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FRP-钢复合板剪力墙力学性能试验研究

土木工程学报 2023年第9期56卷 1-14页

作者：郝际平冯啸天于金光西安建筑科技大学陕西西安710055

为进一步提高钢板剪力墙的力学性能,文章将纤维增强复合材料(FRP)引入钢板剪力墙结构体系中,形成一种FRP-钢复合板剪力墙结构。复合板提升的拉力场效应,增加墙-框连接节点的设计难度,受剪墙板在框架-墙板连接节点部位容易发生局部破坏... 详细信息

为进一步提高钢板剪力墙的力学性能,文章将纤维增强复合材料(FRP)引入钢板剪力墙结构体系中,形成一种FRP-钢复合板剪力墙结构。复合板提升的拉力场效应,增加墙-框连接节点的设计难度,受剪墙板在框架-墙板连接节点部位容易发生局部破坏。为解决这一问题,提出增强复合板螺栓连接节点抗剪设计与构造方法,并通过9个复合板螺栓连接节点抗剪试验,探究复合板螺栓连接的破坏模式,验证设计方法的有效性。为验证采用增强复合板螺栓连接节点的FRP-钢复合板剪力墙的抗震性能,完成2个1/3缩尺的单层单跨钢板剪力墙试件的拟静力试验,墙板分别采用复合板和纯钢板,为充分发挥FRP的受拉承载能力,在钢板两侧沿对角度方向各粘贴一层单向CFRP纤维布,两层布的纤维相反方向布置,在墙-框节点连接区采用增强复合板螺栓连接节点,通过对比探究复合板剪力墙的抗震性能指标、破坏顺序和破坏模式。研究表明,墙-框复合板螺栓连接节点铺设CFRP能够提高节点抗剪承载能力,其中增设CFRP 90°铺层能够改善只有45°铺层复合板承载力的突降,提高节点的延性。复合板剪力墙表现出明显的三阶段受力特征:弹性阶段(阈值层间位移角0.4%),前期承载力由弹性模量控制,随后逐渐转变为屈曲强度控制,提升作用随位移增大逐渐降低;塑性阶段(阈值层间位移角1.5%),FRP对钢板的承载力和刚度实现明显的增强作用,呈现上升趋势,同时提升了钢板墙的耗能能力,控制了墙板的面外变形,承载力最大提升30%,刚度最大提升31%;破坏阶段(阈值层间位移角3%),FRP对钢板的承载力和刚度提升作用逐渐降低,随后FRP断裂,复合板剪力墙退化为纯钢板剪力墙结构。

关键词： FRP-钢复合板剪力墙螺栓连接节点抗剪承载力抗震性能设计方法

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《新社会》与五四时期社会主义思想的传播

《新社会》与五四时期社会主义思想的传播

作者：冯啸天湘潭大学

学位级别：硕士

《新社会》是五四时期进步青年主办的一份旨在传播新思想的政治性的进步刊物。该刊于1919年11月1日创刊,是以当时北京“社会实进会”的名义而刊行,共有十九号,于1920年5月1日第三期“劳动号”发表后便被北洋政府查封。其担任编辑和主要... 详细信息

《新社会》是五四时期进步青年主办的一份旨在传播新思想的政治性的进步刊物。该刊于1919年11月1日创刊,是以当时北京“社会实进会”的名义而刊行,共有十九号,于1920年5月1日第三期“劳动号”发表后便被北洋政府查封。其担任编辑和主要撰稿者的是郑振铎、瞿秋白、瞿世英、耿匡和许地山。其创办宗旨是“考察社会的坏处,以和平的,实践的方法从事于改造的运动,以期实现德谟克拉西的新社会。”该报主要讨论社会改造,倡导妇女解放和关注劳动问题等,内容丰富。《新社会》集中地体现当时立足于社会实际问题的一批先进的知识青年,强调进行社会改造,以期实现德谟克拉西的新社会之梦,为了这个梦想中的“新社会”,《新社会》针对不同的社会问题提出了各种社会主义思想的主张,因此本文主要对《新社会》的文本内容进行研究与解读,分别说明其中蕴含的社会主义思想,一是认识到阶级与阶级斗争的观念,运用历史唯物主义观认识到社会发展的本质,从而倡导实行社会革命的马克思主义思想;二是倡导妇女解放,宣扬进行无压迫和无剥削的乌托邦式的社会改造的空想社会主义思想;三是要求与劳工为伍,不以暴力抗恶的泛劳动主义思想;四是废除财产私有权,主张建设平等自由无压迫的新村的无政府主义思想;五是团结劳工,产业自治,倡导进行生产联合,实现生产者完全自由的基尔特社会主义思想,以此宣扬《新社会》所倡导的社会主义思想。《新社会》旗帜鲜明的传播社会主义思想,并对中国社会做出深刻剖析,聚焦社会重大现实问题,倡导实现“德谟克拉西”的新社会,不仅坚定了进步青年进行社会革新的信念,还唤醒了广大人民群众的爱国热情。

关键词：马克思主义空想社会主义泛劳动主义无政府主义基尔特社会主义

学科史视角下项目化学习的教学设计——以牛顿第一定律为例

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实验教学与仪器 2023年第12期40卷 21-23页

作者：冯啸天上海市上海中学上海200231

项目化学习通过对驱动型问题的持续探究,能够很好地落实新课标的育人目标。项目化学习的关键是提出驱动性问题,从伽利略理想斜面实验导入情境,分析其原因和结果,并与演示实验结果进行对比;再从物理学史的视角引导学生进行反思,通过个性... 详细信息

项目化学习通过对驱动型问题的持续探究,能够很好地落实新课标的育人目标。项目化学习的关键是提出驱动性问题,从伽利略理想斜面实验导入情境,分析其原因和结果,并与演示实验结果进行对比;再从物理学史的视角引导学生进行反思,通过个性化评价与成果展示,将项目化学习融入教学中,提升学生的物理核心素养。

关键词：项目化学习物理学史牛顿第一定律物理核心素养

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赤水河大桥总体设计及静力分析

中国水运 2023年第12期 95-98页

作者：冯啸天高晓虎黄灿中交第四航务工程局有限公司广东广州510290

赤水河大桥是简州新城方家林大道节点工程,大桥全长189.4m,上部构造采用支架现浇预应力钢筋混凝土连续梁,桥跨组合为50+80+50=180m,下部构造桥墩采用柱式花瓶墩,墩间用系梁连接;桥台采用重力式U型桥台,桩基础均为钻孔灌注桩。本文简要... 详细信息

赤水河大桥是简州新城方家林大道节点工程,大桥全长189.4m,上部构造采用支架现浇预应力钢筋混凝土连续梁,桥跨组合为50+80+50=180m,下部构造桥墩采用柱式花瓶墩,墩间用系梁连接;桥台采用重力式U型桥台,桩基础均为钻孔灌注桩。本文简要介绍赤水大桥的总体设计及静力分析,为国内相似跨度的支架现浇连续梁桥的设计及施工,提供一定的经验参考。

关键词：赤水河大桥总体设计静力分析

STC钢桥面铺装新体系的力学计算与实桥试验对比分析

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中国公路学报 2014年第3期27卷 39-44,50页

作者：李嘉冯啸天邵旭东王懿曹君辉湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 广西交通规划勘察设计研究院广西南宁530011

为解决当前钢桥面铺装层易破损及桥面钢结构疲劳开裂两大病害难题，提出了超高韧性混凝土（Super Toughness Concrete，STC）钢桥面铺装新体系，并首次应用于广东马房大桥上；采用有限元计算结果与第三方实桥检测数据相对比的方法分析... 详细信息

为解决当前钢桥面铺装层易破损及桥面钢结构疲劳开裂两大病害难题，提出了超高韧性混凝土（Super Toughness Concrete，STC）钢桥面铺装新体系，并首次应用于广东马房大桥上；采用有限元计算结果与第三方实桥检测数据相对比的方法分析了新体系的铺装效果。研究结果表明：钢-STC组合桥面结构大幅提升了桥面的刚度，新铺装体系正交异性桥面板各控制点的应变及竖向位移峰值降幅达46．82％～90．89％，改善效果远超过原有的沥青铺装；STC材料抗拉强度完全能满足最大拉应力7．97MPa的受力要求；基于薄层STC的钢桥铺装新体系可以有效降低钢桥面结构的应力及变形，改善铺装层的受力状况，从而消除钢桥面疲劳开裂及铺装层开裂、车辙等风险。

关键词：桥梁工程桥面铺装力学计算超高韧性混凝土有限元分析桥梁检测

带抗拔不抗剪连接件的组合钢板剪力墙结构抗震性能试验与理论研究

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带抗拔不抗剪连接件的组合钢板剪力墙结构抗震性能试验与理论研究

作者：冯啸天西安建筑科技大学

学位级别：硕士

本文提出一种新型组合钢板剪力墙结构,该结构在传统组合钢板剪力墙中引入抗拔不抗剪连接件,即在抗剪栓钉的外部包裹橡胶(低弹模材料),然后整体浇筑入混凝土中,混凝土盖板与周边框架之间设置缝隙,且缝隙内亦可填充橡胶。通过控制橡胶的尺... 详细信息

本文提出一种新型组合钢板剪力墙结构,该结构在传统组合钢板剪力墙中引入抗拔不抗剪连接件,即在抗剪栓钉的外部包裹橡胶(低弹模材料),然后整体浇筑入混凝土中,混凝土盖板与周边框架之间设置缝隙,且缝隙内亦可填充橡胶。通过控制橡胶的尺寸,可使栓钉在受力过程中出现抗拔不抗剪阶段和抗拔抗剪阶段,从而调控了混凝土参与抗剪的时间,使得混凝土板(以下简称盖板)在受力过程中发生不参与抗剪和参与抗剪两种受力状态,抗拔不抗剪阶段盖板仅发挥屈曲约束作用,抗拔抗剪阶段允许混凝土参与抗侧和带裂缝工作。此外,周边框架中H型钢柱内部同样浇筑了混凝土,另有起约束混凝土作用的横向钢筋布置于混凝土内部并焊接在型钢翼缘上,构成部分组合(以下简称PEC)框架柱。与防屈曲钢板剪力墙相比,该新型组合钢板剪力墙的混凝土盖板不需预制,混凝土施工简单,且框架柱的截面抗弯刚度提高,抑制了型钢的局部屈曲,改善了整体结构的变形能力。本文对该新型组合钢板剪力墙结构的性能进行了研究,主要研究内容如下:(1)对新型结构进行低周循环荷载下拟静力试验研究,并增加了一个墙板非加劲试件作为对比试件。通过两个试件试验结果对比,研究该新型结构的承载力、刚度、耗能和延性等抗震性能指标,同时考察新型结构的变形发展和破坏模式。(2)基于试验研究利用ABAQUS有限元软件对两个试件进行了数值模拟分析。有限元模型中应用了钢材的组合强化以及柔性损伤本构模型、混凝土的塑性损伤本构模型以及橡胶的超弹性本构模型,利用试验结果验证了有限元模拟的准确性,证明了钢材的组合强化本构模型能够很好的模拟非加劲钢板剪力墙滞回曲线的捏缩效应,钢材的和混凝土的损伤本构模型能够较为准确的模拟组合结构加载后期承载能力的退化。(3)对钢板剪力墙结构中PEC组合柱的结构性能进行了理论研究和有限元分析。推导了PEC组合柱的截面有效抗弯刚度以及平面内最大挠度值,证明了柱内混凝土能够提高钢板剪力墙结构整体的承载能力和延性,同时横向钢筋使混凝土和H型钢共同工作。与普通H型钢柱相比,组合柱显著提高了柱的截面抗弯刚度和轴压刚度,抑制了钢柱板件的局部屈曲,进而有效改善了非加劲钢板剪力墙结构的“沙漏现象”。(4)比较了传统防屈曲钢板墙与抗拔不抗剪件连接的组合钢板剪力墙两种结构的性能差异,同时对抗拔不抗剪件连接的组合墙板进行了理论分析和设计公式推导,对内嵌钢板高厚比、连接件钢棒的高径比、连接件端板的尺寸、橡胶厚度、混凝土板厚度以及连接件排布间距进行了研究,同时验证了栓钉的“抗拔不抗剪”和“抗拔抗剪”两阶段特征,并给出了两阶段界限阈值的合理侧移角需求,并通过有限元变参分析的结果验证了理论设计公式。

关键词：组合钢板剪力墙抗拔不抗剪连接件部分组合框架抗震性能试验研究设计方法

高强高韧性混凝土钢桥面铺装体系力学特性分析

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高强高韧性混凝土钢桥面铺装体系力学特性分析

作者：冯啸天湖南大学

学位级别：硕士

基于有限元分析方法，本文研究了高强高韧性混凝土钢桥面铺装体系的力学特性。首先归纳了国内外钢桥面铺装使用现状及相关研究进展，根据对国内外钢桥面铺装常见病害的总结，分析了相关病害出现的原因及理想的钢桥面铺装体系对铺装材料... 详细信息

基于有限元分析方法，本文研究了高强高韧性混凝土钢桥面铺装体系的力学特性。首先归纳了国内外钢桥面铺装使用现状及相关研究进展，根据对国内外钢桥面铺装常见病害的总结，分析了相关病害出现的原因及理想的钢桥面铺装体系对铺装材料及铺装结构形式的要求。通过建立了钢桥面铺装局部梁段有限元模型，计算车辆荷载作用下纯钢板受荷方案、柔性铺装方案及刚性铺装方案的力学响应，确定不同铺装方案相关力学指标的最不利荷位，并分析了水平荷载对于钢桥面铺装力学指标的影响。针对柔性铺装方案及刚性铺装方案的力学特性分析发现：铺装层模量的增大或是厚度的增加都可提高铺装体系整体刚度，降低钢桥面板应力水平;铺装层本身应力峰值随着厚度的增加而减小，随着模量的增大而增大，柔性铺装方案拉应力峰值的方向是横桥向，刚性铺装方案的是顺桥向。相比于柔性铺装方案，刚性铺装方案对降低钢桥面板应力水平，减小铺装层拉应变、剪应变、竖向压应变峰值等方面效果显著。在对柔性、刚性铺装方案的力学特性对比分析基础上，提出了高强高韧性混凝土STC（Super Toughness Concrete）—沥青磨耗层新型铺装体系，并从铺装层材料特性及铺装结构形式角度分析了铺装体系所具有的特点。对新型铺装体系进行了相关参数的敏感性分析，包括荷位、水平荷载、铺装层模量、铺装层厚度、桥面板顶板厚度、横隔板间距、U肋高度、U肋厚度等参数，参数敏感性分析表明铺装层拉应力主要受铺装下层厚度、模量影响;铺装层剪应力主要受水平荷载作用的影响;钢桥面板参数主要影响铺装层的拉应力，对剪应力的影响较小。本文还分析了高强高韧性混凝土钢桥面铺装体系力学特性随铺装层深度变化规律:在铺装上层深度范围内，应力应变变化较小，拉应力（应变）峰值出现在顶面位置，剪应力（变）峰值出现在底面位置;铺装下层深度范围内，拉应力（应变）呈下降趋势，剪应力（变）呈增大趋势。将研究钢桥面铺装力学特性的有限元建模方法运用到广东肇庆马房大桥钢桥面铺装实际工程中，并将有限元计算结果与检测数据对比分析，研究表明，有限元计算结果与实测数据吻合良好，说明了有限元分析方法的合理性。有限元计算与试验桥检测结果均表明，高强高韧性混凝土铺装体系能有效降低钢桥面板应变及竖向位移值;有利于行车荷载的扩散作用，能有效降低铺装层应力应变幅值以及局部竖向变形，从而减小铺装层的疲劳开裂、车辙等破坏风险。

关键词：钢桥面铺装有限元分析高强高韧性混凝土力学特性

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清代雍正年间名臣田文镜评议

清代雍正年间名臣田文镜评议

作者：冯啸天广西师范大学

学位级别：硕士

雍正朝虽然只有短短十三年的时间,却在清代历史上有着特殊的地位,其间推行的一系列改革整顿措施,对“康乾盛世”的形成起到了积极的推动作用,研究这一时期的历史对考察中国封建制度的自救能力及其局限性具有重要的意义。研究一个时期的... 详细信息

雍正朝虽然只有短短十三年的时间,却在清代历史上有着特殊的地位,其间推行的一系列改革整顿措施,对“康乾盛世”的形成起到了积极的推动作用,研究这一时期的历史对考察中国封建制度的自救能力及其局限性具有重要的意义。研究一个时期的历史离不开对那个时代最具代表性人物的考察,作为雍正年间的“模范督臣”和雍正新政在地方上忠实的执行者,田文镜与雍正年间的改革整顿息息相关,田文镜在地方上推行的改革就是雍正新政的一个缩影,因此要了解雍正朝政治、经济和社会的发展状况,离不开对田文镜在地方上的治理进行深入、细致的考察,在肯定雍正新政在清代历史上的地位和作用的今天,对田文镜本人也应该作出一个公允的评价。田文镜(1662—1732),汉军正蓝旗人,清代雍正年间著名的“模范督臣”之一。田文镜于康熙年间以监生入仕,历任县丞、知县、知州等地方官,后转任吏部、刑部郎官,迁监察御史、内阁侍读学士等职,在康熙朝一直默默无闻。雍正帝继位以后,他先后担任山西布政使、河南布政使、河南巡抚、河南总督、河南山东总督等职,历仕山西、河南、山东三省,但其主要治迹在河南。田文镜生前身后的遭遇十分特殊,在康熙朝一直默默无闻,到了雍正朝却飞黄腾达,被雍正帝褒扬为公忠体国、实心任事的“模范督抚”,恩宠有加,可是到了乾隆朝又被指责为“苛责搜求”的“酷吏”;在其生前即为举朝所怨,众议沸腾,论奏者指不胜屈,去世以后更是屡遭非议、否定和贬抑。其实田文镜的遭遇是和人们对雍正改革的认识息息相关的,故此本文从历史史实出发,力图在雍正改革的时代大背景下,对田文镜做出尽可能公允的评价。本文包含引言、论文主体和结语三个部分。引言部分主要是从各式各样对田文镜的评价引出对田文镜进行研究的意义,以及本文主要的研究思路和当前关于田文镜的研究现状。论文主体部分由四个部分构成。第一部分主要介绍康雍易元时期的社会和政治局面,铺设田文镜主要政治活动的社会舞台。第二部分主要论述田文镜的政治活动。由修治黄河而落实的“仕民一体当差”措施,引起了绅衿士人们的不满,才出现生员“罢考”事件;大力清查亏空、整顿吏治,又引起科甲官员的强烈不满,于是爆发“田、李互参”案;因为在历次政治斗争中都得到了雍正帝的支持,所以田文镜更加实心任事,忠实推行“耗羡归公”和“摊丁入亩”等改革政策,河南、山东等地成了当时全国推行“雍正新政”最卖力、效果最明显的省份,田文镜本人也被树立为“模范督抚”。田文镜无限忠君,为迎合皇帝而大搞“祥瑞”,甚至不惜匿灾不报,致使百姓流离失所。第三部分主要分析田文镜在雍正改革中的地位和作用,通过他来观察雍正帝的用人原则和打击科甲、整饬吏治的策略,以及田文镜式的行政作风对当时官场风气的影响。第四部分着重评价田文镜的政绩、性格,了解一些关于他的生活和著述方面的情况,并通过一些对他的评价来反观评价者的立场和行政风格。结语部分是在详细的考察了田文镜的主观作为和其所起到的客观作用以后,对田文镜本人所作的尽量客观的整体性的评价。本文认为,田文镜在政治上惟知忠于皇帝,不党不群,实心任事,行事雷厉风行,措施刚猛峻急,其性情严肃刚强,不徇私情,不畏人言,坚持照章办事,认真而不苟且。但其才能仅长于对新政的推行,并没有十分高明的政治见解和突出的政治才干,是一个忠君、能干的封建官僚,但对其政绩在一定程度上还是应该肯定的。另外,在对田文镜进行评议的同时,本文还以田文镜为视角对雍正新政在地方上的推行状况进行了考察,也对雍正年间社会发展状况进行了一些探讨。

关键词：雍正年间田文镜模范督抚评议雍正新政

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半整体式斜交无缝化桥梁地震响应分析

中外公路 2014年第2期34卷 143-146页

作者：梁才周详冯啸天湖南大学湖南长沙410082 广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院

针对常规斜桥在地震作用下的常见病害,通过建立不同斜交角的常规斜桥和无缝化斜桥模型并进行地震时程分析,从结构动力特性以及地震作用下支座剪力、梁端碰撞以及主梁侧移和平转、下构的受力等方面进行对比分析。结果表明:无缝化斜桥在... 详细信息

针对常规斜桥在地震作用下的常见病害,通过建立不同斜交角的常规斜桥和无缝化斜桥模型并进行地震时程分析,从结构动力特性以及地震作用下支座剪力、梁端碰撞以及主梁侧移和平转、下构的受力等方面进行对比分析。结果表明:无缝化斜桥在地震中可以防落梁以及梁端碰撞,具有更小的支座剪切变形和主梁位移。

关键词：斜交桥全无缝桥梁半整体式抗震地震响应