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转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

工程科学与技术 2024年第2期56卷 162-171页

作者：蒲瑞李倩倩王健泽徐军戴靠山四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081 四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院四川成都610065 西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁... 详细信息

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

关键词：转角位移型阻尼器消能减震等效力学模型电厂结构地震响应

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全功率变速抽水蓄能机组控制策略与调节特性

电力自动化设备 2024年第3期44卷 166-171,179页

作者：丁理杰史华勃陈刚周文越姜海军薛玉林杨炳全国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610041 电力物联网四川省重点实验室四川成都610041 南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏南京211106 中电建水电开发集团有限公司四川成都610000

全功率变速抽水蓄能机组协调控制中通常采用变流器控制机组功率、调速器控制机组频率(转速)的快速功率控制,其忽视了对机组频率安全与效率的影响,且控制模式单一。分析了机组多控制模式振荡特性和功频响应特性,提出了机组发电工况快速... 详细信息

全功率变速抽水蓄能机组协调控制中通常采用变流器控制机组功率、调速器控制机组频率(转速)的快速功率控制,其忽视了对机组频率安全与效率的影响,且控制模式单一。分析了机组多控制模式振荡特性和功频响应特性,提出了机组发电工况快速频率控制与快速功率控制相结合的协调控制策略,以及水泵工况定导叶开度变转速控制策略。设计了常规试验与性能优化试验结合的变速工况调试方法并应用于我国第一台全功率变速抽水蓄能机组启动调试中,验证了控制策略和调试方法的有效性。现场测试结果表明,调速器和变流器控制不协调易引发机组振荡,采取所提协调策略后机组安全高效运行,且具备百毫秒级的有功、无功快速调节能力。

关键词：全功率变速抽水蓄能机组协调控制策略启动调试调节性能

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某钢网架加固设计

建筑钢结构进展 2024年第5期26卷 93-100页

作者：彭敏赵仕兴刘宇鹏罗焱唐元旭周巧玲四川省建筑设计研究院有限公司成都610017 西南交通大学土木工程学院成都610031 四川省建筑科学研究院有限公司成都610081

某网架因施工遗留问题和使用荷载的增大,导致结构存在质量安全隐患。系统地介绍了网架加固方案:受压杆件采用薄壁槽钢、薄壁矩形管或角钢作为外加约束单元的增大截面法进行加固,受拉杆件采用新增双拼槽钢的增大截面法进行加固,螺栓采用... 详细信息

某网架因施工遗留问题和使用荷载的增大,导致结构存在质量安全隐患。系统地介绍了网架加固方案:受压杆件采用薄壁槽钢、薄壁矩形管或角钢作为外加约束单元的增大截面法进行加固,受拉杆件采用新增双拼槽钢的增大截面法进行加固,螺栓采用在原螺栓球节点上焊接鼓筒节点或增设高强对拉螺杆的方法进行加固。采用MST和NIDA软件进行了结构模型验证并使用直接分析法对网架进行承载力计算,并对压杆加固方案进行了精细化有限元分析,对比分析了加固杆件和未加固杆件的荷载-位移曲线和破坏模式。结果表明:压杆加固后,构件承载力提高了15%~33%,破坏模式由失稳破坏向强度破坏转变;整体加固完成后,在荷载增加并考虑初始缺陷和整体缺陷的情况下,网架结构可以满足《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50068—2018)的要求。

关键词：网架结构加固设计直接分析法有限元分析

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基于离散元的采空诱发山体滑塌失稳模式研究

水文地质工程地质 2024年第3期51卷 171-179页

作者：马杰何开明常文斌邢爱国四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081 海洋工程国家重点实验室(上海交通大学) 上海200240

采空诱发的山体崩滑是煤矿山区常见的一类灾害形式,为明确采动作用下采空山体的变形失稳模式,对典型采空控制型滑坡进行现场调查,采用颗粒离散元方法模拟单层采空与三层采空两种工况下反倾煤层斜坡的失稳破坏过程,并对斜坡变形过程中裂... 详细信息

采空诱发的山体崩滑是煤矿山区常见的一类灾害形式,为明确采动作用下采空山体的变形失稳模式,对典型采空控制型滑坡进行现场调查,采用颗粒离散元方法模拟单层采空与三层采空两种工况下反倾煤层斜坡的失稳破坏过程,并对斜坡变形过程中裂纹扩展及岩体破碎特征进行分析。结果表明:(1)单层开挖工况中,煤层开挖后顶板区域会产生拱圈型的变形带并随之演化为冒落岩体,多层开挖的采空区间隔岩体则会发生弯曲状沉陷垮落,形成大面积的岩体破碎;(2)不同开挖工况下,冒落带形成及应力重分布初期,斜坡内部裂纹演化及岩体破碎皆较为缓慢,顶板冒落及岩层弯曲断裂阶段为岩体断裂破碎的关键阶段;(3)反倾煤层采空控制型山体失稳模式主要为煤层采空-顶板拱圈状冒落-内部岩层弯曲沉陷-后缘拉裂破碎-坡脚锁固区失效-破碎岩体浅层滑动。研究结果为采空控制型斜坡失稳机理分析提供了新的方向,为矿区滑坡灾害的防治提供了科学依据。

关键词：采矿诱发山体崩滑岩体破碎失稳模式离散元

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不同界面下梁端直剪型锚栓钢板剪切承载力试验研究

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 59-67页

作者：全学友罗晨刘佳迪黄辉辉重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610000 广东省建筑设计研究院有限公司广东广州510010

开展梁端直剪型锚栓钢板剪切承载力加固试验研究。试验序列包含1个对比试验段、5个剪切承载力加固试验段。试验参数包括界面条件和钢板高度。结果表明:受力过程中钢板与混凝土之间的黏结界面终会剥离,不同黏结界面不影响剪切承载力;增... 详细信息

开展梁端直剪型锚栓钢板剪切承载力加固试验研究。试验序列包含1个对比试验段、5个剪切承载力加固试验段。试验参数包括界面条件和钢板高度。结果表明:受力过程中钢板与混凝土之间的黏结界面终会剥离,不同黏结界面不影响剪切承载力;增加钢板高度和配套的直剪型锚栓数量能有效提高混凝土梁的剪切承载力。直剪型锚栓钢板剪切承载力加固存在2种机制,约束机制通过限制斜裂缝宽度提高剪切承载力,而组合受力机制通过钢板将一部分剪力直接传入支座。加固钢板高度较小时以约束机制为主,加固钢板高度较大时,2种加固机制联合发挥作用。

关键词：结构加固锚栓钢板加固直剪型锚栓钢板加固界面条件约束机制组合受力机制

无支撑局部置换混凝土的RC剪力墙竖向承载力分析与计算

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应用基础与工程科学学报 2024年

作者：王福明罗孝宇伍敏黎红兵万嘉祺郁晨羽长沙理工大学土木工程学院四川省建筑科学研究院有限公司

为便捷地解决钢筋混凝土结构施工中因混凝土渗漏致使剪力墙部分混凝土强度不满足设计要求的问题，提出了一种提高剪力墙竖向承载力的无支撑局部置换混凝土加固方法。本文依托某实际工程验证了该方法的可行性，针对无支撑局部置换混凝土R... 详细信息

为便捷地解决钢筋混凝土结构施工中因混凝土渗漏致使剪力墙部分混凝土强度不满足设计要求的问题，提出了一种提高剪力墙竖向承载力的无支撑局部置换混凝土加固方法。本文依托某实际工程验证了该方法的可行性，针对无支撑局部置换混凝土RC剪力墙的竖向承载力进行了分析，并基于现行规范推导了适用于该加固方法的竖向承载力计算公式。研究结果表明，剔除部分问题混凝土并置换新混凝土的局部置换混凝土法可用于剪力墙的加固；增大混凝土置换比例、提升置换混凝土强度等级均可提高剪力墙的竖向承载力；针对本文所涉及的墙体，置换尺寸和置换间距均位于1000-1600mm的墙体承载力较优，二者的排布形式也是影响剪力墙竖向承载力的重要因素；基于研究成果，提出了无支撑局部置换混凝土RC剪力墙的竖向极限承载力计算方法，并通过有限元分析验证了计算公式的可靠性，为无支撑局部置换混凝土的RC剪力墙加固方法提供一定的设计建议。

关键词：置换混凝土混凝土缺陷竖向承载力承载力计算公式钢筋混凝土剪力墙

大变形加载下铅芯橡胶隔震支座滞回特性与隔震性能分析

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工程科学与技术 2024年

作者：王斌杨怡昭陈鹏张展宏戴靠山刘兢兢四川大学土木工程系四川大学灾后重建与管理学院四川省建筑科学研究院有限公司

建筑隔震技术是在上部结构与基础或下部支承结构之间设置隔震层，通过延长结构周期并增加阻尼的方式，减少地震能量向上部结构传输从而保护上部结构，是高烈度地区减轻地震灾害最有效的方式之一。由于隔震层的刚度小，隔震结构的变形绝... 详细信息

建筑隔震技术是在上部结构与基础或下部支承结构之间设置隔震层，通过延长结构周期并增加阻尼的方式，减少地震能量向上部结构传输从而保护上部结构，是高烈度地区减轻地震灾害最有效的方式之一。由于隔震层的刚度小，隔震结构的变形绝大多数集中在隔震层。通常认为隔震支座的变形在中等剪切变形范围内基本符合双线性模型，但是当支座在大变形加载下（>250%剪切变形），由于橡胶的硬化特性，会导致隔震支座的刚度和承载力明显增大。本文采用直径500和800 mm的铅芯橡胶隔震支座（LRB），分别进行基本滞回性能和大变形加载下的滞回性能试验，研究不同加载制度下支座最大剪切变形为350%时的滞回性能。结果表明，LRB在100%剪切变形加载下其滞回性能符合双线性模型，但是当剪切变形超过200%后便逐步表现出硬化效应，其硬化后刚度约为初始屈服后刚度的1.6倍。支座在大变形加载时表现出明显的强度退化，并且在不同的大变形加载制度下支座的承载力及退化有明显的差异。以2022年四川省泸定地震中某基础隔震建筑为研究对象，对比分析了考虑不同LRB模型和不同类型地震作用下结构的隔震性能。结果表明，隔震支座的大变形力学特性对于隔震结构在强震作用下的动力响应有明显的影响。对于高烈度和近断层地区隔震结构的性能评估建议采用能考虑大变形特征的精细化的支座模型。

关键词：隔震结构铅芯橡胶隔震支座大变形加载支座硬化强度退化

高能氦离子辐照对CLAM钢微观结构和力学行为的影响

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材料工程 2024年第5期52卷 138-147页

作者：罗爱博梁延祥姚勇王罗斌万强西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室四川绵阳621010 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

聚变堆包层结构材料在服役期间会产生辐照损伤,CLAM钢作为热核聚变堆的首选结构材料,对其进行辐照行为研究十分有必要。采用高能氦离子对CLAM钢进行辐照实验,利用纳米压痕实验结合原子力显微镜(AFM)研究CLAM钢在辐照过程中的微观组织演... 详细信息

聚变堆包层结构材料在服役期间会产生辐照损伤,CLAM钢作为热核聚变堆的首选结构材料,对其进行辐照行为研究十分有必要。采用高能氦离子对CLAM钢进行辐照实验,利用纳米压痕实验结合原子力显微镜(AFM)研究CLAM钢在辐照过程中的微观组织演化和力学性能的变化。结果表明:辐照后的CLAM钢中形成位错环和He泡,且随着辐照剂量的增加,位错环和He泡密度增加,尺寸增大。辐照后CLAM钢发生显著的辐照硬化效应,随着辐照剂量的增加,辐照硬化程度增加,但当辐照剂量增大到一定程度,辐照硬化效应减弱。利用DBH模型和FKH模型讨论辐照中微观结构的变化对辐照硬化效应的影响。随着辐照剂量的增加,压痕周围材料隆起堆积的范围减小,堆积高度增加,且高剂量辐照后压痕周围的堆积中出现了剪切带,表明CLAM钢辐照后脆性明显增加。

关键词： CLAM钢氦离子辐照辐照硬化纳米压痕 DBH模型 FKH模型

既有建筑的绿色再造——四川省建筑科学研究院科技楼绿色改造总体方案

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四川建筑科学研究 2017年第5期43卷 126-132页

作者：刘霜艳邓熙四川省建筑科学研究院四川成都610081

既有建筑项目的绿色改造是一项较为复杂的系统工程,它涉及原建筑本身的建造技术与区位、经济投入与效益、社会和政策环境条件影响或制约,也牵涉到改造利用旧物中的人性化思考。因此,在开展既有建筑项目的绿色改造时,在坚持"融旧纳新,旧... 详细信息

既有建筑项目的绿色改造是一项较为复杂的系统工程,它涉及原建筑本身的建造技术与区位、经济投入与效益、社会和政策环境条件影响或制约,也牵涉到改造利用旧物中的人性化思考。因此,在开展既有建筑项目的绿色改造时,在坚持"融旧纳新,旧由新生"的原则基础上,需要对项目进行绿色改造策划、设计、施工与运营的总体统筹。本文以四川省建筑科学研究院科技楼改造为例,重点对本项目绿色建筑改造的总体设计方案进行了阐述,为绿色建筑改造技术在我省节能改造中的推广打下了基础,以期作为西南地区夏热冬冷气候带建筑绿色改造的一个示范性案例。

关键词：融合改造绿色建筑