检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工业大学学报 2023年第1期55卷 125-133页

作者：李富民陈志祥江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 江苏地质矿产设计研究院江苏徐州221002

装配式混凝土结构中存在大量新老混凝土连接界面,模板效应导致界面区水泥砂浆孔隙率相对增大,从而引起其力学及耐久性能的弱化。为定量描述界面区水泥砂浆孔隙率分布特征,制作了不同水灰比搭配的新老混凝土竖缝平整界面区试件。利用扫... 详细信息

装配式混凝土结构中存在大量新老混凝土连接界面,模板效应导致界面区水泥砂浆孔隙率相对增大,从而引起其力学及耐久性能的弱化。为定量描述界面区水泥砂浆孔隙率分布特征,制作了不同水灰比搭配的新老混凝土竖缝平整界面区试件。利用扫描电镜获取各试件距离界面不同位置处的灰度图像,并采用数字图像处理工具进行图像信息增强处理和二值化处理,从而获得孔隙像素占总像素的比值(即名义孔隙率),据此分析了新老混凝土竖缝平整界面区名义孔隙率的分布特征;基于名义孔隙率与真实孔隙率之间的稳定关系,建立了新老混凝土竖缝平整界面区孔隙率的分布模型;考虑凿毛区新老混凝土含量连续变化关系,建立了凿毛界面区孔隙率的分布模型。结果表明:名义孔隙率在界面处最大,向混凝土内部逐渐减小,最后趋于稳定,总体变化趋势具有高斯函数特征;随水灰比增大,从界面到内部各部位的名义孔隙率均呈现相对增大趋势,但不同水灰比混凝土各自界面区与内部稳定区的相对名义孔隙率却接近一致。

关键词：装配式结构新老混凝土界面区孔隙率

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Q345冷成型钢高温蠕变性能试验研究

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建筑结构学报 2023年第2期44卷 188-195页

作者：陈伟张梦叶继红姜健刘琨秦雅菲中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116 宝山钢铁股份有限公司上海201900

高温蠕变会加速热轧型钢构件受火失效,而对冷成型钢构件的高温蠕变性能研究有待深入。为此,对厚1.0 mm的Q345冷成型钢进行了8个试验温度(200~700℃)下的高温蠕变试验,每个试验温度设置2~8个应力水平(应力比0.10~1.1),总计41个试验工况,... 详细信息

高温蠕变会加速热轧型钢构件受火失效,而对冷成型钢构件的高温蠕变性能研究有待深入。为此,对厚1.0 mm的Q345冷成型钢进行了8个试验温度(200~700℃)下的高温蠕变试验,每个试验温度设置2~8个应力水平(应力比0.10~1.1),总计41个试验工况,最长持时240 min。得到了不同温度和不同应力比下的蠕变曲线,并与已有的Q345热轧型钢高温蠕变曲线进行对比。结果表明:相同温度及应力比下,冷成型钢蠕变发展要快于热轧型钢,在实际工程中,应区别对待热轧型钢与冷成型钢的蠕变特性。基于高温下试件进入加速蠕变阶段的最小应力水平,给出了Q345冷成型钢在温度400~700℃下的蠕变断裂临界应力比,其中,温度为400~500℃和700℃时,蠕变断裂临界应力比高于屈服强度折减系数;而温度为550~600℃时,蠕变断裂临界应力比低于屈服强度折减系数,Q345冷成型钢可能会在达到高温屈服强度之前发生蠕变破坏,不利于结构安全。根据复合时间强化模型和稳态蠕变速率与应力比的定量关系,分别给出Q345冷成型钢高温蠕变曲线预测模型和稳态蠕变速率预测模型,预测值与试验值均较为接近,适用于预测Q345冷成型钢在温度200~700℃下的蠕变和稳态蠕变速率。

关键词： Q345冷成型钢稳态蠕变速率临界应力比高温蠕变试验高温蠕变预测模型稳态蠕变速率预测模型

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GFRP管夹层灌浆修复锈蚀钢管T形节点有限元分析与承载力计算

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建筑结构学报 2024年第10期45卷 120-130页

作者：常鸿飞严晓宇左文康宋心怡刘宁涛夏军武中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

为研究GFRP管夹层灌浆(grout-filled GFRP tube,GFGT)修复锈蚀钢管T形节点的受压性能,建立了锈蚀修复节点的有限元模型,并通过已有试验数据验证了其有效性,据此考察了节点几何构造、修复参数和主管端部应力参数对锈蚀修复节点受压承载... 详细信息

为研究GFRP管夹层灌浆(grout-filled GFRP tube,GFGT)修复锈蚀钢管T形节点的受压性能,建立了锈蚀修复节点的有限元模型,并通过已有试验数据验证了其有效性,据此考察了节点几何构造、修复参数和主管端部应力参数对锈蚀修复节点受压承载力和修复效果的影响规律。参数分析结果表明:GFRP管越厚、修复后主管截面空心率越小、灌浆料强度越高、修复范围越长,GFGT修复效率越高,当支主管直径比为0.4、0.6和0.8,主管锈蚀率为30%时,优化修复参数配置最高可使支管受压承载力提升至未锈蚀状态的138%、147%和156%;主管端部应力对未修复与GFGT修复节点的影响规律一致,且修复后受影响程度更小。采用CIDECT设计指南与规范prEN 1993-1-8:2021中给出的计算方法可准确预测锈蚀受压节点承载力退化率,并通过试验数据验证了采用上述规范公式用于评估节点主管端部应力导致的承载力折减率的可行性,进一步提出了GFGT修复锈蚀圆钢管T形节点的受压承载力计算方法,可用于评估锈蚀率30%以内的修复节点受压承载力。

关键词：圆钢管节点 GFRP管锈蚀灌浆有限元分析承载力计算

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灌浆套筒连接装配式混凝土柱抗撞性能研究

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振动工程学报 2023年第1期36卷 225-234页

作者：赵武超叶继红周知江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063

为研究撞击荷载下灌浆套筒连接装配式混凝土(Precast Concrete,PC)柱的力学性能和损伤机理,采用数值仿真技术建立了PC柱精细有限元模型,并完成了模拟方法的验证,分析了PC柱的撞击响应特征与传统现浇混凝土(Cast⁃in⁃Place Concrete,CIPC... 详细信息

为研究撞击荷载下灌浆套筒连接装配式混凝土(Precast Concrete,PC)柱的力学性能和损伤机理,采用数值仿真技术建立了PC柱精细有限元模型,并完成了模拟方法的验证,分析了PC柱的撞击响应特征与传统现浇混凝土(Cast⁃in⁃Place Concrete,CIPC)柱的差异,讨论了撞击位置、轴压力、接缝强度和套筒连接强度等参数对PC柱抗撞性能的影响,并从曲率分布的角度分析了PC柱的损伤特性。结果表明:相同撞击条件下PC柱和CIPC柱的非线性力学行为比较接近,但两者柱底的传力机制和破坏形态差异明显;曲率分布能直观描述PC柱的损伤细节特征;撞击位置的变化会改变PC柱的抗力机制,而轴压比在一定程度上可提高PC柱抗撞能力;由于撞击荷载的局部效应显著,接缝强度和套筒连接强度主要影响接缝附近柱体的损伤机理。

关键词：装配式混凝土柱撞击荷载灌浆套筒连接接缝曲率分布

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火灾下盾构隧道衬砌拼接接头力学行为试验研究

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土木工程学报 2022年第3期55卷 94-104页

作者：郭震宋隽刘毅王香仁刘毅波马闯李富民中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116

盾构隧道管片接头是隧道结构的薄弱部位,针对盾构隧道管片接头的抗火性能研究显得尤为重要,该文以存在安装误差的缩尺衬砌结构接头试件进行火灾试验,以管片的表观特征、温度场分布及变形响应等特征,研究火灾高温作用下盾构隧道衬砌结构... 详细信息

盾构隧道管片接头是隧道结构的薄弱部位,针对盾构隧道管片接头的抗火性能研究显得尤为重要,该文以存在安装误差的缩尺衬砌结构接头试件进行火灾试验,以管片的表观特征、温度场分布及变形响应等特征,研究火灾高温作用下盾构隧道衬砌结构接头的力学性能。研究结果表明:无初始缺陷的衬砌管片爆裂面积大且深度浅,具有初始缺陷的衬砌管片剥落深度大,其中有错台初始缺陷的衬砌管片剥落深度最大达到72mm,接头破损率达10.52%;有初始缺陷的衬砌管片在降温后有较大的残余变形;有初始缺陷的衬砌管片在火灾作用下弯矩变化更快,其接头的抗弯、抗剪性能急剧下降,表现为接头张角、张开量的值变大,且接头部分发生进一步的错台现象;有初始缺陷的管片接头刚度会比无初始缺陷衰减更快且刚度损失更多,试验结束后其剩余刚度比无缺陷减少69.7%。研究结论可为盾构隧道衬砌拼接接头结构热力耦合研究的进一步发展提供参考。

关键词：盾构隧道管片接头初始缺陷火灾试验火灾损伤

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高温后路缘石再生骨料混凝土的力学性能

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建筑材料学报 2022年第12期25卷 1233-1240页

作者：刘普王明华李庆涛中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

为探究高温对路缘石再生骨料混凝土力学性能的影响,结合热重-差示扫描量热分析,进行了路缘石再生骨料混凝土高温后的力学性能测试,以研究取代骨料粗细类别及温度对路缘石再生骨料混凝土力学性能的影响规律.结果表明:升温时路缘石粗骨料... 详细信息

为探究高温对路缘石再生骨料混凝土力学性能的影响,结合热重-差示扫描量热分析,进行了路缘石再生骨料混凝土高温后的力学性能测试,以研究取代骨料粗细类别及温度对路缘石再生骨料混凝土力学性能的影响规律.结果表明:升温时路缘石粗骨料在573℃时出现明显的吸热峰,路缘石细骨料砂浆在430℃左右及750~850℃之间出现明显的吸热峰;路缘石粗、细骨料混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均随着温度的升高逐渐降低,抗压强度在400℃内降低幅度不明显,在800℃时分别较常温下降低了60.1%和55.1%;劈裂抗拉强度在600℃时分别较常温下降低了74.6%和70.4%;弹性模量在600℃内明显降低,在600℃时分别较常温下降低了89.8%和90.9%.

关键词：路缘石再生骨料混凝土高温力学性能

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基于杆系离散元的半刚性连接数值计算方法研究

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建筑结构学报 2022年第12期43卷 311-321页

作者：许强叶继红中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116

在钢结构中梁柱的连接多以半刚性连接为主,可靠的半刚性连接数值计算方法对于钢结构设计和分析具有重要的工程实用价值。为此,基于杆系离散元(MDEM)理论,提出了离散元分析模型,通过在杆件末端设置虚拟的多自由度弹簧单元以模拟钢结构的... 详细信息

在钢结构中梁柱的连接多以半刚性连接为主,可靠的半刚性连接数值计算方法对于钢结构设计和分析具有重要的工程实用价值。为此,基于杆系离散元(MDEM)理论,提出了离散元分析模型,通过在杆件末端设置虚拟的多自由度弹簧单元以模拟钢结构的半刚性连接行为。与传统有限元法不同,在离散元法中,虚设的零长度弹簧单元无长度但有质量,并且作为基本分析单元,直接参与计算过程,其响应即为半刚性连接行为。算例分析表明:在半刚性连接离散元模型中,通过改变零长度弹簧刚度可实现对刚接、铰接和半刚性连接的模拟;半刚性连接会显著降低结构整体刚度,静力荷载作用下若将其简化为刚性,会高估结构的承载能力;当施加的动荷载频率与结构基本频率相近时,与刚性和线性连接相比,非线性连接时材料的塑性变形会引起能量耗散,从而避免产生共振。

关键词：钢框架半刚性连接杆系离散元屈曲动力响应

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竖向不规则多层轻钢结构强震倒塌预测的细胞自动机与相关向量机联合法

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建筑结构学报 2022年第8期43卷 232-239页

作者：王坤叶继红江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 徐州市工程结构火安全重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116

为提高竖向不规则多层轻钢龙骨复合剪力墙结构强震倒塌预测精度,对已有细胞自动机(cellular automata, CA)方法进行改进。通过增加邻居细胞数目,采用结构归一化Pushover分析后的层间位移定义细胞状态值。在此基础上,采用相关向量机(rele... 详细信息

为提高竖向不规则多层轻钢龙骨复合剪力墙结构强震倒塌预测精度,对已有细胞自动机(cellular automata, CA)方法进行改进。通过增加邻居细胞数目,采用结构归一化Pushover分析后的层间位移定义细胞状态值。在此基础上,采用相关向量机(relevance vector machine, RVM)代替已有相似区域匹配准则,得到CA与RVM的联合预测方法。采用联合法和已有CA法,预测竖向不规则多层轻钢结构在强震作用下倒塌时的层间位移(倒塌判别准则为强震作用下多层轻钢结构层间位移角分别超过2.0%、3.5%、4.0%),并将预测结果与非线性时程分析结果对比。结果表明:联合法以弹塑性阶段特征值作为细胞状态值,且选用RVM建立细胞状态值与结构倒塌时层间位移的非线性关系,可准确预测竖向不规则多层轻钢结构倒塌时的层间位移,较原有CA方法预测精度明显提高。

关键词：多层轻钢龙骨复合剪力墙结构竖向不规则强震倒塌预测细胞自动机相关向量机

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基于Park-Ang损伤模型的网壳结构地震作用下双参数准则研究

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工程力学 2022年第9期39卷 48-57页

作者：华文叶继红江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 徐州市工程结构火灾安全重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116

基于性能的抗震设计方法要求将结构划分为多个性能状态,并合理定义结构的性能指标。该文基于Park-Ang损伤模型,根据网壳结构的位移与耗能在地震作用下的响应特点,提出由最大变形与塑性耗能两项无量纲参数非线性组合的双参数模型。结合... 详细信息

基于性能的抗震设计方法要求将结构划分为多个性能状态,并合理定义结构的性能指标。该文基于Park-Ang损伤模型,根据网壳结构的位移与耗能在地震作用下的响应特点,提出由最大变形与塑性耗能两项无量纲参数非线性组合的双参数模型。结合我国抗震规范、网壳结构自身特性与以往学者的研究成果,通过四个性能点LS-1、LS-2、LS-3与LS-4将网壳结构划分为五种性能状态:基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏与倒塌。通过216组考虑不同跨度、矢跨比、屋面质量、杆件尺寸与地震作用的覆盖性算例,拟合得到模型的待定参数取值,进而提出适用于网壳结构的双参数准则,在四个性能点LS-1、LS-2、LS-3与LS-4处相应的指标(D)值分别为0.3、0.6、1.0与∞。以两个大型网壳振动台试验验证准则的有效性和普适性。结果表明,该文提出的双参数准则与各性能点的指标值能够体现网壳结构的性能状态,具有良好的有效性和普适性。该准则可服务于网壳结构基于性能的抗震设计方法与地震风险评估。

关键词：网壳结构基于性能的抗震设计性能状态 Park-Ang损伤模型双参数准则

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盾构隧道管片及接头耐火试验

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中国公路学报 2022年第9期35卷 331-339页

作者：叶继红李俊杰中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116

盾构隧道衬砌由预制钢筋混凝土管片通过螺栓连接拼装而成,存在很多薄弱接头,这使其在火灾高温条件下会呈现出更加复杂的力学响应。因此,为了获取盾构隧道管片及接头高温下力学性能,对7组足尺管片试件进行了火灾试验,研究了火灾类型(ISO... 详细信息

盾构隧道衬砌由预制钢筋混凝土管片通过螺栓连接拼装而成,存在很多薄弱接头,这使其在火灾高温条件下会呈现出更加复杂的力学响应。因此,为了获取盾构隧道管片及接头高温下力学性能,对7组足尺管片试件进行了火灾试验,研究了火灾类型(ISO834、HC及RABT标准升温曲线)、管片类型(标准块、标准块接头及封顶块接头)和密封设置对盾构隧道管片在火灾高温下力学性能的影响。试验结果表明:(1)在较快的升温速率和较高的温度下,管片受火面混凝土发生严重剥落,导致大量钢筋外露,影响盾构管片高温下承载力,威胁盾构隧道衬砌结构安全;(2)当各试验距受火面25 mm处混凝土温度均超过《建筑设计防火规范》规定的耐火极限判断标准时,试验管片变形较小且未出现破坏现象,可知仅将温度作为隧道内承重结构体耐火极限判定依据较片面和保守;(3)管片接头处手孔密封设置及接缝密封设置分别对连接螺栓螺母和螺杆起到了很好的保护作用,但对止水条的温度变化趋势和特征影响不大;(4)混凝土严重剥落导致的管片厚度减少、大量裂缝产生造成的管片完整性下降以及混凝土水分受热蒸发留下的与外界贯通的毛细孔道均严重降低管片的抗渗性能。

关键词：隧道工程高温力学性能耐火试验钢筋混凝土管片管片接头

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