪力墙总塑性耗能随剪跨比增大而降低;轴压比和剪跨比都不会改变算例各部件的耗能分配机制,即组合剪力墙模型算例以外钢板和内隔板耗能为主。

超高分子质量PVC树脂合成及性能研究

介绍了超高分子质量PVC树脂的合成工艺。以合成的平均聚合度为5000的超高分子质量PVC树脂为研究对象,对其常规质量性能、粒度、颗粒形貌、加工性能等进行表征和分析研究。结果表明:超高分子质量PVC树脂具有较好的孔隙结构和塑化性能,具有较好的柔韧性、耐磨性等力学性能,适用于弹性体制品生产。

加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式节点抗震性能研究

为克服隔板贯通式节点易发生脆性断裂而导致结构破坏的不足,结合“加强”和“削弱”的措施,使塑性铰外移,提出了加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式梁柱新型节点,并利用有限元软件ABAQUS探究了该新型节点在低周往复荷载作用下的破坏模式、应力分布情况。研究波纹数量、波纹厚度、加强板厚度、加强板长度这4种参数对该新型节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力的影响规律。结果表明:新型节点有较好的承载力,应力主要集中在梁翼缘上波纹腹板削弱处,破坏发生在远离削弱处一侧,且腹板未发生屈曲变形。随着波纹厚度、加强板长度的增大,新型节点的承载力增加,耗能能力下降;随着波纹数量的增多,新型节点承载力和耗能能力增加;随着加强板厚度的增大,承载力增加,耗能能力先减小后增大。

复合生物再生沥青及混合料路用性能

环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(DINCH)增塑剂与餐厨废弃油脂共混,制成复合生物再生剂,通过三大指标及布氏黏度实验确定复合沥青再生剂的最佳配比。在掺加再生剂与未掺再生剂的条件下,分别制备不同RAP(Reclaimed Asphalt Pavement)掺量的再生沥青混合料并进行车辙实验、低温弯曲破坏实验、浸水马歇尔实验和冻融劈裂实验。结果表明,DINCH增塑剂与餐厨废弃油脂配比为0.4∶1时,再生沥青常规性能恢复至原样沥青水平。再生沥青混合料在RAP掺量为30%~50%的条件下,未掺加复合生物再生剂的沥青混合料低温抗裂性及水稳定性均不满足规范要求;掺加再生剂后,随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性降低,高温稳定性能提高,当RAP掺量为30%时,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性与新拌混合料相当,高温稳定性能优于新拌沥青。

新型自复位钢框架-复合墙连接节点研究

内填RC复合墙钢框架结构在框架与内嵌墙之间设置开缝并安装耗能连接件能减小结构损伤,改善结构力学性能。提出在内填RC复合墙和钢框架结构之间采用新型折板型耗能连接件,并采用ABAQUS对连接件的受力性能进行分析,研究了节点的受力过程和破坏模式。将耗能连接件应用于两侧开缝的密肋复合墙-钢框架结构中实现滑移连接。结果显示:折板连接件在竖向拉压荷载和水平侧向荷载作用下的变形损伤模式存在差异,折板角和折板弯折数目对连接件受力性能影响显著。折板连接件用于结构中时,结构加载前期滞回曲线表现出残余变形小的特点,具有自复位性能,因此折板连接件是一种具有自复位能力的连接形式。

车内饰用有机硅塑料材料性能

汽车内饰是重要的塑料产品开发方向之一。本文针对汽车内饰常用的有机硅塑料、PU、PVC等进行耐久性和卫生性能分析。结果表明,与PU、PVC相比,有机硅塑料在使用手感、耐老化性、抗污性等方面具有较为突出的优势,在生产成本降低后可以更好地代替传统汽车内饰材料。

玻璃纤维增强聚合物管约束高强混凝土柱轴压试验研究

为研究玻璃纤维增强聚合物管约束高强混凝土柱的轴压性能,设计了6个不同长细比的试件并对其进行了轴心受压试验,分析了其破坏过程及破坏形态、承载力、位移、荷载-位移曲线、骨架曲线、荷载-应变曲线。研究表明:玻璃纤维增强聚合物管约束混凝土柱轴压承载性能优异,随着长细比的减小,试件的轴压承载力提升显著;加载后期,该组合结构的破坏模式为玻璃纤维增强聚合物管发生环向破坏,内部混凝土被压溃;玻璃纤维增强聚合物空管轴压承载力相对较低,破坏时脆性特征明显;随着长细比的减小,玻璃纤维增强聚合物管约束高强混凝土柱的承载力和刚度逐步增加,长细比对结构的承载能力影响显著。研究结果对玻璃纤维增强聚合物管约束高强混凝土柱的理论研究和工程应用具有一定的指导意义。

节点域承载力对半刚性钢框架地震易损性影响研究

目的 通过考察节点域承载力变化与地震易损性曲线间的关系,获得半刚性钢框架地震易损性曲线,量化节点域屈服承载力对半刚性钢框架地震易损性的影响。方法 采用OpenSEES抗震分析软件建立以节点域承载力比为主要参数的半刚性钢框架模型,通过地震需求分析和抗震能力分析,绘制不同节点域屈服承载力比(0.5~1.0)对应的半刚性钢框架地震易损性曲线。结果 节点域屈服承载力比的取值为0.7时,半刚性钢框架地震易损性曲线在四种极限状态下均小于其他半刚性钢框架,且形成包络趋势。结论 在水平地震作用下,允许节点域屈服,可显著降低钢框架的失效概率,结构的抗震性能也得到了明显改善;节点域屈服承载力比取0.7时,结构抗震性改善效果最显著。

塑料门窗的特点及在建筑节能中的应用

建筑能耗在总能源能耗中的高占比使得人们看到建筑节能的潜力。门窗材料的选择极大地影响了建筑节能的效果,本文综合分析了塑料门窗在建筑节能中的发展历程以及特点,最后提出优化其未来发展的路径,以期能够在绿色节能发展的背景下充分发挥塑料门窗在建筑领域的优势,推动我国建筑节能向着良性的方向发展。

轴用VL形组合密封件装配工艺仿真研究及验证

橡塑组合密封是由橡胶圈和塑料密封环组成,安装过程中塑料环的变形对密封性能有重要影响。以轴用VL形组合密封为例,基于三维有限元仿真模型和可视化密封装配台架针对不同流程的装配工艺开展研究。利用有限元仿真还原密封圈装配过程,搭建可视化密封件装配台架,开展密封件装配试验,验证有限元仿真装配过程的准确性;提取密封界面接触压力、接触宽度等关键参数,评判密封性能;建立密封性能与装配工艺之间的关系,优化密封件安装、矫正工艺流程,解决装配过程随机化、经验化问题。试验结果表明:常温安装时密封面接触宽度要小于加温安装;对于轴用VL形组合密封,在相同介质压力条件下接触宽度越小则密封面接触压力越大,从而密封性能越好。因此可以得出常温装配时密封性能更优。

桁架拱塑料大棚骨架平面内竖向荷载受力性能试验

桁架拱塑料大棚在我国北方寒区广泛使用且数量庞大。由于我国北方寒区雪荷载大,而多数大棚骨架设计制造不合规,冬季常有暴雪导致的大棚坍塌事故发生。为研究桁架塑料大棚骨架在平面内竖向荷载的受力性能,以节点间距及桁架拱高度为影响因素,研制了4榀桁架拱塑料大棚骨架及试验装置。采用竖向加载的方法得到了桁架拱塑料大棚骨架竖向荷载作用下的试验现象、骨架极限荷载及位移等试验数据。通过极限荷载数据分析得到了影响桁架拱塑料大棚骨架承载力因素排列顺序为:矢高>上弦节点间距>桁架高度。通过分析骨架荷载-位移曲线得到了骨架弹性极限荷载及对应的弹性位移,并通过分析骨架变形形态得到了骨架进入平面外屈曲的位置和屈曲状态。采用ABAQUS建立了桁架拱塑料大棚骨架三维线性有限元模型,通过跨中及l/4跨处的荷载-位移曲线试验值与模拟值对比分析,验证了有限元模型的正确性。研究成果可为桁架拱塑料大棚使用阶段受力和后续非线性屈曲稳定有限元分析提供参考。

红树林沉积物聚乙烯降解菌的筛选和降解特性

【目的】探究湛江市麻章区红树林沉积物中微生物对聚乙烯(PE)塑料的降解特性,丰富红树林塑料降解菌种类。【方法】在湛江市麻章区红树林的高、中、低潮带随机选取9个样点,并采用五点采样法从红树林表层2~5 cm的沉积物中取样。将采集到的沉积物样本在以聚乙烯为唯一碳源的无机盐培养基中进行富集、分离、纯化,以筛选出能够降解PE的菌株,并通过显微形态分析、分子鉴定等方法确定其种属;通过测定生长曲线、失重率、以及分析官能团变化来验证菌株对PE塑料的降解性能。【结果与结论】从沉积物中共筛选出K1-1、K1-2和K1-3三株PE降解能力较强的菌,分别为威尼斯不动杆菌(Acinetobacter venetianus)、Pseudomonas juntendi和维德曼芽孢杆菌(Bacillus wiedmannii)。在120 d的培养周期中,这些菌株的生长曲线均呈抛物线形态。经三株菌作用后,PE表面生成羟基,并形成氨基和羟基化合物,羟基取代羰基,导致PE表观和内部结构明显改变。经120 d处理后,PE膜的失重率分别为6.42%、5.38%和5.73%,其中K1-1菌株处理后PE塑料的失重率相较于目前报道的红树林沉积物中最高降解效率菌株Bacillus gottheilii处理后塑料的失重率提升3.55%。威尼斯不动杆菌(A.venetianus)在PE塑料降解上具有一定潜力,这丰富了湛江红树林沉积物中PE降解菌的种类,为PE塑料的生物降解提供理论支持。

塑性铰区加强方式对高强混凝土剪力墙抗震性能的影响

为研究塑性铰区加强方式对高强混凝土剪力墙抗震性能的影响,首先,开展4片高强钢筋高强混凝土剪力墙的低周反复荷载试验与ABAQUS有限元模拟;其次,分析塑性铰区采用添加钢纤维、加密箍筋、外包钢板3种加强方式对剪力墙破坏形态、滞回特性、承载力与变形能力、强度与刚度退化、耗能能力以及塑性铰发展长度等方面的影响机理;最后,提出适用于高强钢筋高强混凝土剪力墙的等效塑性铰长度与承载力计算方法。研究结果表明:3种加强方式均有利于减轻墙体损伤程度,降低剪切变形占比,提高变形与耗能能力;当3种方式加强段高度相同时,添加钢纤维的方式对墙体破坏形态作用最明显;墙底部外包合理厚度的钢板可以使墙体塑性铰充分发展,形成双塑性铰区,从而使试件峰值荷载提高17.7%、极限位移角提高75.0%。基于简化的曲率分布与塑性变形基本假定,考虑力的平衡关系、弯曲与剪切变形的协调关系,本文提出的等效塑性铰长度计算方法与水平承载力计算方法精度较高。

塑料老化试验后的性能评估方法

预估塑料在一定温度条件下的贮存时间,评估其在一定温度、时间条件下的性能下降在塑料制品的工业应用方面具有重要意义。GB/T 20028-2005的推算过程在塑料制品的老化试验预估材料性能的过程中可以借鉴,但该标准未提出在贮存时间和贮存温度一定的条件下,推算材料性能值的方法。该文通过回归分析法,将测试件力学性能下降至临界值时的值设为一定时间、一定温度条件下的预估值,求出性能值(临界值)与老化时间/温度的关系式,利用无限逼近的思想和回归分析方法倒推出性能值(临界值)。

高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究

高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基树脂及可降解材料、特种橡胶及弹性体四大类高性能高分子材料中的重点品种,分析了国内外重点品种的发展现状和特点。研究发现,目前我国在高性能高分子材料方面已建立起比较完备的化工原料–合成–加工改性–制品应用上下游产业体系,但同时也存在关键原料保障不足、产品应用开发有待拓展等问题。在此基础上,从加强技术创新、推进关键原料保障、组建创新联合体等方面提出对策建议,以期为我国高性能高分子材料体系发展提供参考。

性能化新材料工艺对传统建筑的转译——以江苏园博园梅亭为例

新材料与数字建造技术相结合拓展了建筑设计方法及建造方式,也为我国传统样式建筑的表达方式提供了新的想象空间。“传统”建筑蕴含的人文观念与材料物性共同发展。江苏园博园梅亭项目继承了传统亭子的形象与功能,但采用了定制化针织物玻璃钢、异型胶合木等新材料工艺;实验了一种新旧交融的建构方法,形式与结构设计追求“薄细轻”的梅花形象,营造了可以透过阳光的半透明顶盖;建造工艺则深度挖掘了新材料工艺、力学优化和数字制造技术。梅亭项目表明传统样式建筑可以重构物质材料与文化意象之间的统一。

基于PVC基体的铵离子敏感膜制备及性能表征

铵离子选择电极是电厂脱硫废水氨氮检测传感器的核心部件,而铵离子敏感膜是影响传感器电极性能的关键因素。为获得性能较好的铵离子敏感膜,本文以PVC为敏感膜基体,针对增塑剂、离子添加剂和离子载体的这3种添加剂的组合变化筛选最佳配方组合,并表征和分析其对电极响应性能的影响,以及敏感膜性能参数的变化规律,同时考察了Li^(+)、Na^(+)等9类干扰离子对电极选择性及抗干扰能力的影响。结果表明:敏感膜的最佳配方为50%邻苯二甲酸二丁酯+0.75%四(4-氯苯基)硼酸钾+1.20%无活菌素,基底PVC与邻苯二甲酸二丁酯的质量比为1:1,与溶剂四氢呋喃的质量比为1:20。该配方下敏感膜的探测下限为1.26×10^(-5)mol/L;当氯化铵溶液浓度大于0.001 mol/L时,响应时间为0.5~2.0s;浓度小于0.001 mol/L时,响应时间则延长至约5 s;重现性测试显示,相对标准偏差均小于2%;电极寿命超过90 d,性能良好。多种表征结果显示膜具有无定形的微观结构,各组分良好的相容性有利于强化NH+4的响应稳定性。加入增塑剂和离子添加剂后,离子载体的主要结构未发生明显改变,膜的完整性能够保持;9类离子选择性系数均小于0,干扰性均较小。其中K^(+)干扰最大,可以通过K+浓度修正方程解决,从而提高氨氮检测的准确性。

我国塑料大棚结构优化及性能研究现状

塑料大棚作为农业设施主要类型之一,在解决我国北方地区淡季吃菜难、提供鲜嫩蔬菜上有着重要作用。但在实际生产中,因塑料大棚所在地理环境恶劣和其结构与建造缺陷等,棚室结构难以抵抗暴风、暴雪等极端恶劣天气,且可能存在光热环境不好、稳定性不足等问题。该文介绍了塑料大棚的发展与主要结构类型,对近年来塑料大棚结构创新优化与性能研究进行了归纳总结,分析了其结构在生产中的实际问题,提出了未来发展相关建议。

湖北工人文化宫超限结构设计

湖北工人文化宫的主要功能为职工培训和展览等,主体结构采用框架-剪力墙结构,存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、局部跃层柱等不规则项,属于复杂超限高层建筑。采用抗震性能化设计对主要构件进行复核,采用YJK和MIDAS Building软件对结构进行多遇地震弹性计算和弹性时程分析以及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析和楼板应力分析等。分析结果表明,整体结构可以满足规范的要求,达到预定的性能目标。并根据分析结果采取抗震加强措施。在容易产生共振的大跨度预应力楼盖区域,以高阻尼橡胶减振垫作为减振材料,对楼盖在人行激励下和有节奏运动激励下的楼板舒适度进行分析。分析结果表明,楼板舒适度满足规范要求。