应力波和阻抗仪技术在古建筑木结构检测中的应用

采用应力波微秒计和阻抗仪对贵州某村落的四栋单体古建筑中部分木构件进行无损检测,获得了古建筑木构件的顺纹动弹性模量、弹性模量残损率、剩余强度和腐朽分布等各项指标。结果表明:联合采用应力波微秒计和阻抗仪可以有效地测定古建筑木构件的腐朽和虫蛀等残损情况。实现了从传统的目测鉴别到定量评价,为古建筑木结构的安全评估、维护和修缮提供理论依据和技术支撑。

大跨度复杂异形钢框架结构设计与承载力性能研究

对某异形框架展馆工程进行了设计研究,并取展馆中较典型的1榀框架进行实体有限元分析,系统研究了该异形框架设计荷载下的受力性能和极限荷载下的破坏机理、极限承载能力等。针对受力性能薄弱的节点部位,提出了翼缘加宽型和盖板加厚型两种加强型构造措施。研究表明:结构设计时,通过在梁端加宽翼缘或加设盖板来对梁端给予加强,可明显增加框架强度,改变框架受力性能,提高极限承载能力。此外,在设计荷载作用下框架基本处于弹性受力状态,极限荷载作用下框架可表现出足够的安全储备能力。

循环周转型临时看台支承架体重复对比试验研究

为积极响应国家走绿色可持续发展道路的号召,北京冬奥会采用了大量支承架体用于临时看台或舞台的搭建。为研究赛后的临时看台支承架体能否安全合理地被再次使用,以索氏不锈钢插销式节点临时看台支承架体为研究对象,设计并制作了一个横纵均为2跨且跨度为2 m的足尺模型试件,共进行了两次试验,即在首次水平加载试验结束后,将该试验架体搭建在室外,经历长时间严寒风雪后再重复做一次试验,重点对比分析了其在4种不同恒载与水平荷载组合作用下的整体结构变形模式、力学性能及典型位置峰值应变等。研究结果表明:在恒载为0.0 kN∙m^(-2)、0.5 kN∙m^(-2)、2.0 kN∙m^(-2)和3.5 kN∙m^(-2)的工况下,两次试验中架体结构的试验现象及变形模式基本相同,力学性能差值在5%以内,典型位置处峰值应变差值在10%以内,累计损伤较小。两次试验结束后结构均未出现明显损伤,仍具有较大安全储备,所以在经历长时间的严寒风雪后,临时看台支承架体仍可以被重复使用。研究结果可为北京冬奥会临时设施架体的赛后利用等研究提供参考。

半刚接柱脚自复位装配式钢框架拟动力试验研究

为解决刚接柱脚自复位装配式钢框架结构在中震或大震下底层柱可能发生较大的塑性变形的问题,设计一种半刚接柱脚自复位装配式钢框架结构。对其子结构进行拟动力试验,对比框架在Taft地震波、LOS000地震波和El-Centro地震波输入及不同等级地震下的节点开口、耗能能力、刚度退化、预应力损失和应变变化。试验结果表明,钢框架在大震作用下具有良好的自复位功能和耗能能力。钢绞线平均预应力损失最多仅为1.58%,说明施加预应力的方法是可靠的。钢框架柱脚能够始终保持弹性状态,因此震后仅需修复钢梁,大大降低了修复成本。

可恢复功能的装配式预应力钢框架拟动力试验研究

针对高层建筑,提出了腹板摩擦耗能的可恢复功能装配式预应力钢框架结构体系和性能化设计目标。并设计了一个3×5跨4层原型结构,进行了0.75倍缩尺的子结构拟动力加载试验。试验结果表明:装配式预应力钢框架具有良好的开口闭合机制,震后能够自动复位和恢复结构功能。试验结束后,钢绞线索力损失在8%以内,说明钢绞线、锚具性能和钢预应力的施加方法是可靠的。结构实现了"多遇地震无开口、无损伤,设防地震开口耗能且主体结构无损伤、罕遇地震结构损伤很小能正常使用,超罕遇地震主体结构损伤较小且仍能正常使用"的性能化设计目标。

高强钢绞线网-高性能砂浆加固钢筋混凝土梁抗冲击性能试验研究

为了深入了解高强钢绞线网-高性能砂浆加固钢筋混凝土梁的抗冲击性,对7根简支钢筋混凝土梁进行落锤冲击试验研究,分析冲击锤重、冲击速度和冲击能量对梁抗冲击性能的影响,且对比分析了钢筋混凝土梁加固前后的破坏形态和抗冲击能力。研究结果表明:该加固工艺显著提高了钢筋混凝土梁的抗冲击能力,增加了梁的延性;高性能砂浆抗冲击性能良好,与高强钢绞线能很好地粘结,共同发挥作用,砂浆中的聚丙烯纤维有效提高了冲击破坏后梁的整体性;钢绞线的配筋率变化会影响加固梁抗冲击性能,可根据实际加固需要进行选定。

长孔螺栓摩擦阻尼器试验研究

本文主要针对长孔螺栓摩擦阻尼器进行了往复荷载作用下的试验研究,研究摩擦接触面材料、长孔宽度及有无碟形垫片对阻尼器工作性能的影响,设计了5个试件进行循环加载试验。结果表明:摩擦接触面为钢-钢接触时,摩擦力稳定性较差,使用黄铜板做摩擦材料时,阻尼器在多次往复荷载作用下摩擦力变化幅度较小,稳定性良好;长孔宽度较大容易产生高强螺栓预紧力的损失,在摩擦面上分布不均匀以及黄铜板翘曲变形等现象,长孔宽度小的试件在摩擦力的对称性上表现出更加优越的性能;碟形垫片的使用能有效地控制摩擦力的离散程度。

BIM技术在附着升降脚手架施工中的应用研究

结合具体案例,通过引入BIM技术,从工程量统计、施工平面布置、可视化交底及安全管理4个方面讲述如何实现对附着升降脚手架的信息化以及规范化管理,并得出基于BIM的附着升降脚手架管理能够有效提高操作人员的施工效率和准确度,同时加强了现场的安全管理能力。

木纤维混凝土空心砌块的力学性能试验研究

针对15%体积掺量的木纤维混凝土分别进行了立方体试块与空心砌块的试验研究,变掺量的分析木纤维混凝土的材料配合比,测试不同水灰比、CR乳胶、减水剂含量下多组木纤维混凝土试块的力学性能。通过试验分析不同的水灰比、CR乳胶掺量与砌块尺寸对木纤维混凝土力学性能的影响。试验结果表明,15%体积掺量的木纤维混凝土经碱液预处理后,在水灰比0.2,CR乳胶掺量5%条件下制备的空心砌块成型较好,密度较小,符合JG/T 327—2011《植物纤维工业灰渣混凝土砌块》中承重砌块的强度要求,实现了大掺量植物纤维混凝土作为承重砌块的目标。

低速冲击下高强钢绞线网-高性能砂浆加固钢筋混凝土梁试验研究

研究了高强钢绞线网-高性能砂浆加固钢筋混凝土梁的抗低速冲击性能,利用落锤冲击试验法对4根简支钢筋混凝土梁进行对比试验研究,其中1根为普通梁,3根为加固梁,通过分析加固前后梁的破坏形态,结合挠度变化、钢筋的应变以及加速度的时程曲线,对比得到了钢筋混凝土梁加固后的抗冲击性能。研究结果表明:加固后钢筋混凝土梁的抗冲击能力显著提高,钢绞线和砂浆作为外加层,不仅增加了梁的抗弯剪能力和刚度,提高了结构的耗能能力,而且限制了裂缝的发展,使梁的整体性和延性更好;在相同冲击作用下,钢绞线直径的增加能适当提高结构的抗冲击性能。

再生砖墙体抗震性能试验研究

为了研究再生砖墙体的抗震性能,对两片再生砖墙体(砂浆强度不同),一片烧结普通砖墙体和一片蒸压灰砂普通砖墙体进行了低周往复加载试验,研究了四片墙体的破坏形态、承载能力、延性以及耗能能力。对比分析表明:再生砖墙体的各项抗震性能指标与烧结普通砖相近,具有较高的承载能力、良好的耗能能力和延性,并且优于蒸压普通灰砂砖;提高再生砖墙体的砂浆强度,可以有效地改善再生砖墙体的各项抗震性能指标;按现行烧结普通砖抗震抗剪承载力计算再生砖墙体的抗剪承载力是可行的。

透水路面制品渗透性能的研究进展

作为建设海绵城市的主要技术手段之一,透水路面在城市广场、人行道、地面停车场等设施中应用广泛,有效改善了城市积水内涝等问题。本文归纳整理了两种不同透水方式路面制品的渗透性能研究进展,讨论了路面材料透水性能和道路整体透水能力的关系,希望可以为后续道路整体渗透性能评价体系的建立提供帮助。

灌浆套筒力学性能研究进展

灌浆套筒连接是装配式混凝土结构受力构件的主要连接方式之一,该方式能保证构件中主要受力钢筋的可靠连接,进而确保装配式混凝土结构的安全性和可靠性,被广泛用于各类实际工程中。研究进展包括对国内外文献的梳理总结,介绍了灌浆套筒的类型和基本构造,分析了灌浆料性能和灌浆套筒构造对其力学性能的影响,汇总了现有灌浆套筒中钢筋粘结强度及粘结承载力的计算方法,指出了灌浆料及套筒力学性能研究方面存在的问题和需要进一步研究的方向,为该领域研究提供了必要参考。

基于曲率模态差角钢输电塔损伤识别技术研究

为延长输电塔的服役时间,提出了一种曲率模态差值法识别输电塔应力薄弱杆件位置的损伤识别技术。以桐城-柳城Ⅰ、Ⅱ回220 kV线路工程中的2E8-SCZ2-33塔型的B23塔为研究对象,首先通过现场实测以及数值模拟开展了铁塔的动力特性研究;其次计算不同风速下输电塔构件的内力,通过压屈比设计主材、斜材薄弱位置不同程度的损伤,研究损伤后对铁塔动力特性的影响;最后用曲率模态差值分析方法对输电塔损伤位置进行识别。研究表明,曲率模态差值分析方法可以有效识别出输电塔主材损伤杆件的位置,对于单根斜材损伤识别不灵敏。B23塔主材最薄弱位置在第(18)段,斜材最薄弱位置在塔腿处。计算表明在39 m/s的风荷载作用下主材压屈比超过0.600,在43 m/s的风荷载作用下主材压屈比超过0.700,应重点关注薄弱位置的健康状况。

大空间预应力梁抗火性能研究

实际建筑受火情况特殊,采用标准升温曲线过于保守,故结合实际火灾场景进行分析。本文将防火性能化的理论与结构的热力耦合分析相结合,通过FDS软件模拟出运用库在发生真实火灾时的最不利位置温度场,再通过ABAQUS软件计算该温度场下分析预应力钢筋混凝土梁的受力状况。以保护层厚度和张拉控制力作为影响因素,通过热力耦合的方法得到了预应力梁构件的位移变化规律:随着保护层厚度和配筋率的增大,预应力梁的跨中位移减小,构件的抗火性能得到了提升;张拉控制应力对预应力的改善效果不明显。

带凹槽剪力墙-混凝土梁节点性能分析

在高层、超高层钢框架-混凝土混合结构核心筒的施工中,滑模、爬模施工工艺得到广泛应用。但在实际工程中,核心筒内部往往采用混凝土次梁,这使得滑模、爬模施工工艺的应用受到限制。针对这一实际问题,提出了带凹槽剪力墙-混凝土梁节点。在对3个不同凹槽尺寸的带凹槽剪力墙-混凝土梁节点进行加载试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS模拟3个墙梁节点,将有限元计算结果与试验结果对比。结果表明:带凹槽剪力墙-混凝土梁节点拥有良好的承载能力,且屈服荷载与极限荷载相差较大。凹槽构造可提升节点抗剪能力,且凹槽截面尺寸的大小是带凹槽剪力墙-混凝土梁节点抗剪能力提高的主要原因。

可恢复功能的预应力装配式钢框架动力弹塑性分析

针对提出的可恢复功能的预应力装配式钢框架结构体系,采用ABAQUS软件对其整体结构进行了模态分析和动力弹塑性分析,并与刚接框架及可恢复功能的预应力钢框架在不同水准地震动下的楼层基底剪力、层间位移角、残余位移角、等效塑性应变以及结构耗能等性能进行对比分析。研究表明:可恢复功能的预应力装配式钢框架在8度多遇、设防地震作用下基本保持弹性,在8度罕遇地震时结构主要依靠阻尼耗能和摩擦阻尼器耗能,非弹性耗能相对较少,减少了主体结构的塑性发展和损伤程度,具有良好的抗震性能和恢复结构功能的能力。可恢复功能的预应力装配式钢框架在层间位移角控制和减少主体结构塑性性能方面优于可恢复功能的预应力钢框架。

新型碳纤维索股锚固体系理论与试验研究

为实现对碳纤维增强复合材料(CFRP)索股的科学锚固,促进CFRP索股在土木工程特别是桥梁工程中的应用,开发了复合式CFRP索股粘结型锚固体系,建立了复合式CFRP索股粘结型锚固体系计算理论和设计准则,并对该体系进行了优化设计;通过静载张拉试验对新型锚固体系的综合锚固性能进行了实测,并根据试验结果对设计计算理论的可靠性进行了验证。结果表明:新型锚固体系锚固区压应力分布更加合理,其分布较传统锚具有着根本性的变化;锚固区粘结应力沿轴向分布较传统锚具更加均匀,受荷端无应力集中现象,新型锚固体系能使各CFRP筋均匀受力,锚固效率系数超过95%。

2mm厚冷弯薄壁型钢腐蚀后材料力学性能研究

通过对2 mm厚Q235钢板试件进行铜加速醋酸盐雾(CASS)试验,得到了不同腐蚀程度的试验样品,观察腐蚀后试件的表观,并对腐蚀程度评定方法及不同评定方法下的腐蚀速率做了详细讨论。对不同腐蚀程度的试件进行拉伸试验,得到了各力学性能参数与腐蚀程度的函数关系。试验结果表明:腐蚀对钢板试件的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率均有所影响,影响试件抗拉强度、屈服强度的主要原因为腐蚀造成的试件有效横截面的减少,蚀坑、蚀渠处的应力集中现象对其影响很小,但应力集中现象对断后伸长率的影响很大。此外,通过试验数据及拟合曲线得到了2 mm钢板的腐蚀临界点。

再生粗骨料对钢筋混凝土之间粘结性能的影响

研究再生混凝土与钢筋之间的粘结滑移性能,是再生混凝土推广应用的基础工作之一。通过拉拔试验,进行72个再生混凝土试件的拔出试验。基于试验结果,分析再生粗骨料取代率、钢筋的锚固长度、钢筋类型和钢筋直径对再生混凝土与钢筋之间的粘结性能的影响。得到随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土与钢筋之间的相对粘结强度提高的结论。最后根据实测的荷载滑移曲线的结果,拟合出适用于再生混凝土与钢筋之间的粘结滑移本构关系表达式。