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双圆钢管混凝土复合构件抗弯性能试验研究与分析

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建筑科学 2024年第5期40卷 115-125页

作者：王硕中铁建设集团有限公司北京100040

为研究双钢管混凝土复合构件的截面抗弯性能,开展了双圆钢管混凝复合(CFDST)构件在弯曲荷载作用下的试验和数值分析研究。首先进行7个双圆钢管混凝复合柱的受弯试验研究(包括5个CFDST试件以及1个常规CFST试件和1个DCFST试件),主要考虑... 详细信息

为研究双钢管混凝土复合构件的截面抗弯性能,开展了双圆钢管混凝复合(CFDST)构件在弯曲荷载作用下的试验和数值分析研究。首先进行7个双圆钢管混凝复合柱的受弯试验研究(包括5个CFDST试件以及1个常规CFST试件和1个DCFST试件),主要考虑了混凝土抗压强度、钢管厚度和直径比对其抗弯性能的影响,分析了CFDST受弯失效模式、弯矩-曲率曲线、CFDST的挠度曲线以及截面纵向应变的分布。其次针对CFDST构件开展了非线性数值模拟分析,基于试验极限强度和失效模式验证后,进一步进行了主要参数的影响规律分析。研究结果表明:在弯曲荷载下CFDST构件表现出更好的延性行为,外管的面积对构件的抗弯承载力影响最大,混凝土的强度影响最小;在弯曲荷载作用下,相对于传统的钢管混凝土构件,CFDST构件的极限强度和延性有显著的提高,但与DCFST构件相比,CFDST构件的极限强度和延性的提高很小。

关键词：双钢管复合柱抗弯性能试验研究

轧制温度对新型Fe-Mn-Al-C系低密度钢腐蚀行为的影响

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中国冶金 2024年第1期34卷 53-60页

作者：王飞中铁建设集团有限公司北京100041

为探究不同轧制温度对低密度钢在海洋环境下腐蚀性能的影响,以自主设计的Fe-30Mn-10Al-1.57C-0.3Si-0.6Ti低密度钢为研究对象,将其在不同温度下进行热轧处理,并设置对比材料40Cr,利用全浸失重试验、电化学试验、SEM以及XPS等测试方法对... 详细信息

为探究不同轧制温度对低密度钢在海洋环境下腐蚀性能的影响,以自主设计的Fe-30Mn-10Al-1.57C-0.3Si-0.6Ti低密度钢为研究对象,将其在不同温度下进行热轧处理,并设置对比材料40Cr,利用全浸失重试验、电化学试验、SEM以及XPS等测试方法对该低密度钢耐蚀性能进行研究。结果表明,随着轧制温度上升,低密度钢的失重量下降,腐蚀电位由-0.691 V升高至-0.392 V,自腐蚀电流密度由10-5.533 A/cm^(2)降低至10-6.780 A/cm^(2),表明其耐蚀性随轧制温度升高而提高。这主要是由于低密度钢中Cr和Al的存在,导致样品表面形成一层氧化膜,阻止了腐蚀介质对材料基体的腐蚀。此外,经热轧制变形处理后的低密度钢样品由于铁素体含量减少而导致电偶反应减弱。上述结果丰富了Fe-Mn-Al-C系低密度钢的相关研究,为其在工业上的应用提供了理论基础。

关键词：低密度钢耐腐蚀性能显微组织腐蚀产物塔菲尔曲线

冻融循环作用下单裂隙红砂岩损伤及压剪断裂研究

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矿业研究与开发 2024年第5期44卷 157-165页

作者：李庆中铁建设集团有限公司北京100040

针对西部寒区工程中冻融循环对裂隙岩石的作用,采用TDS-300型冻融试验机,对单裂隙红砂岩开展冻融循环试验,裂隙倾角分别为0°、45°和90°,循环次数设为0,20,40,60次。利用伺服万能试验机对冻融损伤后的红砂岩进行单轴压缩试验,并借助... 详细信息

针对西部寒区工程中冻融循环对裂隙岩石的作用,采用TDS-300型冻融试验机,对单裂隙红砂岩开展冻融循环试验,裂隙倾角分别为0°、45°和90°,循环次数设为0,20,40,60次。利用伺服万能试验机对冻融损伤后的红砂岩进行单轴压缩试验,并借助核磁共振技术(NMR)检测红砂岩冻融损伤特征。试验结果表明:随着冻融循环次数增加,红砂岩的弹性模量、质量、峰值强度以及孔隙度损伤变量呈现不同程度的增大。通过核磁共振技术,发现T2谱图面积随着冻融循环次数的升高而增大,同时小孔发育缓慢,中孔前期较后期发育迅速,而大孔数量增加最多。此外,冻融循环次数越大,NMR图中白色斑点由边缘越向中心扩散,损伤面积逐渐增大,向内部深入。基于断裂力学,建立冻融-荷载耦合作用下单裂隙红砂岩压剪断裂判据,明确压剪系数与冻融循环次数、裂隙倾角的关系式。该研究可为探索寒区工程裂隙岩体力学行为以及机制提供一定的防灾减灾理论支持。

关键词：冻融损伤冻融循环单裂隙红砂岩 NMR 压剪断裂

大跨钢结构基于精确合龙的提升优化方法与分析

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建筑科学 2024年第3期40卷 32-39,126页

作者：邓开慧中铁建设集团有限公司北京100049

大跨度钢结构的分段提升施工需要通过合龙才能进行后续整体提升,确定合理的提升方法是确保精确合龙的前提。针对大跨钢结构分段累积提升施工技术,首先分析合龙施工过程结构的受力和变形特征并结合结构变形预调值,提出了基于变形预调值... 详细信息

大跨度钢结构的分段提升施工需要通过合龙才能进行后续整体提升,确定合理的提升方法是确保精确合龙的前提。针对大跨钢结构分段累积提升施工技术,首先分析合龙施工过程结构的受力和变形特征并结合结构变形预调值,提出了基于变形预调值和精确合龙的大跨钢结构分段提升优化方法和相应的数值模拟方法;其次通过曲线梁的算例进行了基于变形预调值和精确合龙的分段提升优化方法的验证与分析;最后通过朝阳站大跨鱼腹式钢结构进行了工程应用分析。结果表明基于变形预调值和精确合龙的分段提升优化方法的合理性和准确性,可以用于类似结构的施工过程模拟与分析。

关键词：大跨钢结构精确合龙提升优化变形预调值数值模拟

附加阻尼网的斜底式TLD减震控制理论与试验研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 72-85页

作者：孙澔鼎何浩祥程扬曹青北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点试验室北京100124 中铁建设集团有限公司北京100040

为解决传统调谐液体阻尼器(tuned liquid damper,TLD)中有效阻尼偏小、用水量偏大等问题,提出一种附加阻尼网的斜底式水箱调谐液体阻尼器(damping net and sloped-bottom tuned liquid damper,DNS-TLD),将水箱底面倾斜的TLD与阻尼网有... 详细信息

为解决传统调谐液体阻尼器(tuned liquid damper,TLD)中有效阻尼偏小、用水量偏大等问题,提出一种附加阻尼网的斜底式水箱调谐液体阻尼器(damping net and sloped-bottom tuned liquid damper,DNS-TLD),将水箱底面倾斜的TLD与阻尼网有机结合,强化水箱内液体晃动,可提供更大附加阻尼比并降低用水量。建立了附加DNS-TLD结构的力学模型,阐述其减震机制,提出了一种简便估算DNS-TLD总等效阻尼比的方法。通过单层钢框架振动台试验,对比分析了附加DNS-TLD及其他不同类型TLD的减震性能。将试验结果与数值模拟结果进行比较,进一步验证减震规律以及各类TLD总等效阻尼比估算方法的准确性。在此基础上,对附加DNS-TLD的10层钢筋混凝土框架结构进行地震作用下的动力时程分析,验证DNS-TLD对实际结构减震控制的有效性。振动台试验与数值模拟结果均表明,DNS-TLD有效结合了斜底式水箱TLD与阻尼网的优点,表现出更优的阻尼性能,相比于其他类型的TLD,其减震效率更高,鲁棒性和工程适用性更强。

关键词：调谐液体阻尼器斜底式水箱阻尼网调谐减震附加阻尼比

基于整体提升施工技术的高层连体结构塔楼复位研究

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建筑钢结构进展 2024年第8期26卷 96-103页

作者：叶冬晨宗荣贾尚瑞刘传林邢遵胜杨飞浙江精工钢结构集团有限公司浙江绍兴312030 中铁建设集团有限公司北京100040

连体结构建造技术中,整体提升是一种经济、高效的施工方法,其在工程中应用广泛。然而实际提升施工中,连体与塔楼对接精度低,其中一个关键原因是提升荷载会使塔楼产生显著的水平变形。就此类问题,提出采用塔楼复位的方法解决,并详细介绍... 详细信息

连体结构建造技术中,整体提升是一种经济、高效的施工方法,其在工程中应用广泛。然而实际提升施工中,连体与塔楼对接精度低,其中一个关键原因是提升荷载会使塔楼产生显著的水平变形。就此类问题,提出采用塔楼复位的方法解决,并详细介绍了塔楼复位的实施方案与设计优化分析方法。塔楼复位方法的核心思想为通过对塔楼施加水平荷载,消除塔楼附加水平变形从而使其回复至接近设计状态。此后,以杭州云门钢结构项目为例,结合结构形式与施工方案提出两种塔楼复位方案,完整分析塔楼复位的可行性、有效性并给出复位方案的优化方法。最后给出了实际实施后的塔楼复位效果。

关键词：连体结构整体提升塔楼复位杭州云门

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钢筋混凝土梁柱边节点滞回性能数值模拟

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 37-47页

作者：赵卫平李雪菡龙彬纪强溪郭新锁郭飞中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中铁十六局集团路桥工程有限公司北京101500 北京市政建设集团有限责任公司北京100048

为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏... 详细信息

为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏结退化机制,根据损伤理论提出往复荷载作用下黏结滑移本构关系预测模型。有限元计算得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、应力云图与试验结果的对比表明:混合强化本构能更好地描述往复荷载作用下钢筋的滞回响应,组合弹簧单元成功地反演了往复荷载作用下钢筋与混凝土的黏结退化特征,往复荷载作用下节点梁中塑性铰的发育导致梁塑性伸长,将对边节点柱造成不利影响,梁柱边节点数值模拟结果与试验结果吻合良好,为准确模拟梁柱边节点的滞回性能提供了理论基础和技术平台。

关键词：梁柱节点有限元滞回性能黏结滑移组合弹簧单元

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基于基坑支护工程的区段复式配筋预应力管桩抗弯试验及数值模拟

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 406-414页

作者：刘永超刘岩李兵兵张国平胡智鑫刘建志天津城建大学天津300384 天津大学建筑工程学院天津300072 中铁建设集团有限公司北京100040 天津建城基业集团有限公司天津300301

复式配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土... 详细信息

复式配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土管桩(PR-PHC管桩)进行足尺抗弯试验及有限元分析,研究区段配筋的可行性和PR-PHC管桩的抗弯性能。研究表明,单支撑排桩、倾斜桩及悬臂桩的桩身弯矩区间分布具有规律性。PR-PHC管桩区段配置的非预应力筋,可以提高其抗弯极限承载力及其抗弯刚度,并有效改善桩身裂缝的展开情况,构建的数值模型可以较好地反映试验的实际情况。并对PR-PHC管桩在实际应用中可能遇到的不利工况做了影响分析。研究结果表明可以在基坑工程中使用PR-PHC管桩替代PRC管桩,减少钢筋使用量,促进碳减排。

关键词：有限元模拟预应力混凝土抗弯试验区段配筋基坑支护

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基于足尺APT的沥青路面结构动力响应特征研究

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公路 2024年第4期69卷 49-55页

作者：李世仲中铁建设集团基础设施建设有限公司北京市100040

采用重载车辆模拟器(HVS)对沥青路面结构进行常温条件下的加速路面试验(APT),研究不同沥青层厚度和轴重下路面结构的动力响应和长期使用性能,探讨沥青路面结构的车辙横断面轮廓曲线特征、车辙深度、分层沉降发展趋势,并分析各结构层测... 详细信息

采用重载车辆模拟器(HVS)对沥青路面结构进行常温条件下的加速路面试验(APT),研究不同沥青层厚度和轴重下路面结构的动力响应和长期使用性能,探讨沥青路面结构的车辙横断面轮廓曲线特征、车辙深度、分层沉降发展趋势,并分析各结构层测点的最大动应力、回弹应变和累积塑性应变特征,揭示车辆轮载和加载次数对沥青路面结构动力性能的影响规律。研究结果表明:车辆双轮轮迹处车辙横断面分布呈现W形状,最大车辙深度呈现先迅速发展而后近似线性增长最后陡增的趋势,可分为压密变形、蠕变增长和剪切变形3个阶段;沥青层厚度增大到2倍后,沥青层底部纵横向应变,以及各结构层测点的最大动应力和回弹应变均显著降低,分层沉降减少1~1.5倍;沥青层下部各结构层分层沉降近似线性增长,并在重载阶段发生陡增,各测点的最大动应力、回弹应变和累积塑性应变均呈现台阶式增长趋势;车辆轴重和沥青层厚度是影响沥青路面结构变形和动应力的关键因素。

关键词：沥青路面加速路面试验(APT) 足尺试验重载车辆模拟器(HVS) 动力响应