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钢-混凝土连续组合梁非张拉预应力技术的关键参数分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2011年第4期39卷 156-162页

作者：吴丽丽聂建国中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 清华大学土木工程系∥土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

通过对2-5跨非张拉预应力连续组合梁各受力阶段的分析,研究了配重大小、配重施加的合理范围以及负弯矩区后浇混凝土长度等非张拉预应力技术中一些关键参数的设计计算方法,并初步探讨了卸除配重后,在使用阶段非张拉预应力连续组合梁负弯... 详细信息

通过对2-5跨非张拉预应力连续组合梁各受力阶段的分析,研究了配重大小、配重施加的合理范围以及负弯矩区后浇混凝土长度等非张拉预应力技术中一些关键参数的设计计算方法,并初步探讨了卸除配重后,在使用阶段非张拉预应力连续组合梁负弯矩区裂缝宽度及梁跨中变形的计算方法,提出因实施非张拉预应力技术而引起的反向挠度,可通过将卸除配重的反向荷载转化为满跨均布＂等效＂荷载,然后计算该＂等效＂荷载作用下的挠度而得到.结果表明,采用这种＂等效＂荷载方法计算得到的挠度最大相对误差不超过15%,能满足实际工程的精度要求.

关键词：钢-混凝土连续组合梁非张拉预应力技术负弯矩区配重裂缝宽度变形

冲击荷载下钢化夹层玻璃薄板的动力学响应研究

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应用力学学报 2023年第4期40卷 883-892页

作者：郝贠洪胡臻郭鑫吴日根内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室呼和浩特010051 内蒙古自治区建筑检测鉴定与安全评估工程技术研究中心呼和浩特010051

针对工程材料中的钢化夹层玻璃受风沙冲击问题,利用重三角级数构造了冲击荷载作用下四边简支弹性矩形夹层薄板的挠度函数,依据积分变换方法求解挠度函数系数,并基于薄板小挠度弯曲理论得到四边简支条件下矩形钢化夹层玻璃薄板的应力与... 详细信息

针对工程材料中的钢化夹层玻璃受风沙冲击问题,利用重三角级数构造了冲击荷载作用下四边简支弹性矩形夹层薄板的挠度函数,依据积分变换方法求解挠度函数系数,并基于薄板小挠度弯曲理论得到四边简支条件下矩形钢化夹层玻璃薄板的应力与应变函数,利用Matlab编程对其分布规律计算,研究钢化夹层玻璃受冲击的动力学特性。结果表明:在不同冲击高度下,冲击力、位移响应均呈先增加后减小的趋势,且由于冲击惯性效应致使位移响应分为接触加载期、接触卸载期、脱离后期;应力波在玻璃内对称向四周传播且不断衰减致使位移场、应变场、应力场均呈对称分布,且冲击荷载对冲击点的影响最大;钢化夹层玻璃薄板冲击点区域下表面受拉而出现拉破坏,边界区域受压出现压破坏,而上表面的破坏情况则恰好相反。该研究结果为研究夹层玻璃受冲击破坏机理提供了重要依据。

关键词：夹层玻璃矩形薄板四边简支重三角级数挠度函数动力学特性

地铁车站矩形顶管壳-接头理论模型及纵向变形

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中国铁道科学 2024年第4期45卷 99-110页

作者：许有俊黄正东张朝李鹏飞康佳旺张旭单余含内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学矿山安全与地下工程院士专家工作站内蒙古包头014010 内蒙古自治区高校城市地下工程技术研究中心内蒙古包头0140104 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

针对矩形顶管隧道易受影响产生纵向变形、进而引发接头破坏的问题,提出一种矩形顶管隧道壳-接头理论模型,并以此研究隧道在不均匀沉降作用下的纵向变形。首先,通过室内模型试验,探究矩形顶管隧道接头力学特性;其次,建立壳-接头理论模型... 详细信息

针对矩形顶管隧道易受影响产生纵向变形、进而引发接头破坏的问题,提出一种矩形顶管隧道壳-接头理论模型,并以此研究隧道在不均匀沉降作用下的纵向变形。首先,通过室内模型试验,探究矩形顶管隧道接头力学特性;其次,建立壳-接头理论模型,给出接头力学元件的刚度矩阵及其计算方法;然后,建立数值模型,并与室内模型试验结果进行对比;最后,依托20环管节的矩形顶管隧道工程实例,研究不均匀沉降作用下的隧道纵向变形。结果表明:接头破坏表现为闭合间隙、钢套环受力和变形破坏3个阶段,接头的抗剪和抗弯均由钢套环承担;壳-接头理论模型的模拟计算结果与模型试验结果较吻合,验证了模型的实用性和准确性;矩形顶管隧道的纵向变形受地基刚度影响显著,砾砂、粉砂和黏土3种地层对应的隧道最大附加沉降分别为3.72,7.66和12.14 mm,随着地基刚度的减小,隧道接头受不均匀沉降的影响将会增大。

关键词：地铁车站矩形顶管壳-接头理论模型地基刚度隧道纵向变形

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抗拔不抗剪连接新技术及其应用

土木工程学报 2015年第4期48卷 7-14,58页

作者：聂建国陶慕轩聂鑫樊健生张振学汤洪雁朱力李一昕清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 天津城建设计院有限公司天津300073

负弯矩区混凝土板的抗裂难题一直以来制约着钢-混凝土组合结构体系的发展。该文针对这一难题,从组合结构的基本原理出发,提出抗拔不抗剪连接新技术,并研发相应的连接件构造形式,包括滑动式、T型和螺杆式。其中,螺杆式连接件构造简单、... 详细信息

负弯矩区混凝土板的抗裂难题一直以来制约着钢-混凝土组合结构体系的发展。该文针对这一难题,从组合结构的基本原理出发,提出抗拔不抗剪连接新技术,并研发相应的连接件构造形式,包括滑动式、T型和螺杆式。其中,螺杆式连接件构造简单、施工方便,建议在工程中优先采用。节段模型试验结果表明,抗拔不抗剪新型连接件在几乎不削弱负弯矩区组合梁整体刚度和极限承载力的同时,可显著提高负弯矩区混凝土板的抗裂性能。连接件性能试验还深入揭示了抗拔不抗剪连接件的滑移和抗拔机理。抗拔不抗剪连接新技术已成功应用于组合结构实际工程,解决其抗裂设计难题。抗拔不抗剪理念还可推广应用于提高桥梁上部结构的抗倾覆能力,为改善和加强结构整体牢固性提供新的思路。

关键词：组合结构体系抗裂负弯矩区抗拔不抗剪抗倾覆整体牢固性

钢-混凝土-ECC组合梁受弯性能试验研究与有限元分析

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建筑结构学报 2022年第S1期43卷 136-146页

作者：陈全胜侯圣均蒋晨晨汤维宇刘宇飞樊健生刘入瑞中电建路桥集团有限公司北京100089 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

为解决连续组合梁桥负弯矩区桥面板易于开裂的问题,提出了适用于连续组合梁桥负弯矩区的钢-混凝土-ECC组合桥面结构,将表面一定厚度的混凝土替换为混杂纤维ECC,提高连续组合梁桥负弯矩区耐久性。设计并完成了2根钢-混凝土-ECC组合梁和1... 详细信息

为解决连续组合梁桥负弯矩区桥面板易于开裂的问题,提出了适用于连续组合梁桥负弯矩区的钢-混凝土-ECC组合桥面结构,将表面一定厚度的混凝土替换为混杂纤维ECC,提高连续组合梁桥负弯矩区耐久性。设计并完成了2根钢-混凝土-ECC组合梁和1根钢-混凝土组合梁的静力单调加载试验。结果表明:在纵向配筋相同的情况下,ECC组合桥面结构的屈服荷载和极限荷载高于传统组合结构的,开裂荷载远高于传统组合结构的,且裂缝数量减少、宽度减小。基于试验数据,对GB 50017—2017《钢结构设计标准》中组合梁负弯矩受弯承载力计算方法进行了修正并验证,计算值与试验值吻合良好。利用ABAQUS软件建立了钢-混凝土-ECC组合桥面结构有限元模型,进行试验模拟和参数分析,研究发现ECC厚度增加对各项指标提升效率呈下降趋势;配筋率与各项指标成正比;在短期荷载作用下,2层配筋的组合梁开裂荷载与3层配筋的组合梁接近,但屈服荷载和极限荷载有明显提高。

关键词：钢-混凝土-ECC组合梁 ECC 负弯矩静力试验有限元分析受弯性能承载力

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超大承载力端板连接节点试验研究

土木工程学报 2017年第2期50卷 36-43页

作者：陈学森施刚王东洋赵俊林郁汉明魏东清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 上海中远川崎重工钢结构有限公司上海201908

在大跨或重载钢结构中,当梁柱之间需要采用螺栓连接时,如果普通构造的端板连接节点和大承载力端板连接节点不能满足承载力要求,则需要采用受拉区布置12颗或16颗螺栓的超大承载力端板连接节点。为研究该类型节点受力性能,进行4个超大承... 详细信息

在大跨或重载钢结构中,当梁柱之间需要采用螺栓连接时,如果普通构造的端板连接节点和大承载力端板连接节点不能满足承载力要求,则需要采用受拉区布置12颗或16颗螺栓的超大承载力端板连接节点。为研究该类型节点受力性能,进行4个超大承载力端板连接节点足尺试件的单调加载试验,得到各节点试件的弯矩-转角曲线,分析不同螺栓直径、端板厚度和螺栓布置形式下各节点的抗弯承载力、转动刚度和受拉区螺栓拉应变增量分布的特点。结果表明,在试验试件构造条件下超大承载力端板连接节点的弯曲失效模式为端板屈服后螺栓失效,端板厚度对节点承载力影响明显;各螺栓的拉应变增量分布不均匀,角部螺栓对节点抗弯承载力影响较小,建议在设计中移除或仅按抗剪螺栓考虑;建议节点域屈服承载力仍按照现行规范计算,该类节点的等效受拉螺栓数量取为7。

关键词：钢结构梁柱节点超大承载力端板连接试验研究

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工字形截面受弯钢梁负载下焊接加固试验研究

土木工程学报 2015年第1期48卷 1-10页

作者：王元清祝瑞祥戴国欣施刚清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 中国联合工程公司浙江杭州310000 重庆大学重庆400045

负载下焊接钢加固受弯钢梁的加固方法已在各类建筑结构的加固工程中得到广泛应用。为研究初始负载对焊接加固后钢梁的受力特性的影响,进行加固钢梁的受弯静力试验研究,试验包括3个不同初始负载下焊接加固的钢梁和1个作对比的未加固钢梁... 详细信息

负载下焊接钢加固受弯钢梁的加固方法已在各类建筑结构的加固工程中得到广泛应用。为研究初始负载对焊接加固后钢梁的受力特性的影响,进行加固钢梁的受弯静力试验研究,试验包括3个不同初始负载下焊接加固的钢梁和1个作对比的未加固钢梁,材料类型均为普通碳素钢Q345B级钢。被加固钢梁为工字形双轴对称截面,加固方式为上下翼缘外侧对称贴焊钢板全长加固。钢梁端部约束采用夹支。基于试验结果,研究负载下加固前后钢梁的截面应变应力分布变化,失稳破坏形式和稳定承载力,并对试验结果和规范计算结果进行对比。结果表明:试件焊接加固冷却后,腹板受拉区拉应变和受压区压应变都增大,钢梁跨中挠度增大。加固后钢梁的稳定承载力是受初始负载大小和最终破坏模式影响的,加固后发生整体失稳的试件,初始负载对其稳定承载能力会产生不利的影响。研究为后续的数值参数分析提供重要基础数据,为优化现有设计方法提供参考依据。

关键词：负载工字形截面受弯钢梁焊接加固静力试验

典型生态脆弱区水库周边大气降尘重金属风险评价及APCS-MLR模型溯源

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环境科学 2023年第10期44卷 5344-5355页

作者：石震宇卢俊平刘廷玺张晓晶贾永芹王怡刘莹慧内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室呼和浩特010018

为评估生态脆弱区大气中重金属的健康风险状况及污染来源,以锡林郭勒盟大河口水库周边为研究区,2021~2022年对布设的12个大气降尘监测点进行为期1a的采集工作,共收集到样品144份,测定Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、Mn、As和Cd共8种重金属的含量,... 详细信息

为评估生态脆弱区大气中重金属的健康风险状况及污染来源,以锡林郭勒盟大河口水库周边为研究区,2021~2022年对布设的12个大气降尘监测点进行为期1a的采集工作,共收集到样品144份,测定Cr、Ni、Pb、Cu、Zn、Mn、As和Cd共8种重金属的含量,运用潜在生态指数(E_(r)^(i))和健康风险评价模型评估大气中重金属对生态安全和人体健康的风险水平,利用富集因子分析法,主成分分析法及绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)受体模型定性与定量地解析研究区大气重金属污染来源.结果表明:①研究区全年大气降尘重金属综合潜在生态风险均值属于强生态风险,各重金属元素中仅Cd元素处于极高风险程度,其余均为轻微风险.②健康风险评价结果表明,手口途径和皮肤接触途径摄入是引起非致癌风险和致癌风险的主要暴露途径,儿童在个别月份存在非致癌风险与可接受的致癌风险,其中As元素是非致癌风险与致癌风险的主要贡献来源.③通过富集因子分析、主成分分析和APCS-MLR受体模型计算表明:风沙扬尘源占比最大,为37.82%,煤炭燃烧与交通源对Cu、Cd、Pb和Zn的贡献率分别为:73.01%、40.22%、70.31%和32.82%;采矿活动对As贡献率为42.59%;工业源对Cd元素的贡献率为22.01%;人类其他活动源对Cd、As、Pb和Zn的贡献分别为:21.12%、34.40%、23.04%和32.15%.

关键词：大气降尘重金属风险评估来源解析 APCS-MLR受体模型

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平朔矿区不同水体水化学特征及氟分布成因

环境科学 2022年第12期43卷 5547-5559页

作者：孙龙刘廷玺段利民张文瑞郑国峰内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室呼和浩特010018

为了探明采煤驱动下平朔矿区所在流域内不同水体水化学特征及氟分布成因,综合运用水化学图解、主成分分析和地球化学模拟等方法,对2020~2021年采集的468组地表水、地下水和矿井水样品进行分析.结果表明,地表水、地下水和矿井水均呈近中... 详细信息

为了探明采煤驱动下平朔矿区所在流域内不同水体水化学特征及氟分布成因,综合运用水化学图解、主成分分析和地球化学模拟等方法,对2020~2021年采集的468组地表水、地下水和矿井水样品进行分析.结果表明,地表水、地下水和矿井水均呈近中性至弱碱性;地表水和矿井水中优势阴离子为SO_(4)^(2-),地下水中优势阴离子为HCO_(3)-,Ca^(2+)是所有水体中的优势阳离子.地表水和矿井水水化学类型以SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg为主.地下水水化学类型主要为HCO_(3)-Ca·Mg,采煤区的浅层或深层地下水存在HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型.水体水化学主要受碳酸盐岩风化溶解、采煤活动以及含氟矿物的风化溶解影响,采煤和工农业等人类活动加速了不同水体间水化学转换,尤其是浅层地下水.水体ρ(F-)介于0.10~1.76 mg·L^(-1),其中,42%浅层地下水F-浓度高于国家饮用水安全限值;时空分布上,西北至东南地下水中F-浓度平均值呈增加趋势,3月和8月F-浓度偏高.高氟浅层地下水化学呈现偏碱性和高Na^(+)特征.F-富集主要受采煤活动和含氟矿物风化溶解影响,水体中方解石饱和加速了含氟矿物的风化溶解.

关键词：地下水地表水矿井水水化学特征氟离子