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间断焊接包管加固圆钢管构件轴压极限承载力研究

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建筑钢结构进展 2024年第6期26卷 84-93页

作者：孟文清严珮珮崔邯龙张亚鹏张陆旭王超河北工程大学土木工程学院河北省结构工程装配式技术研究中心

为研究间断焊接包管加固杆件的轴心受压性能，设计了13组试件进行单调加载静力试验。对试件极限承载力、破坏模式、荷载-位移曲线和截面应变发展规律进行分析，对比了负载加固与非负载加固对试件极限承载力的影响。结果表明：包管构件... 详细信息

为研究间断焊接包管加固杆件的轴心受压性能，设计了13组试件进行单调加载静力试验。对试件极限承载力、破坏模式、荷载-位移曲线和截面应变发展规律进行分析，对比了负载加固与非负载加固对试件极限承载力的影响。结果表明：包管构件的破坏模式可分为整体失稳破坏和内管外伸段强度破坏；包管构件内外管协同工作、共同受力，内管和外管都在屈服后发生整体失稳破坏；负载加固与非负载加固试件的极限承载力基本一致，相差2.2%，非负载加固试件与未加固试件相比，极限承载力最大提高了479.9%。根据试验结果对包管构件的ABAQUS有限元模型进行修正，并用该模型分析了各主要影响因素对包管构件极限承载力的影响规律。提出了包管构件极限承载力经验计算公式，且公式计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：间断焊接包管加固极限承载力轴压破坏模式计算公式

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新型装配式冷弯薄壁型钢墙体抗侧性能分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 135-141页

作者：王莉萍伍欣雨胡萌刘劲丁发兴中南大学土木工程学院长沙410075 中南大学湖南省装配式建筑工程技术研究中心长沙410075 湖南城市学院土木工程学院益阳413000

为了研究使用矩形钢管连接的新型全预制冷弯薄壁型钢复合墙体的抗侧性能,设计了6个足尺试件,并进行了水平低周往复加载试验,分析了龙骨间距、覆面板类型、单面或双面覆板等因素对新型复合墙体试件抗侧性能的影响.新型墙体的覆面板为OSB... 详细信息

为了研究使用矩形钢管连接的新型全预制冷弯薄壁型钢复合墙体的抗侧性能,设计了6个足尺试件,并进行了水平低周往复加载试验,分析了龙骨间距、覆面板类型、单面或双面覆板等因素对新型复合墙体试件抗侧性能的影响.新型墙体的覆面板为OSB板与硅晶钙板.试验结果表明:使用矩形钢管连接的新型复合墙体具有良好的整体抗震性能;单面或双面覆板对墙体抗侧性能影响显著,双面覆板的新型复合墙体的屈服荷载约为单面覆板新型复合墙体的2倍;龙骨间距和覆面板材料对墙体抗侧性能的影响相对较小.在试验基础上,使用OpenSEES软件建立了试验墙体的有限元分析模型,并针对矩形钢管壁厚、周边螺钉间距取值进行了参数分析.参数分析结果表明,矩形钢管连接件壁厚取值推荐为2.5 mm,周边螺钉间距推荐取50~100 mm.

关键词：冷弯薄壁型钢复合墙体 OSB板硅晶钙板低周往复加载试验数值模拟

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集中配筋连接预制剪力墙抗震性能试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 201-218页

作者：肖扬卢谦罗小勇陈林松程俊峰张璧玮中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省装配式建筑工程技术研究中心湖南长沙410075 中交第二航务工程局有限公司技术中心湖北武汉430014

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的... 详细信息

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的拟静力试验结果,揭示该类预制剪力墙的破坏规律和抗震性能、竖缝对墙体抗震性能的影响和连接钢筋的受力特点。采用ABAQUS软件对试件进行有限元模拟,分析轴压比和集中配筋率对试件抗震性能的影响。研究结果表明:预制试件与现浇试件具有相同的破坏规律,均为弯剪破坏;这2类试件的滞回曲线均较饱满,骨架曲线走势基本一致,耗能能力接近,且预制试件的最小承载力仅比现浇试件低5.6%,表明预制试件的抗震性能与现浇试件的抗震性能基本相同;竖缝对剪力墙承载力的影响较小,使剪力墙的延性和耗能能力有一定的削弱;不同竖缝形式预制墙的抗震性能相近但各有特点,竖缝形式预制墙采用UHPC出筋搭接具有更好的整体性,采用U形键槽的预制墙具有更大的刚度和更强的耗能能力;连接钢筋的应力分布具有典型受弯构件的特征;随着轴压比增加,模型的刚度和承载力不断增加,在轴压比从0.05增加到0.30时,最大的峰值荷载增幅发生在轴压比从0.05到0.10时,从承载力的提高、刚度、耗能和墙角抬高等方面考虑,试件的集中配筋率保持在90%~110%为宜。

关键词：预制剪力墙集中配筋拟静力试验 UHPC(ultra-high performance concrete) 抗震性能

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装配式混凝土墙板新型键槽接缝受剪性能研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1388-1405页

作者：罗小勇邢民亮肖扬程俊峰程茜中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省装配式建筑及工程技术研究中心湖南长沙410075 湖南省建筑设计院集团股份有限公司湖南长沙410075

为研究适用于低多层装配式混凝土(PC)墙板的新型键槽接缝界面的受剪性能,设计并制作2组共8个键槽式接缝连接的PC墙板试件,开展单向推剪加载试验和扩展参数数值分析,分别探讨轴压比、结合面砂浆强度及键槽构造形式等因素对键槽界面受剪... 详细信息

为研究适用于低多层装配式混凝土(PC)墙板的新型键槽接缝界面的受剪性能,设计并制作2组共8个键槽式接缝连接的PC墙板试件,开展单向推剪加载试验和扩展参数数值分析,分别探讨轴压比、结合面砂浆强度及键槽构造形式等因素对键槽界面受剪性能的影响;提出新型键槽接缝界面的受剪承载力计算公式,并构建键槽接缝界面的剪力-滑移模型。研究结果表明:轴压比对接缝破坏形态和受剪承载力均具有显著影响,增大轴压比后,裂缝发展更为充分,局部混凝土出现剥落甚至压溃,接缝的受剪承载力与轴压比近似呈线性关系。提高结合面砂浆强度可较大幅度地提升接缝的受剪承载力,对比普通填充砂浆,采用高强砂浆连接试件的受剪承载力提高了57.2%。合理的键槽界面构造可有效提高接缝的受剪承载力,相较于传统的平直缝界面,深度为50 mm、倾斜倒角为11.3°的键槽界面的受剪承载力提升了16.5%。本文所提公式受剪承载力计算结果与试验结果吻合较好,所提模型能准确预测键槽界面的受剪行为。

关键词：装配式混凝土(PC)墙板新型键槽接缝单向推剪加载试验数值分析受剪承载力

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惯容-负刚度-阻尼伸臂体系减震性能增效研究

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振动工程学报 2024年第2期37卷 297-305页

作者：汪志昊周宇翔张静雯程志鹏华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045 河南省结构振动控制与健康监测工程技术研究中心河南郑州450045

为提升传统阻尼伸臂(CDO)体系的减震效果,基于惯容⁃刚度⁃阻尼三元被动减振理论,开展了惯容⁃负刚度⁃阻尼伸臂(INSDO)体系减震性能增效研究。采用Clough⁃Penzien谱模型模拟平稳随机激励,利用增广状态空间建立结构⁃阻尼器⁃激励系统的运动方... 详细信息

为提升传统阻尼伸臂(CDO)体系的减震效果,基于惯容⁃刚度⁃阻尼三元被动减振理论,开展了惯容⁃负刚度⁃阻尼伸臂(INSDO)体系减震性能增效研究。采用Clough⁃Penzien谱模型模拟平稳随机激励,利用增广状态空间建立结构⁃阻尼器⁃激励系统的运动方程;通过求解Lyapunov方程获得随机地震作用下结构响应的均方根值(RMS),基于结构最大有害层间位移角与加速度的多目标控制确定了INSDO体系的最优参数;分析评估了典型实际地震作用下INSDO体系的减震性能。结果表明:在El⁃Centro和Kobe地震波作用下,相比CDO体系,INSDO最优化体系降低了底层位移角RMS均值的57.97%,以及顶层绝对加速度RMS均值的36.99%,验证了多目标优化方法的有效性;相比单独引入惯容或负刚度单元,同时引入两种单元可进一步放大阻尼单元的位移,提升阻尼器耗能与地震输入能量的比值,实现INSDO体系减震性能增效。

关键词：高层建筑阻尼伸臂惯容负刚度减震性能

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射流撞击式低压喷头设计与水力性能试验

农业工程学报 2024年第6期40卷 220-227页

作者：王子鑫蒋跃潘绪伟王莉莎江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的... 详细信息

为分散喷头主射流,提高喷头的喷洒均匀度,使喷头适用于农业低压喷灌,该研究结合射流与撞击流提出了一种射流撞击式旋转喷头。首先对比了射流撞击喷头与射流不撞击喷头的水力性能,通过正交试验分析了各结构参数值对射程和组合均匀系数的影响,得到副喷嘴结构优化参数,最后将优化后的射流撞击喷头与改进前的传统15PY2喷头进行水力性能及水滴粒径分布对比。研究结果表明,射流撞击使射程末端水量高点降低,同时射程得到提升,射程平均提升4.39%,在相同压力及组合间距下覆盖范围更大。影响喷头工作性能的结构参数依次为副喷管长度、副喷嘴进口锥角、副喷管内径、副喷嘴仰角,而副喷嘴仰角对射程与组合均匀系数影响最大,15型射流撞击喷头最佳结构参数组合为:副喷管长度20 mm、副喷嘴进口锥角55°、副喷管内径6 mm、副喷嘴仰角33°。射流撞击喷头在压力150~300 kPa下组合均匀系数和综合评分均高过传统15PY2喷头,组合均匀系数平均提升4.84%,综合性能平均提升4%,证明了射流撞击应用于旋转式喷头具有优势。在射程前中段,150和250 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大;在射程后段,150 kPa下射流撞击喷头水滴直径更大,但在250 kPa下水滴直径更小。研究所得到的喷头结构及结论可为后续研究射流撞击对水力性能的影响提供参考。

关键词：灌溉喷嘴水力性能射流撞击正交试验

有限深度介质上梁非线性能量汇减振的Winkler地基实现

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振动与冲击 2024年第1期43卷 237-245页

作者：刘宗通马建军郭颖河南科技大学土木建筑学院河南洛阳471023 河南省建筑安全与防护工程技术研究中心河南洛阳471023

土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用G... 详细信息

土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用Galerkin方法和增量谐波平衡法分析了弹性介质上简支梁的非线性动力响应。利用数值计算方法验证了理论结果的正确性,并分析了非线性能量汇的有效性。通过参数优化和分析,揭示了不同参数范围内Winkler地基的减振效果,讨论了其最佳参数范围。研究结果表明:在合理的参数范围内,弹性介质对其支承梁的动力响应有良好的抑制作用,能够快速有效地吸收共振条件下的振动能量,并具有良好的鲁棒性。优化后的非线性能量汇可使梁的共振幅值降低超95%,且具有较宽的减振频带。研究成果从非线性能量汇的角度展现了土-结构相互作用效应的减振机理,为基于弹性地基设计的结构振动抑制提供了理论依据。

关键词：土-结构相互作用 Winkler地基梁理论非线性能量汇增量谐波平衡法减振

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定形相变材料储热性能和强化传热研究进展

化工新型材料 2024年第6期52卷 7-11,24页

作者：李琳王宇张凯宿迁学院建筑工程学院宿迁223800 江苏省装配式建筑与智能建造工程研究中心宿迁223800

潜热蓄热技术被视为缓解能源供需矛盾的有效措施,其利用相变材料在相变过程中吸热/放热来实现能量的存储和释放,在建筑节能、温室控温、调温服装等领域具有极大的应用潜力。归纳了定形相变材料的种类和特点,对多孔基相变材料、微胶囊相... 详细信息

潜热蓄热技术被视为缓解能源供需矛盾的有效措施,其利用相变材料在相变过程中吸热/放热来实现能量的存储和释放,在建筑节能、温室控温、调温服装等领域具有极大的应用潜力。归纳了定形相变材料的种类和特点,对多孔基相变材料、微胶囊相变材料和聚合物基相变材料等制备技术及储热性能的研究进展进行了综述,分析了定形相变材料制备过程中存在的问题,介绍了定形相变材料的强化传热方法,最后讨论了今后研究工作的重点并展望了定形相变材料的发展前景。

关键词：定形相变储热性能强化传热

负载纳米TiO_(2)石英砂功能集料-水泥石的界面粘结性能

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第2期46卷 176-187页

作者：王功勋李雄邓静祝明桥屈锋湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学湖南省智慧建造装配式被动房工程技术研究中心湖南湘潭411201

光催化水泥基材料是先进建筑功能材料的研究热点之一,但传统内掺法制备的TiO_(2)-水泥基复合材料中TiO_(2)有效利用率低、经济效益差。针对此问题,采用负载法制备纳米TiO_(2)功能集料(QST),并将QST集料负载于普通水泥砂浆表面。研究QST... 详细信息

光催化水泥基材料是先进建筑功能材料的研究热点之一,但传统内掺法制备的TiO_(2)-水泥基复合材料中TiO_(2)有效利用率低、经济效益差。针对此问题,采用负载法制备纳米TiO_(2)功能集料(QST),并将QST集料负载于普通水泥砂浆表面。研究QST集料对水泥砂浆干缩性能的影响,通过拉拔法测试QST集料与水泥石的界面粘结力;采用SEM、EDS、MIP等微观测试方法,研究纳米TiO_(2)对集料-水泥石界面过渡区水化产物、孔结构的影响。结果表明:与普通石英砂集料相比,表面负载纳米TiO_(2)的石英砂功能集料可减少水泥砂浆的干缩,提高集料-水泥石的界面粘结力。在QST集料-水泥石的界面过渡区,纳米TiO_(2)促进了水泥浆体的水化,减少了界面过渡区Ca(OH)2的富集,细化并改善了界面过渡区的孔结构。

关键词：功能集料界面黏结力界面过渡区水化产物孔结构