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Geiger型索穹顶结构模型抗连续倒塌试验研究

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建筑结构学报 2021年第S01期42卷 213-219页

作者：张微敬何静北京工业大学建筑工程学院北京100124

索穹顶结构冗余度低,关键构件的破坏可能会引起结构连续倒塌。为了解索穹顶结构的抗倒塌性能,并找出影响该结构体系抗连续倒塌性能的关键构件,采用拆除构件法对跨度6 m的Geiger型索穹顶结构模型进行了抗连续倒塌试验研究。结果表明:单... 详细信息

索穹顶结构冗余度低,关键构件的破坏可能会引起结构连续倒塌。为了解索穹顶结构的抗倒塌性能,并找出影响该结构体系抗连续倒塌性能的关键构件,采用拆除构件法对跨度6 m的Geiger型索穹顶结构模型进行了抗连续倒塌试验研究。结果表明:单根构件破断后,除个别构件外,其他大多数构件的内力均减小;不同工况下,产生最大竖向位移的节点随破断构件的位置不同而不同,单根构件破断引起的结构最大竖向位移为跨度的1/14;影响索穹顶结构抗连续倒塌性能的关键构件是环索及外斜索;对于同类型构件,构件失效位置对结构抗倒塌性能的影响由内向外依次增大;保证外圈环索不失效是索穹顶结构抗倒塌的关键。

关键词：索穹顶模型试验抗连续倒塌拆除构件法关键构件

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改性磁性壳聚糖去除水中双氯芬酸

哈尔滨工业大学学报 2021年第5期53卷 24-32页

作者：赵丽媛刘元坤北京工业大学建筑工程学院北京100124

为改善壳聚糖的吸附能力,探究壳聚糖吸附水中双氯芬酸的作用机理,采用原位共沉淀法制备磁性壳聚糖小球,并利用乙二胺对其进行改性.分别研究戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺等交联剂的投加量不同时,改性磁性壳聚糖对水中双氯芬酸吸附能力的差... 详细信息

为改善壳聚糖的吸附能力,探究壳聚糖吸附水中双氯芬酸的作用机理,采用原位共沉淀法制备磁性壳聚糖小球,并利用乙二胺对其进行改性.分别研究戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺等交联剂的投加量不同时,改性磁性壳聚糖对水中双氯芬酸吸附能力的差异.当戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺的投加量分别为4,12和6 mL时,制备的吸附剂(EMMCS-G)吸附效果最佳.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等对EMMCS-G表征分析,讨论反应时间、温度、pH、吸附剂投加量以及再生次数等因素对EMMCS-G吸附双氯芬酸的影响.结果表明,壳聚糖已成功包覆Fe_(3)O_(4)颗粒,且改性后的磁性壳聚糖氨基数量明显增多,具有良好的磁学性能和重复利用性.反应最适pH为6.5.当双氯芬酸初始质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为100 mg时,反应12 h后,去除率达到76%以上.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,结合热力学分析及溶液酸碱度实验表明该吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的自发吸热反应.

关键词：磁性壳聚糖化学改性双氯芬酸吸附脱附

基于综合管廊功能极限状态的接口转角限值研究

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工程力学 2021年第11期38卷 33-42,65页

作者：钟紫蓝王晓静杜修力胡正一李立云北京工业大学建筑工程学院北京100124

针对地下综合管廊受邻近工程施工扰动时的功能完整性问题,基于管廊接口附近节段发生刚体转动假定,针对典型综合管廊接口止水失效模式建立了管廊接口转角与细部尺寸的几何关系式,初步探究不同横截面尺寸管廊在正常使用极限状态下接口止... 详细信息

针对地下综合管廊受邻近工程施工扰动时的功能完整性问题,基于管廊接口附近节段发生刚体转动假定,针对典型综合管廊接口止水失效模式建立了管廊接口转角与细部尺寸的几何关系式,初步探究不同横截面尺寸管廊在正常使用极限状态下接口止水失效所对应的管廊接口转角限值。以廊内管线极限拉伸和压缩应变量为依据,给出管廊内不同直径的管线达到承载能力极限状态时所对应的管廊转角限值。分析结果表明:管廊接口止水失效对应的转角限值与接口密封形式及管廊横截面几何尺寸有关;廊内管线破坏时的管廊接口转角限值主要受管廊横截面宽度和管线直径影响;当管廊横截面宽度小于10 m、廊内管线直径小于公称直径DN500时,管廊接口止水失效对管廊功能完整性能起控制作用;当管廊截面宽度大于10 m且内部管线直径大于DN500管径,廊内管线破坏先于管廊接口止水失效。综合考虑管廊接口止水失效和廊内管线破坏两种失效模式所给出的管廊接口转角限值,可为管廊接口防水及结构安全设计提供参考。

关键词：综合管廊转角限值接口止水失效管线破坏结构安全性

装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙共同工作性能试验研究

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建筑结构学报 2019年第8期40卷 12-22页

作者：曹万林刘子斌刘岩张宗敏王如伟北京工业大学建筑工程学院

提出了一种装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙抗震节能结构。为研究轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作性能,进行了3榀足尺装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙试件与1榀足尺装配式轻型钢管混凝土纯框架的低周反复荷载试验。复合墙分为无... 详细信息

提出了一种装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙抗震节能结构。为研究轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作性能,进行了3榀足尺装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙试件与1榀足尺装配式轻型钢管混凝土纯框架的低周反复荷载试验。复合墙分为无洞口墙,带窗洞口墙和带门洞口墙。对比研究了结构的承载力、刚度、延性、滞回特性和耗能,分析了轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作机理,提出了结构水平承载力的实用计算方法。结果表明:在合理装配连接条件下,装配式轻型钢管混凝土框架与复合墙共同工作性能良好;装配式轻型钢管混凝土框架-复合墙结构比纯框架结构水平承载力高,耗能能力强,刚度退化快,变形能力好;复合墙洞口面积及洞口类型对结构性能有显著影响,门窗洞口降低了结构水平承载力和初始弹性刚度,而对结构的累积耗能影响不明显;提出的实用计算方法能够较好地计算结构的承载力。

关键词：装配式轻型钢管混凝土框架复合墙抗震节能结构洞口低周反复荷载试验共同工作水平承载力

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异形多腔钢管混凝土柱往复轴压性能试验

哈尔滨工业大学学报 2019年第12期51卷 94-103页

作者：殷飞薛素铎曹万林董宏英武海鹏北京工业大学建筑工程学院

为研究内置钢筋笼及内置圆钢管对异形多腔钢管混凝土柱在往复轴压作用下受力性能的影响,进行了3个以Z15大厦为原型的大尺寸异形多腔钢管混凝土柱试件的往复轴压试验,分析了各试件的损伤演化、加卸载全曲线、骨架曲线、承载能力、变形能... 详细信息

为研究内置钢筋笼及内置圆钢管对异形多腔钢管混凝土柱在往复轴压作用下受力性能的影响,进行了3个以Z15大厦为原型的大尺寸异形多腔钢管混凝土柱试件的往复轴压试验,分析了各试件的损伤演化、加卸载全曲线、骨架曲线、承载能力、变形能力、刚度及刚度退化、累积耗能及应变,并采用多国规范对3个试件进行了轴压承载力计算.结果表明:内置钢筋笼能够有效提高试件初始刚度及承载能力;内置圆钢管能够进一步提高试件初始刚度和承载力,且能够显著提高试件的延性、累积耗能能力及后期工作性能;采用各国规范计算得到的承载力结果,因均未考虑横隔板的作用及内外钢板不同的屈服机理,均显著小于试验值。因此需要进一步研究适用于多腔钢管混凝土柱的承载力计算方法,同时,建议实际工程中内置圆钢管来提高异形多腔钢管混凝土柱性能.

关键词：钢管混凝土柱异形截面往复轴压荷载不同构造规范验证

考虑纵坡影响的曲线梁桥地震碰撞响应试验研究

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振动与冲击 2019年第13期38卷 135-141,163页

作者：李娜娜许维炳陈彦江闫维明苏鹏北京工业大学建筑工程学院

地震作用下,碰撞会显著影响桥梁的地震响应规律。现阶段碰撞效应对桥梁地震响应影响规律尚不明晰,碰撞效应参数影响分析尚不全面,特别是考虑纵坡影响的桥梁碰撞响应分析尚处空白。以某小半径带坡曲线桥为对象,设计并制作其1/10缩尺模型... 详细信息

地震作用下,碰撞会显著影响桥梁的地震响应规律。现阶段碰撞效应对桥梁地震响应影响规律尚不明晰,碰撞效应参数影响分析尚不全面,特别是考虑纵坡影响的桥梁碰撞响应分析尚处空白。以某小半径带坡曲线桥为对象,设计并制作其1/10缩尺模型,设计了可调式碰撞测试装置,通过调整碰撞间隙大小,分别对发生碰撞前后的模型桥进行了振动台试验,重点探究了碰撞对有纵坡曲线梁桥主梁、桥墩地震响应的影响。结果表明:碰撞会导致曲线桥主梁的旋转效应增大,并引发梁端较大的水平加速度响应脉冲;纵坡会造成低墩处的碰撞力大于高墩处的碰撞力,并引起主梁显著的竖向动力响应;此外,碰撞会放大桥墩墩顶位移响应,增加曲线桥桥墩在地震中的破坏风险。

关键词：曲线桥纵坡振动台试验碰撞效应动力响应

拱形气肋结构干、湿模态分析及附加质量简化公式研究

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建筑结构 2022年第1期52卷 49-55页

作者：李居庆何艳丽北京工业大学建筑工程学院北京100124

为研究拱形气肋结构的模态特征和外部流场附加质量,基于流固耦合势流理论,建立薄膜充气管流固耦合模态有限元模型,以充气管和内充气体共同作用理论模型对薄膜充气管进行干模态分析,并考虑外部空气三者共同作用理论模型对薄膜充气管进行... 详细信息

为研究拱形气肋结构的模态特征和外部流场附加质量,基于流固耦合势流理论,建立薄膜充气管流固耦合模态有限元模型,以充气管和内充气体共同作用理论模型对薄膜充气管进行干模态分析,并考虑外部空气三者共同作用理论模型对薄膜充气管进行湿模态分析,根据ETFE充气管试验结果对有限元模拟方法进行验证。对拱形气肋结构进行干模态、湿模态参数分析,考虑拱形气肋结构的跨度、直径、充气内压、矢跨比对模态的影响。结果表明:随着气肋跨度和矢跨比的增加,模态频率随之减小;随着气肋直径和充气内压的增加,模态频率随之增加。在模态分析的基础上,进一步分析得到拱形气肋结构前五阶模态附加质量,并提出前五阶模态附加质量的简化公式。

关键词：拱形气肋结构势流体湿模态流固耦合附加质量简化公式

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抗拔型三维隔震支座力学性能研究

建筑结构 2022年第5期52卷 81-87页

作者：薛素铎常海林李雄彦梁栓柱北京工业大学建筑工程学院北京100124

为解决传统隔震支座竖向抗拔能力较差,且不能对建筑结构进行竖向隔震等问题,提出一种具有较优抗拔能力的三维隔震支座,并研究了该支座水平及竖向自由度的力学性能。首先将具有竖向隔震能力的碟簧组装置与高阻尼橡胶隔震支座串联结合,然... 详细信息

为解决传统隔震支座竖向抗拔能力较差,且不能对建筑结构进行竖向隔震等问题,提出一种具有较优抗拔能力的三维隔震支座,并研究了该支座水平及竖向自由度的力学性能。首先将具有竖向隔震能力的碟簧组装置与高阻尼橡胶隔震支座串联结合,然后在支座外部设计抗拔装置,共同组成抗拔型三维隔震支座。而后建立了三维隔震支座实用分析模型,并对其水平和竖向力学性能进行计算,通过与试验结果进行对比,以验证模型的有效性;之后对三维隔震支座转动自由度及承受上拔力时的力学性能进行了数值分析。研究结果表明:三维隔震支座实用模型能有效模拟三个平动自由度的力学性能。当支座处于隔震状态时,抗拔装置还起到传导高阻尼橡胶隔震支座提供的水平力作用。得到了转动自由度的刚度曲线及弯矩-转角曲线,其中弯矩-转角曲线近似为双线性模型;支座抗拔能力较强,在抗拔装置发挥作用之前,荷载-位移曲线会出现零刚度段;得到了抗拔装置发挥作用时的三维隔震支座的荷载-位移曲线,为隔震结构出现上拔力时的动力计算提供条件。

关键词：抗拔型三维隔震支座抗拔能力碟形弹簧高阻尼橡胶隔震支座数值模拟力学性能

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异形截面多腔钢管混凝土巨型柱偏压性能

哈尔滨工业大学学报 2020年第6期52卷 149-159页

作者：曹万林王如伟殷飞王智慧董宏英北京工业大学建筑工程学院北京100124

以北京中国尊大厦和天津117大厦巨型柱为原型,进行了4个大尺寸的多腔钢管混凝土巨型柱模型单向重复荷载偏压性能试验,包括1个中国尊八边十三腔巨型柱模型、1个中国尊八边十三腔巨型柱角部腔内设置圆钢管模型、2个天津117大厦六边六腔巨... 详细信息

以北京中国尊大厦和天津117大厦巨型柱为原型,进行了4个大尺寸的多腔钢管混凝土巨型柱模型单向重复荷载偏压性能试验,包括1个中国尊八边十三腔巨型柱模型、1个中国尊八边十三腔巨型柱角部腔内设置圆钢管模型、2个天津117大厦六边六腔巨型柱模型,中国尊巨型柱模型缩尺比例为1/13,天津117大厦巨型柱模型缩尺比例为1/12.分析了不同截面形状及构造试件的损伤演化、承载力、变形恢复能力、刚度及其退化,进行了理论计算分析.研究表明:偏压荷载下各试件均具有良好的力学性能;八边十三腔巨型柱角部腔内设置圆钢管,可有效减缓试件损伤发展,明显提高试件承载力和变形能力;六边六腔巨型柱试件偏心距较小时承载力较高,偏心距较大时试件复位能力相对好.采用多国规范及纤维模型法计算了各试件N-M相关曲线和荷载-变形曲线,计算结果与试验结果相比偏于安全;考虑多腔钢管特点,在GB 50936中N-M相关曲线计算方法及韩林海钢管混凝土本构关系基础上,提出了多腔钢管混凝土统一抗压强度fsc计算的简化修正方法与公式,计算所得试件的N-M相关曲线和承载力均与实测符合较好,可供多腔钢管混凝土柱偏压计算参考.

关键词：异形截面多腔钢管混凝土巨型柱偏压试验理论分析