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Numerical analysis of aluminum alloy reticulated shells with gusset joints under fire conditions

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2023年第3期17卷 448-466页

作者： Shaojun ZHU zhangjianing cheng Chaozhong ZHANG Xiaonong GUO College of Civil Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China

In this study,a numerical analysis was conducted on aluminum alloy reticulated shells(AARSs)with gusset joints under fire ***,a thermal-structural coupled analysis model of AARSs considering joint semirigidity was proposed and validated against room-temperature and fire *** proposed model can also be adopted to analyze the fire response of other reticulated structures with semi-rigid ***,a parametric analysis was conducted based on the numerical model to explore the buckling behavior of K6 AARS with gusset joints under fire *** results indicated that the span,height-to-span ratio,height of the supporting structure,and fire power influence the reduction factor of the buckling capacity of AARSs under fire *** contrast,the reduction factor is independent of the number of element divisions,number of rings,span-to-thickness ratio,and support ***,practical design formulae for predicting the reduction factor of the buckling capacity of K6 AARSs were derived based on numerical analysis results and machine learning techniques to provide a rapid evaluation ***,further numerical analyses were conducted to propose practical design suggestions,including the conditions of ignoring the ultimate bearing capacity analysis of K6 AARS and ignoring the radiative heat flux.

关键词： aluminum alloy reticulated shell gusset joint numerical analysis fire resistance

水性多彩建筑涂料的贮存稳定性及改善措施研究

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新型建筑材料 2019年第11期46卷 4-7页

作者：成张佳宁同济大学土木工程学院

研究了羟乙基纤维素增稠剂、非离子聚氨酯缔合型增稠剂、阴离子丙烯酸碱溶涨增稠剂和疏水改性碱溶性乳液型增稠剂4种增稠剂对水性多彩涂料黏度、施工性及热贮存稳定性的影响。试验结果表明:在所选用量下,4种增稠剂因各自增稠机理不同,... 详细信息

研究了羟乙基纤维素增稠剂、非离子聚氨酯缔合型增稠剂、阴离子丙烯酸碱溶涨增稠剂和疏水改性碱溶性乳液型增稠剂4种增稠剂对水性多彩涂料黏度、施工性及热贮存稳定性的影响。试验结果表明:在所选用量下,4种增稠剂因各自增稠机理不同,对黏度的提升效果及施工性影响差异显著;非离子聚氨酯缔合型增稠剂增稠后的涂料无法满足施工性要求;在满足施工性要求的增稠体系中,只有用量为1.34%以下的阴离子丙烯酸碱溶涨增稠剂增稠后多彩涂料的热贮存稳定性符合HG/T 4343—2012《水性多彩建筑涂料》标准要求。

关键词：水性多彩涂料增稠剂黏度施工性热贮存稳定性

纳米La_(2)O_(3)颗粒对建筑铝合金表面阳极氧化膜性能的影响

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电镀与精饰 2023年第2期45卷 20-26页

作者：成张佳宁黄坤坤同济大学土木工程学院上海200092 南通居者安建筑科学研究院有限公司江苏南通226019

以建筑行业常用的6463铝合金作为基材进行阳极氧化,通过共沉积技术使纳米La_(2)O_(3)颗粒掺杂在阳极氧化膜中,进一步提高其耐蚀性。研究了纳米La_(2)O_(3)颗粒添加浓度对阳极氧化膜的形貌、孔隙率、成分、表面润湿性和耐蚀性的影响。结... 详细信息

以建筑行业常用的6463铝合金作为基材进行阳极氧化,通过共沉积技术使纳米La_(2)O_(3)颗粒掺杂在阳极氧化膜中,进一步提高其耐蚀性。研究了纳米La_(2)O_(3)颗粒添加浓度对阳极氧化膜的形貌、孔隙率、成分、表面润湿性和耐蚀性的影响。结果表明:不加纳米La_(2)O_(3)颗粒时,阳极氧化膜不致密且孔隙率较高,表面呈亲水性,耐蚀性相对较差。适量的纳米La_(2)O_(3)颗粒参与成膜过程,使阳极氧化膜的致密性逐步提高,孔隙率降低且成分发生变化,表面由亲水性转变为疏水性,耐蚀性明显提高。当纳米La_(2)O_(3)颗粒浓度为2.2 g/L时,阳极氧化膜的孔隙率仅为14.2%,La_(2)O_(3)颗粒含量接近2.60%,表面致密且呈良好的疏水性,其腐蚀电流密度较6463铝合金降低了接近两个数量级,腐蚀失重仅为1.39 g/m^(2),可以为6463铝合金提供更好的防护作用。

关键词：阳极氧化膜纳米La_(2)O_(3)颗粒掺杂表面润湿性耐蚀性

国产6061-T6铝合金的修正塑性本构模型

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1079-1088页

作者：郭小农宗绍晗张超众成张佳宁同济大学土木工程学院上海200092 上海宝冶集团有限公司上海200941

铝合金材料已广泛地应用于各种工程结构中。能准确描述铝合金在复杂应力状态下的塑性本构关系,对铝合金结构在复杂工况下的分析和设计具有重要意义。传统的von Mises屈服准则忽略了应力状态对金属塑性的影响,并不适用于复杂应力状态下... 详细信息

铝合金材料已广泛地应用于各种工程结构中。能准确描述铝合金在复杂应力状态下的塑性本构关系,对铝合金结构在复杂工况下的分析和设计具有重要意义。传统的von Mises屈服准则忽略了应力状态对金属塑性的影响,并不适用于复杂应力状态下的铝合金材料。通过试验证明了应力三轴度和Lode角均会对6061-T6铝合金的塑性行为产生影响,并在此基础上提出了适用于国产6061-T6铝合金在复杂应力状态下的塑性本构模型,并校准了全过程硬化规律和新屈服准则。通过试验和数值结果对比可知,该塑性本构模型可以精确地模拟国产6061-T6铝合金在复杂应力状态下的弹塑性行为。

关键词：铝合金塑性本构模型应力三轴度 Lode角

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建筑铝合金表面制备耐久性超疏水阳极氧化膜

电镀与精饰 2022年第6期44卷 16-20页

作者：成张佳宁黄坤坤同济大学土木工程学院上海200092 南通居者安建筑科学研究院有限公司江苏南通226019

采用阳极氧化工艺,并结合封孔处理和低表面能修饰,在建筑行业常用的6463铝合金表面制备出耐久性超疏水阳极氧化膜。表征了试样形貌、成分和表面接触角,并通过模拟实验测试了耐蚀性和耐久性。结果表明:经过阳极氧化、封孔处理和表面修饰... 详细信息

采用阳极氧化工艺,并结合封孔处理和低表面能修饰,在建筑行业常用的6463铝合金表面制备出耐久性超疏水阳极氧化膜。表征了试样形貌、成分和表面接触角,并通过模拟实验测试了耐蚀性和耐久性。结果表明:经过阳极氧化、封孔处理和表面修饰后在铝合金试样表面形成微纳米分级结构的阳极氧化膜,主要含有Al、O、S、C和Ti元素,表面接触角达到153.2°,呈现超疏水状态。超疏水阳极氧化膜具有良好的结合力,在自然环境中能保持稳定的超疏水状态,耐久性良好,还具有良好的耐蚀性,可以有效抑制铝合金基体腐蚀。

关键词：阳极氧化膜封孔处理表面修饰超疏水状态耐久性

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铝合金空间结构抗火性能研究进展

防灾减灾工程学报 2020年第2期40卷 293-308页

作者：郭小农陈晨朱劭骏成张佳宁同济大学土木工程学院上海200092

铝合金材料在高温下的力学性能较差,考虑到铝合金结构常用于重要大型空间结构,其抗火性能与人员生命财产安全密切相关,对国内外近年来关于铝合金空间结构抗火性能的研究进行了系统综述与分析。首先,总结了有关铝合金结构高温性能的研究... 详细信息

铝合金材料在高温下的力学性能较差,考虑到铝合金结构常用于重要大型空间结构,其抗火性能与人员生命财产安全密切相关,对国内外近年来关于铝合金空间结构抗火性能的研究进行了系统综述与分析。首先,总结了有关铝合金结构高温性能的研究,包括材料的高温性能、构件和节点的高温性能和空间结构的整体抗火性能等。随后,指出了大空间火灾与一般室内火灾的不同,并对比了各种大空间火灾温度场确定方法的优缺点;总结了有关钢结构构件在火灾下温升的确定方法,并强调了火焰辐射在大空间火灾下的重要影响;阐述了有关大空间结构整体抗火性能的研究;介绍了性能化抗火设计思想及其优越性。最后,总结了有待解决的关键问题和需进一步开展的工作。

关键词：铝合金空间结构抗火性能火灾性能化设计方法

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铝合金结构耐腐蚀性能研究现状简述

建筑钢结构进展 2021年第6期23卷 1-12,60页

作者：郭小农宗绍晗成张佳宁朱亮周旋同济大学土木工程学院上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

铝合金结构外型美观、耐腐蚀性强,具有广泛的应用前景。然而,关于铝合金结构在高腐蚀性环境下的行为尚无系统研究,限制了其在复杂恶劣环境下的应用。针对腐蚀环境下铝合金及其结构的研究现状,综合分析了目前国内外的学术研究和既有结构... 详细信息

铝合金结构外型美观、耐腐蚀性强,具有广泛的应用前景。然而,关于铝合金结构在高腐蚀性环境下的行为尚无系统研究,限制了其在复杂恶劣环境下的应用。针对腐蚀环境下铝合金及其结构的研究现状,综合分析了目前国内外的学术研究和既有结构的腐蚀情况调查;对比了室外大气暴露试验和室内模拟加速腐蚀试验的优、缺点,并总结铝合金在各种大气和试验环境下的腐蚀规律。通过既有铝合金结构的腐蚀评价证明了铝合金结构在恶劣环境下服役的优越性。最后基于现有研究的不足之处,展望了铝合金结构耐腐蚀性研究的发展方向。

关键词：铝合金结构耐腐蚀性腐蚀试验既有结构腐蚀评价研究现状

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某遗址永久性保护钢结构施工关键技术

施工技术（中英文） 2024年第2期53卷 56-60页

作者：成张佳宁张军同济大学土木工程学院上海200092 南通大学交通与土木工程学院江苏南通226019

某遗址保护项目采用拱+悬挑形式钢结构大棚,结构存在45m跨度超长悬挑。通过对该钢结构的精细化施工分析,确定了各关键环节施工过程控制要点。主拱在地面拼装完成后于空中旋转就位,与支撑拱形成完整受力体系;其余杆件依次进行散拼安装,... 详细信息

某遗址保护项目采用拱+悬挑形式钢结构大棚,结构存在45m跨度超长悬挑。通过对该钢结构的精细化施工分析,确定了各关键环节施工过程控制要点。主拱在地面拼装完成后于空中旋转就位,与支撑拱形成完整受力体系;其余杆件依次进行散拼安装,通过设置临时支撑胎架减小了安装难度。利用MIDAS Gen对各主要施工过程进行仿真分析,确保施工过程安全,提高了安装效率,保护了原有遗址,有效减少干涉。

关键词：钢结构遗址保护悬挑结构旋转有限元分析

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双向耗能型阻尼器参数化分析及减震性能研究

施工技术 2018年第3期47卷 129-134页

作者：汪玲裴星洙成张佳宁江苏工程职业技术学院江苏南通226007 江苏科技大学土木工程与建筑学院江苏镇江212003 南通大学建筑工程学院江苏南通226007

由于风荷载和地震作用方向的不确定性,要求安装在巨型悬挂复合支撑体系主结构和子结构间的阻尼器具有能够消耗任意方向输入的风或地震能量的机能。因此提出了一种双向耗能型阻尼器,介绍了其结构形式和工作原理,利用非线性理论和ANSYS软... 详细信息

由于风荷载和地震作用方向的不确定性,要求安装在巨型悬挂复合支撑体系主结构和子结构间的阻尼器具有能够消耗任意方向输入的风或地震能量的机能。因此提出了一种双向耗能型阻尼器,介绍了其结构形式和工作原理,利用非线性理论和ANSYS软件对弯曲、拉压变形和剪切变形模型进行分析,得出相关力学参数。通过分析可知,计算得到的力学参数可靠,并基于此参数模拟阻尼器的恢复力模型,同时对安装该阻尼器的巨型悬挂复合支撑体系进行地震响应弹塑性时程分析,讨论其减震性能。

关键词：结构设计阻尼器双向耗能型阻尼器参数化减震性能数值模拟