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全铁尾矿混凝土梁受弯性能试验研究

建筑科学与工程学报 2024年第3期41卷 120-128页

作者：马馨鑫孙建恒张若兰张凤双袁敬孟志良河北农业大学城乡建设学院河北保定071001 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

为了充分利用铁尾矿,对铁尾矿混凝土结构的力学性能进行探究,以铁尾矿粉为掺合料,铁尾矿碎石和铁尾矿砂分别作为粗、细骨料,制备成全铁尾矿混凝土(FITC)梁,并与以粉煤灰作掺合料,普通碎石及河砂作粗、细骨料的常规混凝土(CC)梁进行弯曲... 详细信息

为了充分利用铁尾矿,对铁尾矿混凝土结构的力学性能进行探究,以铁尾矿粉为掺合料,铁尾矿碎石和铁尾矿砂分别作为粗、细骨料,制备成全铁尾矿混凝土(FITC)梁,并与以粉煤灰作掺合料,普通碎石及河砂作粗、细骨料的常规混凝土(CC)梁进行弯曲试验对比。首先,测试铁尾矿的各项参数,验证其作为混凝土原材料的可行性;其次,基于现行规范公式计算梁各阶段的承载力和挠度;最后,将FITC梁和CC梁的实测数值和计算数值对比分析。结果表明:FITC的强度比CC略低,弹性模量显著降低;FITC梁的开裂弯矩和极限弯矩与CC梁相当,梁的抗裂能力与承载力并未因FITC的强度和弹性模量比CC低而明显降低;在裂缝出现之前,FITC梁的混凝土应变与平截面假定基本一致;在荷载作用下,FITC梁受拉区混凝土应变比CC梁的大;FITC梁的延性、裂缝开裂间距均与CC梁接近,FITC梁弯剪区斜裂缝比CC梁更接近梁的顶部;在同等弯矩下,FITC梁的挠度大于CC梁的挠度,FITC梁的受拉纵筋应变也大于CC梁;中国现行设计规范对FITC梁的承载力计算是安全的,但挠度计算公式需要修正。

关键词：全铁尾矿混凝土梁弯曲试验特征弯矩平截面假定抗弯刚度

基于杆件构形刚度参数均匀化的单层网壳稳定性能优化

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建筑钢结构进展 2023年第11期25卷 79-88页

作者：张澜孙建恒史若琪王军林河北农业大学城乡建设学院河北保定071001

为实现网壳各节点抵抗荷载能力的均匀分布,提升结构稳定承载力,基于网壳结构受力特点,引入了单层网壳结构的杆件构形刚度参数。以结构杆件构形刚度均匀化为目标,将网壳杆件截面尺寸作为优化变量,采用惯性权重改进后的粒子群算法对网壳... 详细信息

为实现网壳各节点抵抗荷载能力的均匀分布,提升结构稳定承载力,基于网壳结构受力特点,引入了单层网壳结构的杆件构形刚度参数。以结构杆件构形刚度均匀化为目标,将网壳杆件截面尺寸作为优化变量,采用惯性权重改进后的粒子群算法对网壳的杆件截面进行优化配置。优化结果表明,构形刚度方差能较为准确地反映结构的杆件构形刚度均匀程度。通过粒子群算法优化后求得的杆件配置可以使网壳结构接近于等稳定性,最大程度地提升结构的稳定极限承载力。

关键词：单层网壳杆件构形刚度参数杆件构形刚度均匀化粒子群优化算法稳定承载力

大体积铁尾矿粉混凝土水化热试验研究及数值模拟

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山东农业大学学报（自然科学版） 2023年第3期54卷 440-446页

作者：孙建恒陈若妤袁敬河北农业大学城乡建设学院河北保定071001

为了研究铁尾矿粉作为掺合料对大体积混凝土水化热的影响,对比研究了铁尾矿粉-水泥复合胶凝材料(MITC)、粉煤灰-水泥复合胶凝材料(MFAC)的水化放热特点。制作了C40强度等级,边长为1100 mm的大体积铁尾矿粉混凝土(ITPC)以及粉煤灰混凝土(... 详细信息

为了研究铁尾矿粉作为掺合料对大体积混凝土水化热的影响,对比研究了铁尾矿粉-水泥复合胶凝材料(MITC)、粉煤灰-水泥复合胶凝材料(MFAC)的水化放热特点。制作了C40强度等级,边长为1100 mm的大体积铁尾矿粉混凝土(ITPC)以及粉煤灰混凝土(FAC)立方体试块,每一试块内部埋设15个温度传感器,对不同龄期混凝土温度变化进行了试验研究。并通过ANSYS软件模拟了试验试块的温度场。研究结果表明粉煤灰对复合胶凝材料水化放热速率及峰值出现时间的延缓效果优于铁尾矿粉,但大体积ITPC与FAC的温升峰值分别为61.9℃、63℃;中层降温速率分别为0.46℃/h,0.51℃/h;最大里表温差分别为18.5℃,20.4℃,大体积FAC的温升峰值、中层降温速率、最大里表温差均高于大体积铁尾矿粉混凝土。从对大体积混凝土温度降低效果来看,铁尾矿粉优于粉煤灰。ANSYS软件数值模拟结果与试验实测结果吻合良好,ITPC试块与FAC试块中心点相对误差分别为0.65%,1.43%。可以较好的模拟出大体积ITPC内部的温度变化,为实际工程的现场施工及温控措施提供指导。

关键词：铁尾矿粉混凝土水化热数值模拟

GC-DPSCD法分析低温甲醇洗装置气体痕量硫化物含量的探讨

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分析仪器 2022年第1期 149-154页

作者：孙建恒中海石油华鹤煤化有限公司鹤岗154000

对气相色谱双等离子体硫化学发光检测器(GC-DPSCD)法测定低温甲醇洗装置气体痕量硫化物的影响因素进行了探讨,包括载气种类及流量的选择、柱温的确定、双等离子体燃烧器条件的优化等。通过对上述影响因素的控制和优化,建立了良好的工作... 详细信息

对气相色谱双等离子体硫化学发光检测器(GC-DPSCD)法测定低温甲醇洗装置气体痕量硫化物的影响因素进行了探讨,包括载气种类及流量的选择、柱温的确定、双等离子体燃烧器条件的优化等。通过对上述影响因素的控制和优化,建立了良好的工作曲线,得到了较低的检出限,保证了痕量硫化物分析结果的准确度和精密度,满足了分析要求。

关键词：低温甲醇洗硫化物 DPSCD 柱温双等离子体燃烧器

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几何非线性广义协调四边形板单元

工程力学 1997年第2期14卷 43-51页

作者：孙建恒龙志飞河北农业大学城建学院中国矿业大学北京研究生部

本文将广义协调四边形板单元ＬＧＣ－Ｑ１２及ＬＳＬ－Ｑ１２的弯曲位移模式引入板的大挠度分析中，构造了几何非线性广义协调四边形板单元，并分别对固支圆板。

关键词：几何非线性广义协调薄槔弹性力学有限元

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球面网壳屋盖结构泄爆分析

空间结构 2022年第4期28卷 31-37,47页

作者：敦晨阳关博心王军林孙建恒河北农业大学城乡建设学院河北保定071001

爆炸荷载是建筑物遭受恐怖袭击时常见的冲击荷载.研究了在球面网壳设置玻璃采光区对建筑物泄爆效果的影响,以及不同种类玻璃的泄爆效果.结果表明在网壳结构上设置玻璃采光区后,无论是结构的最大位移还是杆件的塑性发展,都会随着采光面... 详细信息

爆炸荷载是建筑物遭受恐怖袭击时常见的冲击荷载.研究了在球面网壳设置玻璃采光区对建筑物泄爆效果的影响,以及不同种类玻璃的泄爆效果.结果表明在网壳结构上设置玻璃采光区后,无论是结构的最大位移还是杆件的塑性发展,都会随着采光面积的增大而下降,下降的程度与采光面积增幅近似呈线性关系,而且部分杆件进入塑性的时间有所滞后.当采光区的材料由普通玻璃改为钢化玻璃后,虽一定程度上起到了泄爆作用,但由于钢化玻璃的强度大于普通玻璃,泄爆能力降低.

关键词：爆炸冲击波球面网壳动力响应泄爆玻璃面板

铁尾矿粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能影响及机理分析

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水利水电技术（中英文） 2022年第11期53卷 177-185页

作者：杨明镜孙建恒徐阳王军林河北农业大学城乡建设学院河北保定071001 河北省水利科学研究院河北石家庄050000

为提高尾矿利用率和附加值,用铁尾矿粉取代粉煤灰作混凝土掺合料,通过干湿循环试验,研究铁尾矿粉混凝土抗硫酸盐侵蚀性,通过和以粉煤灰为掺合料的普通混凝土的抗压耐蚀系数对比分析,评估铁尾矿粉对混凝土耐硫酸盐侵蚀性能的影响。研究... 详细信息

为提高尾矿利用率和附加值,用铁尾矿粉取代粉煤灰作混凝土掺合料,通过干湿循环试验,研究铁尾矿粉混凝土抗硫酸盐侵蚀性,通过和以粉煤灰为掺合料的普通混凝土的抗压耐蚀系数对比分析,评估铁尾矿粉对混凝土耐硫酸盐侵蚀性能的影响。研究结果表明,所配制的铁尾矿粉混凝土至少可经受140次硫酸盐干湿循环侵蚀而不破坏,具有良好的耐硫酸盐侵蚀性。微观孔结构分析表明,铁尾矿粉的良好填充效应减少了混凝土中多害孔孔隙量,增大了混凝土的密实度。同时,铁尾矿粉的掺入降低了水泥用量及Ca(OH)2生成量,提高了铁尾矿粉混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。扫描电镜分析表明,硫酸盐侵蚀下铁尾矿粉混凝土中膨胀型产物增多,膨胀应力增大导致铁尾矿混凝土产生微裂缝,降低了混凝土强度。

关键词：铁尾矿粉混凝土硫酸盐干湿循环侵蚀抗压耐蚀系数微集料填充效应影响机理

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单层柱面网壳失稳区域预测及稳定承载力优化

空间结构 2023年第1期29卷 17-23,68页

作者：郭垚敦晨阳路维王军林孙建恒河北农业大学城乡建设学院河北保定071001 河北水利电力学院河北沧州061001 天津大学建筑工程学院天津300072

网壳结构的极限承载力往往由其稳定性能所决定.从杆系结构在失稳前的受力状态分析出发,构建了以杆件的拉压刚度和杆件与节点切平面夹角乘积之和的网壳杆件构形刚度参数.通过对两个不同矢跨比柱面网壳的分析表明,考虑初始几何缺陷后,柱... 详细信息

网壳结构的极限承载力往往由其稳定性能所决定.从杆系结构在失稳前的受力状态分析出发,构建了以杆件的拉压刚度和杆件与节点切平面夹角乘积之和的网壳杆件构形刚度参数.通过对两个不同矢跨比柱面网壳的分析表明,考虑初始几何缺陷后,柱面网壳结构的失稳点发生在杆件构形刚度参数最小的区域;加强杆件构形刚度参数最小区域的杆件截面可以快速提高网壳的稳定承载力,且用钢量较为经济.所构建的柱面网壳杆件构形刚度参数以及衡量稳定加强效果的指标可以较好地预测失稳区域以及指导柱面网壳结构稳定承载力的优化设计.

关键词：柱面网壳杆件构形刚度参数稳定承载力失稳区域稳定优化

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单层柱面网壳采光玻璃屋面板的泄爆分析

空间结构 2022年第3期28卷 33-38,55页

作者：李艳英李海旺孙建恒任小强太原理工大学土木工程学院山西太原030024 河北农业大学城乡建设学院河北保定071000

以单层柱面网壳为研究对象,屋面板部分采用采光玻璃,分析在内部中心爆炸荷载作用下采光玻璃屋面板的泄爆作用.利用显式动力分析程序ANSYS/LS-DYNA中的流固耦合方法,对跨度为30m×45m的单层柱面网壳在采光玻璃面积不同时上部网壳的节点... 详细信息

以单层柱面网壳为研究对象,屋面板部分采用采光玻璃,分析在内部中心爆炸荷载作用下采光玻璃屋面板的泄爆作用.利用显式动力分析程序ANSYS/LS-DYNA中的流固耦合方法,对跨度为30m×45m的单层柱面网壳在采光玻璃面积不同时上部网壳的节点竖向位移和杆件塑性发展进行分析.研究表明,采光玻璃屋面板有泄爆作用,当采光玻璃屋面板超过总屋面板面积60%时泄爆效果不再增加;相同的采光玻璃屋面板面积沿短轴方向条形分布比沿长轴方向条形分布的泄爆效果好;布置采光玻璃板处比钢板处的杆件塑性发展更严重.

关键词：柱面网壳爆炸荷载玻璃面板泄爆塑性发展