检索结果-内蒙古大学图书馆

功能材料 2021年第12期52卷 12159-12164页

作者：吴立山余志辉袁振张聪江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214000 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221000

高强度高延性水泥基复合材料(HSHDCC)由于具有超高强度和超高延性等优异的力学性能,近年来在建筑结构抗震加固和修复领域得到了广泛的关注。但是,HSHDCC的高成本是其大规模工程化应用的瓶颈之一。通过引入高强度高弹性模量低成本的碳酸... 详细信息

高强度高延性水泥基复合材料(HSHDCC)由于具有超高强度和超高延性等优异的力学性能,近年来在建筑结构抗震加固和修复领域得到了广泛的关注。但是,HSHDCC的高成本是其大规模工程化应用的瓶颈之一。通过引入高强度高弹性模量低成本的碳酸钙晶须,制备了新型的HSHDCC材料,研究了水胶比和碳酸钙晶须对HSHDCC弯曲性能的影响。研究发现,HSHDCC的抗弯强度随水胶比的增大而降低,但其延性随水胶比的增大而提高,HSHDCC的弯曲裂缝随水胶比的增大而逐渐饱和。引入碳酸钙晶须改善了HSHDCC的抗弯性能,碳酸钙晶须通过晶须拔出、裂纹偏转和裂纹桥联等微观作用机制产生更多的微裂源,提高裂缝的稳定扩展能力,从而改善HSHDCC的多缝开裂能力和弯曲挠度硬化行为,HSHDCC的延性得到了显著提升。

关键词：高强高延性水泥基复合材料聚乙烯纤维碳酸钙晶须混杂纤维弯曲性能

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纤维编织网-ECC加固RC梁受弯性能试验

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中国公路学报 2022年第9期35卷 287-297页

作者：盛杰尹世平裴浩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221008 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 中煤第五建设有限公司江苏徐州221000

为研究纤维编织网-ECC联合加固RC梁的受弯性能,对1根普通RC梁和9根加固梁进行了四点弯曲加载,分析了ECC高度和纤维编织网层数对加固梁破坏形态、裂缝分布和承载力等受弯性能的影响。试验结果表明:加固梁受弯破坏时裂缝细而密,且呈现ECC... 详细信息

为研究纤维编织网-ECC联合加固RC梁的受弯性能,对1根普通RC梁和9根加固梁进行了四点弯曲加载,分析了ECC高度和纤维编织网层数对加固梁破坏形态、裂缝分布和承载力等受弯性能的影响。试验结果表明:加固梁受弯破坏时裂缝细而密,且呈现ECC中多、混凝土中少的分布特点;和普通RC梁相比,加固梁纯弯段混凝土裂缝数量增加33.3%~66.7%;增加纤维编织网层数或ECC高度对提高加固梁裂缝数量影响较小;加固梁承载性能随纤维编织网层数和ECC高度增加而提高,当ECC高度与加固梁截面高度之比为0.5且布置3层纤维编织网时,加固梁开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和普通钢筋混凝土梁相比分别提高111.11%、37.86%、36.13%;ECC高度和纤维编织网层数对加固梁抗弯刚度影响较小,但影响作用不同;加固梁抗弯刚度随纤维编织网层数增加略有增加,随ECC高度增加略有减小;增加纤维编织网层数或ECC高度可降低加固梁钢筋应变。受弯加载过程中加固梁截面仍保持平面,满足平截面假设。基于正截面受弯承载力计算理论,并考虑纤维编织网利用率,建立了加固梁受弯承载力计算公式。由该公式得到的计算结果与试验结果吻合较好。最后,基于该公式分析了加固梁极限弯矩对ECC高度和纤维编织网层数的敏感性,发现加固梁极限弯矩对纤维编织网层数变化敏感性较低。

关键词：桥梁工程加固梁试验研究受弯性能 ECC 纤维编织网

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垫板/环口板加强方钢管节点轴向受力性能研究进展

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建筑钢结构进展 2022年第6期24卷 1-10,19页

作者：常鸿飞任腾龙张睿李照伟张政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

焊接节点是钢管桁架的关键部位,从设计阶段的强节点要求以及长期服役后的损伤加固需求来看,节点加强/加固都是提升结构安全性和延长服役年限的重要手段。焊接垫板/环口板与主管协同承载性能优越,被广泛应用在方钢管节点的加强或加固,但... 详细信息

焊接节点是钢管桁架的关键部位,从设计阶段的强节点要求以及长期服役后的损伤加固需求来看,节点加强/加固都是提升结构安全性和延长服役年限的重要手段。焊接垫板/环口板与主管协同承载性能优越,被广泛应用在方钢管节点的加强或加固,但其设计方法仍不完善。为此,从试验研究、数值模拟、理论模型和规范对比等方面,对垫板/环口板加强方钢管节点轴向受力性能的研究现状进行梳理。分析发现:试验及模拟对象较单一,以T形节点为主;约束条件各异,节点强度评价准则不一;实测及模拟数据较多,但归一化评价较困难;设计公式形式多样,离散性较大。最后,结合作者在该领域的研究工作和成果,提出了该领域的研究趋势和发展方向,有望为我国重要钢管结构的节点加强/加固提供参考。

关键词：焊板加强方钢管节点垫板环口板轴向受力性能研究进展

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柱脚不均匀沉降对单斜撑钢井架的影响与治理研究

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煤炭工程 2024年第6期56卷 80-88页

作者：李林穆德君刘勇李翔宇阴琪翔常鸿飞山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013 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 江苏建筑职业技术学院建筑建造学院江苏徐州221116

长期的荷载作用可能导致矿井井架变形和不均匀沉降,甚至可能引起结构整体倾覆。针对童亭煤矿钢结构单斜撑井架的沉降和受力特点,采用ANSYS有限元软件构建了单斜撑井架结构模型,研究了斜撑基础不均匀沉降对井架结构内力的影响规律,并对... 详细信息

长期的荷载作用可能导致矿井井架变形和不均匀沉降,甚至可能引起结构整体倾覆。针对童亭煤矿钢结构单斜撑井架的沉降和受力特点,采用ANSYS有限元软件构建了单斜撑井架结构模型,研究了斜撑基础不均匀沉降对井架结构内力的影响规律,并对井架内力受不均匀沉降影响机理进行分析。结果表明:①立架与斜撑间的沉降差值会引起立架C柱底和顶部横梁的应力呈线性增加,对斜撑影响较小;X方向沉降率达到2.04‰时,立架最大应力出现于C柱底,约为148 MPa,低于钢材设计强度的限值。②两斜撑基础间的不均匀沉降对单斜撑井架的不利影响更大,断绳工况下的Y方向沉降率为0.88‰时即发生应力超限破坏,略低于《矿山井架设计标准》中对单斜撑式钢井架斜撑基础间最大1‰的沉降差值限制。③不均匀沉降导致井架内力重分布,井架最大应力值和位移值均随沉降值增大而增大,其中立架C柱和斜撑上下天轮梁为最危险部位。针对井架沉降现状,提出了重点部位的加固和顶升方案,加固后井架内力和变形均大幅降低,静力性能提升30%。

关键词：高耸钢结构单斜撑井架不均匀沉降静力性能治理措施

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再生粗骨料混凝土硫酸盐侵蚀的损伤模型研究

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混凝土 2022年第2期 34-37页

作者：顾彦耿欧李大贺中国矿业大学力学与土木工程学院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221000

据再生粗骨料混凝土超声声速和相对动弹性模量的关系,研究了在不同浓度硫酸钠(2%、5%、10%)和氯化钠-硫酸钠混合溶液(0、2%、5%、10%氯化钠+5%硫酸钠)浸泡环境中,不同粗骨料取代率水平(0、30%、50%、70%、100%)下的再生粗骨料混凝土硫... 详细信息

据再生粗骨料混凝土超声声速和相对动弹性模量的关系,研究了在不同浓度硫酸钠(2%、5%、10%)和氯化钠-硫酸钠混合溶液(0、2%、5%、10%氯化钠+5%硫酸钠)浸泡环境中,不同粗骨料取代率水平(0、30%、50%、70%、100%)下的再生粗骨料混凝土硫酸盐侵蚀损伤的规律;利用复合函数拟合得到了不同硫酸盐溶液浸泡下再生粗骨料混凝土的损伤演化方程,分析了取代率、硫酸钠浓度和氯化钠浓度等因素对再生粗骨料混凝土损伤劣化的影响规律。

关键词：再生粗骨料混凝土超声声速相对动弹性模量取代率损伤演化方程

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长期运行引水隧洞开裂衬砌受力影响规律与承载特性

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水电能源科学 2024年第1期42卷 106-110,133页

作者：李翔宇王晓兴王祝国赵斌王海军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 南京水利科学研究院江苏南京210029 深圳市东江水源工程管理处广东深圳518036

衬砌裂缝是引水隧洞中常见的病害之一,衬砌开裂会对隧洞衬砌承载力和安全性造成不同程度的影响。以长期服役的东江水源工程引水隧洞衬砌为研究对象,通过现场检测确定了全洞段裂缝的产状、分布规律和开裂特征。利用ANSYS软件中的软弱薄... 详细信息

衬砌裂缝是引水隧洞中常见的病害之一,衬砌开裂会对隧洞衬砌承载力和安全性造成不同程度的影响。以长期服役的东江水源工程引水隧洞衬砌为研究对象,通过现场检测确定了全洞段裂缝的产状、分布规律和开裂特征。利用ANSYS软件中的软弱薄层单元,建立了开裂衬砌的三维数值模型,得出贯穿型纵向裂缝的位置变化对衬砌结构安全性的影响,系统分析了衬砌的承载特性。结果表明,衬砌开裂条件下,衬砌结构局部开裂区的安全系数降低最为显著,尤其是拱肩位置的裂缝对结构的危害程度远大于边墙、拱顶裂缝;另外,裂缝的产生会对其他未开裂部位的受力特性及稳定性产生影响。数值模拟结果良好地体现了裂损衬砌对隧洞结构的影响规律,与现场检测结果一致,为长期服役下隧洞结构病害防治提供了参考。

关键词：长期服役贯穿型纵向裂缝裂损衬砌现场检测软弱薄层单元承载特性

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火灾全过程中高层钢框架结构抗连续性倒塌性能及控制措施

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建筑结构学报 2021年第S01期42卷 174-185页

作者：姜健陆尧亮李国强陈伟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 同济大学土木工程学院上海200092

建筑内部火灾的发生、发展过程较为复杂,采用标准升温曲线会造成过于保守或偏于不安全的结果。为研究火灾升降温全过程中三维部分铰接钢框架结构(周边刚接、内部铰接)的抗连续性倒塌性能,分析火灾场景、防火等级和支撑布置对结构倒塌的... 详细信息

建筑内部火灾的发生、发展过程较为复杂,采用标准升温曲线会造成过于保守或偏于不安全的结果。为研究火灾升降温全过程中三维部分铰接钢框架结构(周边刚接、内部铰接)的抗连续性倒塌性能,分析火灾场景、防火等级和支撑布置对结构倒塌的影响。研究表明:钢框架结构是否倒塌主要受升温段持续时间的影响,倒塌模式呈现明显的侧移式和下沉式特点,倒塌时间可偏保守地取为钢柱温度达到550℃时对应的时刻,结构受火的严重程度与其构件的防火等级有关,较高的防火等级可以防止结构在升温段发生倒塌,但也可能导致结构在降温段倒塌;为防止框架梁端在升温段和降温段发生断裂,梁端受拉承载力应分别不低于梁屈服荷载的30%和100%。在实际设计中,建议在顶层整层布置水平支撑体系,并在周边和内部布置竖向支撑体系,以防止结构发生倒塌;建议在确定结构的耐火等级时,应考虑可能发生的火灾场景,尤其要重视"长时-低温受火"的危险性。

关键词：高层钢框架结构火灾全过程连续性倒塌控制措施防火等级支撑体系

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GFRP管夹层灌浆修复锈蚀圆钢管T形节点受压性能研究

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建筑结构学报 2022年第10期43卷 285-294页

作者：左文康常鸿飞李照伟夹硕勋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 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 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GFRP管夹层灌浆修复锈蚀钢管节点的受压性能,改变支主管直径比、锈蚀率及修复构造,完成8个T形圆钢管节点的支管轴向受压静力加载试验。通过对主管加速锈蚀及GFRP管夹层进行灌浆修复,实测各钢管节点的破坏模式、荷载-变形曲线和荷... 详细信息

为研究GFRP管夹层灌浆修复锈蚀钢管节点的受压性能,改变支主管直径比、锈蚀率及修复构造,完成8个T形圆钢管节点的支管轴向受压静力加载试验。通过对主管加速锈蚀及GFRP管夹层进行灌浆修复,实测各钢管节点的破坏模式、荷载-变形曲线和荷载-应变曲线,分析节点受压承载力和初始刚度。结果表明:质量损失10%的主管锈蚀会使T形圆钢管节点受压承载力下降近20%,但未改变节点的失效模式;主管GFRP管夹层灌浆修复使锈蚀T形圆钢管节点的受压承载力提高100%左右,且较未锈蚀对比T形圆钢管节点可提高约70%;GFRP外管的约束作用是提升节点受压性能的关键,采用无约束作用的PVC外管会使灌浆层过早开裂并剥离,修复效果一般;主管焊接连接键可以增强钢管与灌浆夹层之间的锚固,其对PVC管夹层灌浆修复锈蚀节点的提升作用更明显,但对有GFRP约束修复T形圆钢管节点的贡献很小。建立并验证了各类T形圆钢管节点的有限元模型,揭示未修复节点主管塑性化变形失效机制,以及GFRP管夹层灌浆的约束作用对于锈蚀节点受压性能的提升机理。

关键词：圆钢管T形节点 GFRP管夹层灌浆锈蚀受压试验有限元分析受压性能

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6061-T6铝合金力学性能试验研究

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建筑结构学报 2023年第8期44卷 196-206页

作者：尹亮倪照鹏范峰叶继红哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 应急管理部天津消防研究所消防规范研究室天津300381 应急管理部天津消防研究所国家标准《建筑设计防火规范》管理组天津300381 中国矿业大学消防研究院江苏徐州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

完善铝合金网壳耐火评价方法需要材性数据支撑,为此,对6061-T6铝材进行了常温及高温拉伸试验、高温蠕变试验研究,提出了高温材性(弹性模量、规定塑性延伸强度、抗拉强度)三段式折减系数模型、承载能力极限状态本构模型和蠕变第Ⅱ阶段速... 详细信息

完善铝合金网壳耐火评价方法需要材性数据支撑,为此,对6061-T6铝材进行了常温及高温拉伸试验、高温蠕变试验研究,提出了高温材性(弹性模量、规定塑性延伸强度、抗拉强度)三段式折减系数模型、承载能力极限状态本构模型和蠕变第Ⅱ阶段速率模型。研究结果表明:板式节点的圆盘盖板与H形截面铝梁存在常温材料强度差异;当温度超过300℃时,6061-T6铝材屈强比接近于1.0;而在175℃以上时,需开始考虑热暴露时长增加对材料强度劣化的影响;断裂临界应力比随温度升高线性降低;当温度超过250℃时,热暴露时长对同应力比水平下蠕变断裂时间有显著影响。建议相关设计标准对高温材性试验的保温时间进行完善。

关键词：铝合金高温试验折减系数模型本构模型蠕变模型热暴露

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基于GPU的杆系离散元并行算法在大型工程结构中的应用

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工程力学 2021年第2期38卷 1-7页

作者：叶继红王佳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 中国矿业大学徐州市工程结构火灾安全重点实验室徐州221116

杆系DEM(离散元,discrete element method)是求解结构强非线性问题的有效方法,但随着结构数值计算规模的扩大,杆系DEM所需要的计算时间也随之急剧膨胀。为了提高杆系DEM的计算效率,该研究提出单元级并行、节点级并行的计算方法,基于CPU-... 详细信息

杆系DEM(离散元,discrete element method)是求解结构强非线性问题的有效方法,但随着结构数值计算规模的扩大,杆系DEM所需要的计算时间也随之急剧膨胀。为了提高杆系DEM的计算效率,该研究提出单元级并行、节点级并行的计算方法,基于CPU-GPU异构平台,建构了杆系DEM并行计算框架,编制了相应的几何非线性计算程序,实现了杆系DEM的GPU多线程并行计算。对杆系DEM并行算法的设计主要包括数据存储方式、GPU线程计算模式、节点物理量集成方式以及数据传输优化。最后采用大型三维框架、球壳结构模型分别验证了杆系DEM并行算法的计算精度,并对杆系DEM并行算法进行了计算性能测试,测试结果表明杆系DEM并行算法加速比最高可达12.7倍。

关键词：离散单元法杆系结构几何非线性 GPU并行计算 CPU-GPU异构平台

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