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自攻螺钉在胶合木中的拉拔破坏模型

工程力学 2022年第6期39卷 212-225页

作者：方李靖屈文俊张盛东同济大学建筑工程系上海200092

随着木结构领域内力学紧固件的发展,具有足够长度和优化螺纹的自攻螺钉或螺纹杆为实现具有高强力学性能的木连接提供了一种新的技术方案。自攻螺钉在木材中的拉拔性能是影响螺钉连接力学性能的重要因素,为了充分利用自攻螺钉的轴向受力... 详细信息

随着木结构领域内力学紧固件的发展,具有足够长度和优化螺纹的自攻螺钉或螺纹杆为实现具有高强力学性能的木连接提供了一种新的技术方案。自攻螺钉在木材中的拉拔性能是影响螺钉连接力学性能的重要因素,为了充分利用自攻螺钉的轴向受力优势,应当避免埋置在木材中的自攻螺钉发生拔出破坏。不同于现有基于经典Volkersen理论的计算方法,该文提出一种适用于轴向受力螺纹紧固件的力学模型,首次在模型中引入一种包含螺纹的“装配单元”,用于研究自攻螺钉在胶合木中的拔出破坏机制,解决自攻螺钉的锚固长度计算问题。模型根据拔出破坏的典型现象重新定义了拔出破坏面,考虑了螺纹对木材破坏区域的影响,并在模型简化、公式推导和算法设计上体现出木材的局部受力状态和拔出破坏面上的剪应力、剪力不连续传递现象。理论计算与试验结果有较好的一致性,计算结果还表明,在发生拉断破坏以前,自攻螺钉和螺纹杆的拔出破坏荷载与埋置长度基本呈线性关系。

关键词：胶合木结构自攻螺钉轴向受力螺纹紧固件拔出破坏锚固长度力学模型

螺栓连接叠合梁-预制剪力墙节点抗震性能试验

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哈尔滨工程大学学报 2021年第4期42卷 447-455页

作者：夏康胡翔薛伟辰同济大学建筑工程系

为了提高全预制混凝土框架-剪力墙结构中叠合梁与预制剪力墙连接的施工效率,本文提出了一种螺栓连接叠合梁-预制剪力墙平面内节点方法。该节点的预制剪力墙竖向通过单排套筒灌浆连接,且预制剪力墙与叠合梁通过螺栓连接。通过开展轴压比0... 详细信息

为了提高全预制混凝土框架-剪力墙结构中叠合梁与预制剪力墙连接的施工效率,本文提出了一种螺栓连接叠合梁-预制剪力墙平面内节点方法。该节点的预制剪力墙竖向通过单排套筒灌浆连接,且预制剪力墙与叠合梁通过螺栓连接。通过开展轴压比0.2/0.5下2个螺栓连接叠合梁-预制剪力墙平面内节点和2个现浇对比节点的低周反复荷载试验,对其抗震性能进行了研究。研究结果表明:4个节点最终的破坏形态均为梁端受弯破坏,节点核心区箍筋在试验过程中始终处于弹性状态;4个节点的滞回曲线均较饱满;预制节点与现浇节点的承载力相差-11.6%～25.7%;由于预制梁端灌浆料较早剥落,预制节点延性为3.0、1.9,比现浇节点低25.0%～48.6%;预制节点的刚度退化规律与现浇节点基本一致;相对侧移角不超过1.5%时,预制节点耗能与现浇节点相当。基于试验结果提出了四折线恢复力模型。螺栓连接叠合梁-预制剪力墙平面内节点具有良好的抗震性能。

关键词：叠合梁-预制剪力墙平面内节点螺栓连接低周反复荷载试验承载力延性刚度退化恢复力模型耗能

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摇摆结构刚体模型研究综述

工程力学 2019年第9期36卷 12-24页

作者：赵子翔苏小卒同济大学建筑工程系

合理的理论模型对于结构分析至关重要,摇摆结构理论研究中应用最为广泛的模型是摇摆刚体模型。该文对摇摆结构刚体模型进行了较为系统考察与总结,对摇摆刚体模型的研究起源与研究现状进行了介绍,针对经典摇摆刚体模型、其他典型摇摆刚... 详细信息

合理的理论模型对于结构分析至关重要,摇摆结构理论研究中应用最为广泛的模型是摇摆刚体模型。该文对摇摆结构刚体模型进行了较为系统考察与总结,对摇摆刚体模型的研究起源与研究现状进行了介绍,针对经典摇摆刚体模型、其他典型摇摆刚体模型、相关试验研究、有限元模拟及其在结构体系中的应用进行了探讨,指出了已有模型的优点与局限性,提出摇摆结构刚体模型未来研究的关键问题,为建立更完善实用的摇摆结构刚体模型及应用于摇摆结构分析提供了参考。

关键词：摇摆结构摇摆刚体模型摇摆振动非线性振动碰撞恢复系数抗倾覆稳定性模型应用

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高轴压比下新型预制混凝土剪力墙抗震性能

哈尔滨工程大学学报 2018年第3期39卷 452-460页

作者：薛伟辰褚明晓刘亚男胡翔同济大学建筑工程系

本文研究的新型预制混凝土剪力墙指竖向分布钢筋采用单排螺栓连接、边缘构件竖向钢筋采用双排套筒灌浆连接的螺栓-套筒混合连接预制混凝土剪力墙。开展了高轴压比(0.5)下6片剪力墙足尺模型的低周反复荷载试验研究,试件分为两组,第一组... 详细信息

本文研究的新型预制混凝土剪力墙指竖向分布钢筋采用单排螺栓连接、边缘构件竖向钢筋采用双排套筒灌浆连接的螺栓-套筒混合连接预制混凝土剪力墙。开展了高轴压比(0.5)下6片剪力墙足尺模型的低周反复荷载试验研究,试件分为两组,第一组为两端设置边缘构件的剪力墙,包括1片全套筒灌浆连接的全预制剪力墙PW1、2片混合连接预制剪力墙(包括1片全预制剪力墙PW2和1片一端带现浇边缘构件的预制剪力墙PW3)及其现浇对比剪力墙RW1;第二组为两端和中间均设置边缘构件的剪力墙,包括1片中间带现浇边缘构件、两端带预制边缘构件的混合连接预制剪力墙PW4及其现浇对比剪力墙RW2。研究结果表明:所有剪力墙均发生弯曲破坏;相比之下,预制剪力墙的滞回曲线更饱满,耗能能力明显好于相应的现浇剪力墙;预制剪力墙的承载力与相应的现浇剪力墙接近,第一组试件PW1~PW3的承载力分别比现浇试件RW1高8.3%、6.0%和5.2%,第二组试件PW4比现浇试件RW2低12.5%;第一组试件PW1~PW3的位移延性系数分别为2.99、2.71和3.23,第二组试件PW4的位移延性系数达到4.20,均高于相应的现浇试件(RW1为2.54、RW2为2.24)。综上可知,混合连接预制剪力墙与全套筒灌浆连接预制剪力墙的抗震性能相近,且总体上好于相应的现浇剪力墙。

关键词：预制混凝土剪力墙螺栓-套筒混合连接高轴压比低周反复荷载试验承载力延性耗能

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弱耦联体系地震响应的隔离分析求解

工程力学 2021年第4期38卷 102-110,122页

作者：文嘉意谢强同济大学建筑工程系上海200092

弱耦联体系由一系列支柱结构及柔性连接件组成,结构整体性差,支柱与连接件材料的阻尼特性差异显著。这两个特点造成了采用结构整体振型以及比例阻尼的常规抗震计算方法在处理弱耦联问题时的局限性。因此,从支柱及连接件的隔离体分析出发... 详细信息

弱耦联体系由一系列支柱结构及柔性连接件组成,结构整体性差,支柱与连接件材料的阻尼特性差异显著。这两个特点造成了采用结构整体振型以及比例阻尼的常规抗震计算方法在处理弱耦联问题时的局限性。因此,从支柱及连接件的隔离体分析出发,构建考虑二者非比例阻尼的运动控制方程,并在频域对耦合的方程进行求解,从而避免对整体振型正交性条件的使用。通过弱耦联体系实例的振动台试验验证,在不同地震动输入下,此方法计算的顶部最大位移误差在1.2%~5.8%。与传统振型叠加法计算结果的对比分析证明:采用整体振型以及比例阻尼会高估弱耦联体系支柱间的耦联作用,从而造成更大的系统性误差。

关键词：弱耦联体系隔离体频域地震反应整体振型

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肋网式可展开抛物面天线的网面整体成形方法

载人航天 2023年第1期29卷 1-7页

作者：吴迪项平吴明儿同济大学建筑工程系上海200092

为使天线反射网面安装操作步骤更加简洁高效,研究一种适用于中小口径肋网式可展开抛物面天线的反射网面整体成形方法。通过强制拉伸实现对柔性网面的张力赋予,以直观的位移量替代张力值。平面裁剪得到一片平面网面,将整片网面张拉至天... 详细信息

为使天线反射网面安装操作步骤更加简洁高效,研究一种适用于中小口径肋网式可展开抛物面天线的反射网面整体成形方法。通过强制拉伸实现对柔性网面的张力赋予,以直观的位移量替代张力值。平面裁剪得到一片平面网面,将整片网面张拉至天线支承肋,并与肋缝制连接,实现反射面成形;根据设计抛物面天线的口径和焦径比,分为平面和圆台面网面进行张拉成形;对采用平面整体成形的0.5 m口径天线和采用圆台面整体成形的3 m口径天线进行成形过程的有限元仿真,其反射面型面误差RMS≤1.0 mm;研制了一台口径为3 m、焦径比为0.56、具有36根碳纤维复合材料豆荚形截面肋的可展开缠绕肋天线样机,测量型面误差RMS≈0.8 mm。结果证实,所研究的网面整体成形方法高效可行。

关键词：肋网式天线可展开天线网面安装型面精度天线样机

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涂层织物类膜材的偏轴梯形撕裂行为

建筑材料学报 2021年第1期24卷 121-130页

作者：张旭波吴明儿包晗同济大学建筑工程系上海200092

考虑0°~90.0°、间隔7.5°等13个偏轴角度,对6种涂层织物类膜材进行了偏轴梯形撕裂试验.结果表明:各类膜材撕裂强度与偏轴角的关系曲线近似以45.0°轴对称,0°~45.0°及90.0°~45.0°撕裂强度先减后增,撕裂强度最高点位于45.0°,最低... 详细信息

考虑0°~90.0°、间隔7.5°等13个偏轴角度,对6种涂层织物类膜材进行了偏轴梯形撕裂试验.结果表明:各类膜材撕裂强度与偏轴角的关系曲线近似以45.0°轴对称,0°~45.0°及90.0°~45.0°撕裂强度先减后增,撕裂强度最高点位于45.0°,最低点位于15.0°或22.5°、75.0°或67.5°;各类膜材的偏轴梯形撕裂强度同时由纱线强度和纱线断裂伸长率决定.采用Abaqus软件进行的有限元分析能够较好地模拟各类膜材撕裂起始前的荷载位移曲线,所得到的撕裂起始荷载与试验结果较为接近.

关键词：涂层织物建筑膜材梯形撕裂偏轴试验有限元分析

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组合封闭箍筋混凝土叠合梁受扭性能试验

哈尔滨工程大学学报 2017年第11期38卷 1745-1750页

作者：张雷代领杰胡翔薛伟辰同济大学建筑工程系

组合封闭箍筋由下部开口箍筋和上部箍筋帽组成,可显著提高混凝土叠合梁的施工效率。为研究组合封闭箍筋对叠合梁受扭性能的影响,本文开展了9根采用4种组合封闭箍筋混凝土叠合梁的单调纯扭试验,对不同构造的组合封闭箍筋混凝土叠合梁的... 详细信息

组合封闭箍筋由下部开口箍筋和上部箍筋帽组成,可显著提高混凝土叠合梁的施工效率。为研究组合封闭箍筋对叠合梁受扭性能的影响,本文开展了9根采用4种组合封闭箍筋混凝土叠合梁的单调纯扭试验,对不同构造的组合封闭箍筋混凝土叠合梁的破坏形态、极限承载力、延性及变形能力等进行了系统的研究。结果表明:9根梁的主裂缝均为约45°夹角的螺旋状,最终破坏均为纵筋及箍筋受拉屈服,混凝土压碎;采用组合封闭箍筋叠合梁的受扭承载力与采用封闭箍筋现浇梁基本相同,采用不同组合封闭箍筋的叠合梁的受扭承载力和扭转刚度相近;9根梁的扭转延性系数在9.0;3.2,其中采用形式4组合封闭箍筋（开口箍筋两侧135°弯折、箍筋帽两侧90°弯折）的叠合梁的延性系数高。基于中美规范对上述梁的开裂扭矩和受扭承载力进行计算,规范计算值与试验值吻合较好。

关键词：组合封闭箍筋叠合梁纯扭承载力延性裂缝

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超载下板柱结构和梁板结构极限承载力比较

建筑结构 2022年第S01期52卷 732-738页

作者：陈子涵徐哲林峰同济大学建筑工程系上海200092

近年来板柱结构地下车库坍塌事故多发,而历史上梁板结构似乎少有发生,引发业界热议。本文旨在比较板柱结构和梁板结构超载至破坏的覆土厚度以及识别最先出现的破坏形式。首先,基于规范中各种破坏形式的承载力设计值计算方法,统计计算对... 详细信息

近年来板柱结构地下车库坍塌事故多发,而历史上梁板结构似乎少有发生,引发业界热议。本文旨在比较板柱结构和梁板结构超载至破坏的覆土厚度以及识别最先出现的破坏形式。首先,基于规范中各种破坏形式的承载力设计值计算方法,统计计算对应的安全系数,确定相应的极限承载力计算方法。这些破坏形式包括板柱结构的弯曲破坏、冲切破坏和直剪破坏,以及梁板结构的弯曲破坏、斜剪破坏和直剪破坏。随后分别设计板柱和梁板结构地下车库,考虑5种覆土厚度(1~3m)以及板柱结构2种节点形式(设置“托板”和“托板+柱帽”),增加覆土厚度致结构超载破坏。计算结果显示,设置托板的板柱结构的超载覆土厚度小于设置“托板+柱帽”的板柱结构和梁板结构,分别低约13%和15%,后两者的安全储备相差不大。对于板柱结构,超载下最先出现直剪破坏形式。

关键词：板柱结构梁板结构弯曲破坏直剪破坏冲切破坏斜剪破坏安全系数