检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2023年第2期40卷 145-156页

作者：常鸿飞高宇航左文康李照伟严晓宇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

圆钢管焊接节点应用广泛,长期服役后的腐蚀退化问题严重影响其安全性和剩余寿命。为研究GFRP管-灌浆料修复锈蚀钢管节点的效果,对6组未锈蚀、锈蚀未修复和GFRP管-灌浆料修复的锈蚀圆钢管T形节点开展了支管轴压力静载试验。试验结果表明... 详细信息

圆钢管焊接节点应用广泛,长期服役后的腐蚀退化问题严重影响其安全性和剩余寿命。为研究GFRP管-灌浆料修复锈蚀钢管节点的效果,对6组未锈蚀、锈蚀未修复和GFRP管-灌浆料修复的锈蚀圆钢管T形节点开展了支管轴压力静载试验。试验结果表明:主管锈蚀导致的约10%重量损失会使节点承载力降低近20%;GFRP管-灌浆料有效地约束了锈蚀主管的侧向外凸变形,使节点的控制破坏模式由主管塑性化转变为主管冲剪,从而使锈蚀节点的受压承载力和初始刚度分别提升约100%和50%,且均高于未锈蚀的对比试件。基于验证的精细化有限元模型,进一步参数分析表明,支主管直径比、GFRP管厚度以及修复主管截面空心率是影响修复节点受压性能的关键参数,主管修复长度和灌浆料强度的影响较小;优化修复构造,可使主管重量损失28%的锈蚀节点承载力提升至锈蚀前的1.5倍以上。最后,基于修复节点承载力达到1.2倍未锈节点的目标,提出了适用于不同节点锈蚀率的修复建议,可为长期服役后锈蚀钢管结构的修复与性能提升提供参考。

关键词：圆钢管节点锈蚀 GFRP管灌浆试验研究有限元分析

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考虑保温构造的足尺冷成型钢复合墙体承重抗火试验研究

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建筑结构学报 2023年第10期44卷 146-155页

作者：陈伟刘康叶继红尹亮姜健秦雅菲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 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 应急管理部天津消防研究所消防规范研究室天津300381 宝山钢铁股份有限公司上海201900

为解决普通轻钢结构抗火性能差、推广应用受限等问题,设计制作18片足尺冷成型钢复合墙体,开展墙体常温轴压与承重抗火试验研究,考察覆板构造、高吸水树脂(SAP)保温材料、热膨胀荷载等因素对墙体耐火性能的影响,提出相关抗火设计建议。... 详细信息

为解决普通轻钢结构抗火性能差、推广应用受限等问题,设计制作18片足尺冷成型钢复合墙体,开展墙体常温轴压与承重抗火试验研究,考察覆板构造、高吸水树脂(SAP)保温材料、热膨胀荷载等因素对墙体耐火性能的影响,提出相关抗火设计建议。结果表明:墙体因初始荷载比率、覆面板材的差异呈现两类受火破坏模式,即墙柱端部全截面压屈破坏和墙柱热翼缘局部屈曲进而发生墙柱向背火侧弯曲破坏;考虑膨胀约束后的墙柱轴压承载力最大提高幅度可达162%,明显加快高温承载力的退化速率,其耐火极限减小,建议复合墙体作为非承重隔墙使用时,其墙体顶端与相应楼盖接触面之间应留有至少10 mm的轴向膨胀间隙;墙柱受火失效临界温度不仅与初始荷载比率、墙体覆板与填充层构造密切相关,墙柱热翼缘宽厚比和温度膨胀约束等因素影响亦不可忽略,建议将墙柱受火失效临界温度与墙柱受火温升简化计算方法相结合,实现复合墙体高效抗火设计;通过在墙体墙柱中加入SAP保温材料,可进一步提升墙体抗火性能;当有耐火需求较高时,推荐采用蒸压加气混凝土板和波特板覆板的外置保温单C89形截面墙柱构造,其在中等初始荷载比率0.55条件下,可以达到我国GB 50016—2014《建筑设计防火规范》中多高层建筑结构承重墙一级耐火等级的耐火极限(不低于3 h)要求。

关键词：冷成型钢复合墙体覆面板材 SAP保温材料足尺抗火试验热膨胀荷载

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基于数字图像技术的TRC加固砌体裂缝发展研究

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建筑材料学报 2022年第9期25卷 953-959页

作者：尹世平成帅安王飞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 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

采用纤维编织网增强混凝土进行砌体墙的加固,并利用数字图像相关技术(DIC)可以全场测量的特点,在全场范围内对加固砌体墙在承受荷载时所产生的裂纹扩展情况进行探测.探测结果表明:随着荷载的增加,砌体墙加固层持续开裂,由微裂纹逐渐形... 详细信息

采用纤维编织网增强混凝土进行砌体墙的加固,并利用数字图像相关技术(DIC)可以全场测量的特点,在全场范围内对加固砌体墙在承受荷载时所产生的裂纹扩展情况进行探测.探测结果表明:随着荷载的增加,砌体墙加固层持续开裂,由微裂纹逐渐形成肉眼可见的裂缝,裂缝的形态和扩展路径与应变场的变化相对应.

关键词：砖砌体墙数字图像相关纤维编织网增强混凝土加固抗剪性能

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PTFE建筑膜材双轴拉伸超弹性本构模型研究

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工程力学 2023年

作者：徐俊豪张营营赵玉帅费舒桓陈培见周祎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中国矿业大学力学与土木工程学院西南交通大学土木工程学院

膜结构的设计过程高度依赖于数值计算，精准的材料模型是分析膜结构力学行为的首要前提。本文基于非线性连续介质力学理论，推导得到了聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）建筑膜材的超弹性本构模型。其中，将总应变能分解为... 详细信息

膜结构的设计过程高度依赖于数值计算，精准的材料模型是分析膜结构力学行为的首要前提。本文基于非线性连续介质力学理论，推导得到了聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）建筑膜材的超弹性本构模型。其中，将总应变能分解为基体应变能、纱线拉伸应变能和描述纱线间相互作用的应变能，分别来反映基体各向同性响应和纤维各向异性响应。在此基础上，推导了双轴拉伸下模型的一般表达式，给出了模型参数的求解方法，并通过ABAQUS软件的自定义材料子程序进行了验证分析。结果表明：该模型从应变能的角度明确了膜材内部各组分材料在抵抗外荷载时的贡献，很好地预测了膜材的双轴拉伸力学性能，能有效地表征膜材大变形、各向异性、非线性及受应力比影响的力学特点。

关键词： PTFE膜材超弹性本构模型双轴拉伸应力比数值模拟

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Q345冷成型钢高温力学性能试验制度参数的影响研究

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建筑结构学报 2022年第9期43卷 151-159页

作者：陈伟叶继红金磊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 中国矿业大学工程结构火安全实验室江苏徐州221116 宝山钢铁股份有限公司上海201900

钢材的火灾全过程高温本构是开展冷成型钢结构抗火研究的重要输入数据。为此,开展国内常用Q345冷成型钢高温力学性能试验研究,定量考察峰值温度保温时间、降温速率、温度历程以及稳态与瞬态试验方法等试验制度参数对其力学性能的影响,... 详细信息

钢材的火灾全过程高温本构是开展冷成型钢结构抗火研究的重要输入数据。为此,开展国内常用Q345冷成型钢高温力学性能试验研究,定量考察峰值温度保温时间、降温速率、温度历程以及稳态与瞬态试验方法等试验制度参数对其力学性能的影响,结果表明:高温稳态试验中,峰值温度保温时间和降温速率对钢材高温力学性能影响不明显,相对百分偏差均介于-10%~10%之间;若温度历程中各次升温过程峰值温度中的最高温度和拉伸温度均相同,则钢材在多次升降温过程下的高温力学性能与其在一次升降温过程降温段的高温材性相互接近;高温瞬态试验中,温度历程对钢材高温试验应变影响显著;相同拉伸温度下,升温与降温段的应变相对偏差最高可达12904%;稳态与瞬态试验方法对考虑温度历程的冷成型钢高温应变影响亦非常明显,试验参数范围内,相同拉伸温度下应变相对百分偏差最大可达14851%。总之,Q345冷成型钢的火灾全过程高温本构需考虑温度历程中各次升温过程峰值温度中的最高温度和拉伸温度的影响,且稳态与瞬态试验方法所构建的高温本构模型并不等效。

关键词：冷成型钢温度历程试验制度参数升温和降温阶段稳态和瞬态试验

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FRP筋与全珊瑚骨料海水混凝土界面粘结-滑移本构关系

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复合材料学报 2022年第8期39卷 3950-3964页

作者：李雨珊尹世平刘运超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徐州221116

纤维增强树脂复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)具有优良的抗腐蚀性能,用其代替普通钢筋能够很好地解决钢筋锈蚀问题。同时我国的珊瑚和海水资源丰富,用其代替传统砂石骨料是解决海岛建设中传统材料稀缺问题的有效方法之一。FRP... 详细信息

纤维增强树脂复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)具有优良的抗腐蚀性能,用其代替普通钢筋能够很好地解决钢筋锈蚀问题。同时我国的珊瑚和海水资源丰富,用其代替传统砂石骨料是解决海岛建设中传统材料稀缺问题的有效方法之一。FRP筋与珊瑚骨料海水混凝土之间的粘结性能是决定其是否能像普通钢筋混凝土一样在实际工程中应用的重要因素之一。目前,关于FRP筋全珊瑚骨料海水混凝土结构的界面粘结性能研究很少,尤其是理论方面。于是,通过试验和数值模拟验证了简化双线性模型的合理性,并在此基础上推导了FRP筋全珊瑚骨料海水混凝土的界面粘结应力τ(x)和相对滑移量s(x)表达式,绘制了界面相对滑移和界面粘结应力的分布图。将采用表达式所得到的理论解与试验和模拟结果进行对比分析,其结果表明:通过理论计算所得的理论解与试验结果吻合度较高;FRP筋直径和粘结长度的增加会导致界面粘结应力和相对滑移的分布更加不均匀;珊瑚骨料混凝土强度的改变对界面粘结应力和相对滑移的分布影响不大;玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)筋和玄武岩纤维增强树脂复合材料(BFRP)筋珊瑚骨料海水混凝土的界面粘结应力和相对滑移的分布相类似,与碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋珊瑚骨料海水混凝土相比,前者的分布更加均匀。

关键词：全珊瑚骨料海水混凝土 FRP筋粘结性能本构模型理论计算方法

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钢箱模块叠合方钢管梁受弯性能试验与参数分析

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中国矿业大学学报 2023年第3期52卷 540-549页

作者：常鸿飞胡磊宋心怡秦福阳安爱臣张少华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 四川省建筑设计研究院有限公司四川成都610000

为解决叠箱模块化钢结构体系模块间约束较弱的问题,提出上下模块方钢管梁叠合受力的连接方法,通过试验与有限元参数分析研究了简支叠合钢梁的受弯性能,考察了连接位置、螺栓数量、钢梁尺寸等因素的影响.试验结果表明:试验构件出现2种典... 详细信息

为解决叠箱模块化钢结构体系模块间约束较弱的问题,提出上下模块方钢管梁叠合受力的连接方法,通过试验与有限元参数分析研究了简支叠合钢梁的受弯性能,考察了连接位置、螺栓数量、钢梁尺寸等因素的影响.试验结果表明:试验构件出现2种典型破坏模式,即钢梁屈服和连接件剪切破坏;抗剪连接可阻止上下梁间的滑移,有效提高叠合钢梁的受弯性能,强连接叠合梁抗弯承载力比无连接叠合梁提高了26.67%,初始抗弯刚度提高了70.65%.参数分析表明:随弯剪段螺栓数量增加,叠合梁的受弯性能比无连接叠合梁有明显提升;每个弯剪段连接处各设置4个直径20 mm的螺栓,且连接板长、板厚分别为240 mm,8 mm时,上下梁间有较好的协同受弯性能.叠合钢梁协同受弯机理为:叠合梁间的抗剪连接阻止了上下梁间相对滑移,对上梁产生偏心压力,对下梁产生偏心拉力.随着连接作用的增强,上下梁的中和轴均趋近叠合面,从而使上梁呈现压弯受力的特征,下梁则呈现拉弯受力的特征.

关键词：钢箱模块方钢管叠合钢梁受弯性能试验参数分析

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覆板复合防火保护方钢管柱抗火试验与简化理论模型研究

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工程力学 2024年

作者：李瑞陈伟叶继红姜健尹亮叶建徐州市工程结构火安全重点实验室(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(中国矿业大学) 应急管理部天津消防研究所中国建筑第三工程局有限公司

覆板复合防火保护是在钢构件壁面覆盖防火板与防火棉毡的相互组合从而形成的一类防火保护措施，较涂料防火保护具有干法施工、耐久性好、装饰一体化等优点。针对方钢管柱，本文提出了一种新型覆板复合防火保护构造，开展了2根0.6荷载比... 详细信息

覆板复合防火保护是在钢构件壁面覆盖防火板与防火棉毡的相互组合从而形成的一类防火保护措施，较涂料防火保护具有干法施工、耐久性好、装饰一体化等优点。针对方钢管柱，本文提出了一种新型覆板复合防火保护构造，开展了2根0.6荷载比率下方钢管柱足尺持荷抗火试验。试验试件采用防火石膏板和硅酸铝棉毡进行复合防火保护，呈现受火全截面局部屈曲破坏，最高耐火极限达147min。为了实现方钢管柱受火温升高效求解，提出了一种四面受火环境下覆板复合防火保护方钢管柱温升简化理论模型，将方钢管柱的横截面二维受火传热简化为等效一维传热问题，推导了理论模型的控制方程。采用传统的抗火有限元模拟手段，将方钢管柱典型算例由2个扩充至23个。算例对比表明简化理论模型计算精度高，算例温升平均误差6.03%，同时计算效率平均提高35.7倍。结合国家标准中的钢构件临界温度法，提出覆板复合防火保护方钢管柱抗火简化设计方法。算例对比表明抗火简化设计方法准确度良好，耐火极限平均误差4.46%，实现了该类钢结构构件高效抗火设计。

关键词：覆板复合防火保护方钢管柱足尺抗火试验简化理论模型抗火设计量化评价

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L形包角环口板加强方钢管T形节点轴向滞回性能研究

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建筑钢结构进展 2023年第2期25卷 14-22,112页

作者：常鸿飞张睿宋心怡李照伟夹硕勋戴晨圆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

为研究L形包角环口板加强方钢管T形节点(LCPT)轴向滞回性能,对一组包角环口板加强T形节点进行轴向往复加载试验,并与未加强(URT)和覆板加强节点(DPT)进行对比。结果表明:包角环口板加强节点的轴向滞回性能较优,LCPT试件比URT试件的最大... 详细信息

为研究L形包角环口板加强方钢管T形节点(LCPT)轴向滞回性能,对一组包角环口板加强T形节点进行轴向往复加载试验,并与未加强(URT)和覆板加强节点(DPT)进行对比。结果表明:包角环口板加强节点的轴向滞回性能较优,LCPT试件比URT试件的最大荷载可提高103.2%;LCPT试件比DPT试件的累积耗能能力更好,且LCPT试件比DPT试件的拉压对等性更好。进一步对包角环口板尺寸和屈服强度进行有限元参数分析,结果表明:包角环口板厚度是影响LCPT节点轴向滞回性能的关键几何参数,提高包角环口板屈服强度可提高节点承载力,但对节点耗能能力几乎无影响。最后,对比覆板、环口板、包角环口板三种方钢管加强节点的承载和耗能机理,包角环口板加强节点的轴向滞回性能更优。

关键词：方钢管T形节点 L形包角环口板加强节点轴向滞回性能试验研究数值模拟

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采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁性能评价

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中国公路学报 2023年第9期36卷 193-201页

作者：骆俊晖宁杰钧罗资清尹世平刘子瑞广西北投交通养护科技集团有限公司广西南宁530201 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

为了给钢筋混凝土受弯梁(RC)的复合加固设计和施工提供参考,针对采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁,考虑TRC层数和开槽间距等因素的影响,对1根普通RC梁和5根复合加固梁进行了四点弯曲加载试验,并对TRC面层的预应力CFRP筋嵌... 详细信息

为了给钢筋混凝土受弯梁(RC)的复合加固设计和施工提供参考,针对采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁,考虑TRC层数和开槽间距等因素的影响,对1根普通RC梁和5根复合加固梁进行了四点弯曲加载试验,并对TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式增强RC受弯梁破坏形态、承载能力以及使用性能进行了分析。研究结果表明:采用TRC面层的预应力CFRP筋嵌入式复合加固方法可以有效提升梁的承载能力,改善梁在使用荷载下的跨中挠度和最大裂缝宽度;复合加固梁极限荷载随TRC层数的增加有所提升,但较厚的TRC加固层更易发生剥离而退出工作,承载力会因此减小;开槽间距对复合加固梁刚度和承载力无明显影响,但较窄的槽边距会导致复合加固梁发生端部混凝土拉裂破坏,该类破坏导致梁承载力较低,应采取措施避免此类破坏的发生;相比于未加固梁,复合加固梁中性轴高度明显增大,钢筋屈服后,中性轴高度逐渐稳定,曲率变化加快;复合加固梁正常使用极限荷载下的跨中挠度和最大裂缝宽度均在规范规定的限值内,并且远远低于该限值,表现出良好的使用性能;复合加固梁正常使用极限荷载下跨中挠度和最大裂缝宽度的理论值与试验值差距较小,误差总体处于15%~17%范围内,可见规范中计算模型的适用性良好。

关键词：桥梁工程复合加固梁四点弯曲试验嵌入式预应力CFRP筋 TRC层数开槽间距

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