热氧老化作用下废旧叠层轮胎隔震垫的力学性能

为研究废旧叠层轮胎隔震垫(STP)的老化性能,选取180 mm×180 mm×69 mm的6层STP,利用老化试验箱在100℃下对试件分别进行77、154、231、308 h的热空气加速老化试验,通过对比STP老化前后的竖向极限强度、竖向压缩刚度、水平刚度和水平耗能能力,分析了其随老化时间的变化规律.结果表明,在建筑结构使用期限内,STP的力学性能稳定,具有可靠的隔震性能.     

橡胶隔震支座竖向性能试验研究

为了全面评价隔震橡胶支座的竖向性能，特别是在压缩剪切变形状态下的竖向性能．对铅芯橡胶支座和天然橡胶支座的竖向性能进行了试验研究，分析了这两种隔震支座在压缩剪切变形状态下偏压竖向刚度以及竖向变形量等特性。结果是随着剪切变形的增加，隔震橡胶支座的竖向刚度逐渐减小；由剪切变形和竖向压力产生的竖向沉降量的比例是不断变化的。因此，在全面评价橡胶隔震支座特性时，单纯压缩竖向刚度不足以全面反应橡胶隔震支座的竖向压缩性能．     

老化-荷载作用下叠层轮胎隔震垫时变力学性能

为研究建筑结构设计基准期(50年)内叠层轮胎隔震垫(scrap tire rubber pads，STRP)竖向力学性能的时变规律，对61组7层STRP支座施加5 MPa竖向荷载并分别进行老化31，62，93，124和154h的荷载耦合老化试验及普通老化试验.结合荷载耦合老化后轮胎的微观扫描电镜分析(SEM)及STRP的竖向力学性能试验，研究STRP在不同老化时间下的破坏特性、竖向承载力衰减，以及竖向刚度和竖向变形性能的退化规律.研究表明:在荷载耦合老化作用下STRP表面随老化时间的增加，裂缝扩展且局部轮胎内部炭黑外移析出，STRP竖向刚度逐渐增大，竖向变形性能变差，但极限承载力无明显改变.     

废旧轮胎隔震垫力学性能试验研究

研究开发了一种适用于农村地区的低造价新型隔震装置——废旧轮胎隔震垫(STP)。这种新型隔震支座是由汽车废旧轮胎制作而成,具有造价低廉、制作简单、自重轻、利于环保等优点。对STP支座进行了轴压试验、压剪试验以及斜压试验。研究表明:STP支座性能稳定,竖向刚度远大于水平向刚度,是一种有效的隔震装置。     

竖向拼缝对正交胶合木剪力墙抗侧性能的影响

为研究竖向拼缝对正交胶合木(CLT)剪力墙抗侧性能的影响,设计了无竖向拼缝和有竖向拼缝的两种CLT剪力墙试件,对这两种CLT剪力墙试件进行了拟静力往复加载试验,对比了往复荷载作用下两种CLT剪力墙试件的破坏模式、极限承载力、初始刚度、耗能能力和刚度退化特性。研究结果表明:无竖向拼缝CLT剪力墙的极限承载力和初始刚度较有竖向拼缝CLT剪力墙的极限承载力和初始刚度高,且相比于有竖向拼缝CLT剪力墙,无竖向拼缝CLT剪力墙在往复荷载作用下耗散了更多的能量;在相同的侧向位移下,无竖向拼缝CLT剪力墙的抗拔连接节点变形较有竖向拼缝CLT剪力墙的抗拔连接节点变形严重;两种CLT剪力墙试件均表现出了明显的刚度退化现象。     

橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸刚度

建立橡胶支座的分析模型,根据支座的变形协调和受力平衡条件,推导出不同拉力时支座竖向拉伸刚度的计算公式,据此分析一个实际的橡胶隔震支座剪切变形下的竖向拉伸性能.结果发现:在剪切变形下,当拉力小于临界值,即橡胶剪切模量与修正的支座剪切面积的乘积时,支座的竖向拉伸性能不是压缩性能的镜像;当拉力大于临界值时,竖向拉伸性能的变化与竖向压缩性能类似,但竖向拉伸刚度远小于竖向压缩刚度.此外,与纯拉伸相比,支座在拉剪作用下容许发生更大的竖向位移,因此,支座在拉剪作用下会改善橡胶层受拉而破坏的情况.     

不同长度耗能梁段偏心支撑框架受力性能

通过对3种长度耗能梁段下的K型偏心支撑钢框架进行往复力加载试验,研究了耗能梁段长度对结构受力性能的影响,分析了结构的极限承载能力、破坏形式、刚度退化及耗能等性能。研究结果表明:随着耗能梁段长度的增加,K型偏心支撑钢框架的强度、刚度和耗能均产生了明显的退化现象,但延性有所提升。耗能梁段长度的增加使得偏心支撑钢框架屈服荷载及极限承载力明显下降,这表明耗能梁段的长度对钢框架受力性能具有较大影响。耗能梁段长度的改变,并不影响偏心支撑钢框架率先通过耗能梁段消耗能量,从而保护整体框架相对稳定的设计理念。     

加载制度对具有Bouc-Wen模型特征的结构反应的影响

根据ISO和CUREE两种低周反复加载制度并采用Bouc-Wen恢复力模型计算得到不同参考位移时轻型木结构的力学性能参数,通过对结构极限强度、极限位移、刚度、耗能和强度及刚度退化的分析得到如下的一些结论:1)不同加载制度下得到的轻型木结构力学性能参数是不同的,在利用试验结果对轻型木结构房屋进行性能评价时应该考虑加载制度和参考位移的影响;2)采用ISO加载制度,参考位移为120mm时结构的极限强度和极限位移较参考位移为60mm时分别增加12%~13%和66%~68%;采用CUREE加载制度,参考位移为100mm时结构的极限强度和极限位移较参考位移为50mm时分别增加4%~6%和55%~58%;3)结构的割线刚度受参考位移的影响较小;4)参考位移对ISO加载制度下的结构耗能、强度及刚度退化影响较大,而对CUREE加载制度下的影响较小.     

锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的梁式试验

通过梁式试验法研究了锈蚀对配箍钢筋混凝土构件粘结性能的影响,探讨了试件表面锈胀裂缝宽度和钢筋锈蚀率对极限粘结强度及钢筋自由端滑移量的影响规律.试验研究表明,钢筋混凝土梁表面纵向锈胀裂缝产生与否及其宽度大小,并不是影响配箍构件粘结性能的本质因素,它与粘结强度或滑移性能的相关性均不显著.锈蚀率对粘结性能有着重要影响,极限粘结强度和粘结刚度均随锈蚀率增加先增大后减小,但锈蚀率在5%以内时不会低于未锈蚀钢筋水平;达极限粘结强度时,钢筋自由端滑移量随锈蚀量增加明显减小,当锈蚀率为4.6%时滑移量仅为未锈蚀梁的17.6%.     

套筒连接混凝土剪力墙有限元分析

目的研究套筒连接混凝土剪力墙的应力、承载力、刚度和变形能力的变化规律.方法利用ABAQUS有限元分析软件,采用位移控制方式,对14个不同轴压比、配筋率和套筒长度的混凝土剪力墙进行水平单调加载,并对其受力性能进行分析.结果发生竖向边缘处钢筋屈服、底部混凝土压碎的压弯破坏,并且破坏大多集中在两侧的竖向边缘且从底面往上1m高度区域内.随着轴压比的增大,极限承载力和刚度均增大,而变形能力减小.随着配筋率的增大,极限承载力和变形能力均增大,而刚度基本没有变化.随着套筒长度的增大,极限承载力增大,而刚度和变形能力均基本没有变化.结论套筒连接混凝土剪力墙有较好的承载力、刚度和变形能力,套筒连接处可以有效传递钢筋的应力.     

叠层橡胶隔震支座动力特性试验研究

通过对１６个叠层橡胶隔震支座的动力试验，研究了这类隔震支座的基本性能，包括：大震时设计压力下的水平刚度和阻尼特性：水平剪切变形，水平荷载频率、水平荷载循环次数，竖向荷载变化对隔震支座水平刚度和阻尼特性的影响，纯压承载力，极限水平位移，大震时的极限竖向荷载。     

叠层橡胶隔震支座动力特性试验研究

通过对16个叠层橡胶隔震支座的动力试验,研究了这类隔震支座的基本性能,包括：大震时设计压力下的水平刚度和阻尼特性;水平剪切变形、水平荷载频率、水平荷载循环次数、竖向荷载变化对隔震支座水平刚度和阻尼特性的影响;纯压承载力;极限水平位移;大震时的极限竖向荷载．     

叠层轮胎隔震垫轴压状态下的破坏准则

为进一步明晰叠层轮胎隔震垫(STP)在纯压状态下的破坏行为,提出了更为精确的轴压破坏准则。选取180 mm×180 mm的方形6层STP,对其进行竖向极限性能试验,分析其在二次加载后的承载力变化、外观破坏及钢丝网分布变化情况。试验结果表明:STP受压时钢丝网断裂情况与其承载力变化关系密切,二次加载时,STP荷载-位移曲线出现拐点的主要原因是钢丝网达到极限拉应力而局部断裂。在结合叠层橡胶隔震支座的破坏准则的基础上,建议将STP内部钢丝网断裂情况作为其轴压破坏失效的判定指标。同时,为了保证设计及使用安全,选取钢丝网断裂时荷载-位移曲线的最小荷载作为STP的极限承载力。     

加筋长度和加筋率下的稻草加筋土强度特征

为了解决由盐胀和溶陷导致的盐渍土低强度和大变形问题,依据抗压实验和三轴压缩实验,研究6种加筋长度和5种加筋率下的稻草加筋滨海盐渍土的抗压强度、抗剪强度和抗变形性能。结果表明,直径50 mm抗压试样的适宜加筋率为0.2%,适宜加筋长度为15 mm,直径61.8 mm三轴压缩试样的适宜加筋率为0.2%,适宜加筋长度为20 mm,这2种条件下加筋土的强度值最高、抗变形性能最优。加筋大幅提高了土的黏聚力,但对土的内摩擦角影响很小,只有在加筋土达到一定的轴向应变时,稻草的加筋作用才能发挥出来。     

等质量圆形基础与风电空心锥形基础承载特性

空心锥形钢筋混凝土基础是一种新型陆地风电基础形式。通过开展数值模拟,研究了在钢筋混凝土用量相等情况下,空心锥形基础与传统重力式圆形基础在水平荷载、竖向荷载及弯矩作用下的承载特性和基础周围土体变形规律,探讨了基础尺寸、比尺效应对基础承载力和土体变形的影响。研究表明:相较于圆形基础,空心锥形基础水平承载力提高幅度为202%～456%,并能有效控制基础位移;弯矩承载力大幅提升5.1～7.9倍;竖向承载力最大提高35.5%。空心锥形基础水平极限承载力随径高比(基础顶面直径与高度之比)的增大逐渐减小,竖向与弯矩极限承载力随径高比的增大而增大。随锥形基础径高比增加,在水平荷载和弯矩作用极限状态下,基础周围土体隆起量逐渐减小;竖向载作用下,土体变形范围逐渐增大。对基础极限承载力进行无量纲化处理,研究比尺效应对其影响,发现比尺效应对基础竖向承载力影响较大,对水平和弯矩承载力影响较小。     

水平荷载作用下煤矸石空心砖墙受力性能影响因素分析

在已有煤矸石空心砖墙抗震试验的基础上,利用ANSYS软件,建立试验有限元模型,并与试验结果进行对比分析,验证有限元模型的正确性。在试验有限元模型正确的前提下,结合工程实例,确定模型尺寸,同时考虑竖向压力、砂浆强度等级、洞口尺寸及位置变化等参数对水平荷载作用下煤矸石空心砖墙体受力性能的影响,设计3个系列23个试件,对每个试件在单调荷载和低周反复荷载作用下的受力性能进行有限元模拟分析。研究结果表明:竖向压力是影响空心砖墙体的主要因素,墙体的承载能力随竖向压力的增加而提高,墙体的延性及破坏形式则随竖向压应力与墙体平均抗压承载力的比值不同而表现出不同的形式;砂浆强度等级提高,墙体的承载能力随之提高,但延性减小;洞口大小及位置也是影响墙体受力性能的主要因素。墙体的极限承载力、延性和刚度随洞口尺寸的增大而减小;当洞口居中布置时,墙体的承载能力最小,而延性较好;当门洞靠边布置时,墙体的承载能力提高,延性减小。     

预应力厚层橡胶三维隔震装置的力学性能分析

基于厚层橡胶支座，通过增设预应力螺杆，设计了一种用于工程结构的新型三维隔震装置，构建力学模型，分析其在竖向荷载作用下的受力特点与刚度变化规律.采用ANSYS软件建立其有限元模型，对竖向压缩时装置的竖向刚度和螺杆内部应力分布进行定量研究，并观察装置在压剪时的变形形态.结果表明，该装置在竖直方向上具有两阶段刚度，第1阶段刚度大小可调，可达到第2阶段刚度的4倍以上.在发挥厚层橡胶支座自身三维隔震性能的同时，能够有效控制支座竖向变形.同时，该装置的特殊构造不会影响支座的水平隔震性能，可完全发挥出预期效果.     

碳纤维增强体对工程车辆翻新轮胎胎面橡胶的性能影响

为了有效解决工程车辆翻新轮胎在作业过程中经常出现崩花掉块、易被刺扎和磨耗快等问题,进一步提高翻新轮胎使用寿命,以工程翻新轮胎胎面橡胶为基体,碳纤维作为增强材料,考察了黏合体系及混炼工艺对碳纤维与胎面橡胶之间黏合性能的影响,利用电子显微镜对碳纤维与胎面胶界面的黏合状态进行了观察和分析,并通过拉伸强度、撕裂强度、弹性模量、拉断伸长率、回弹性、硬度和磨耗指数等性能对比试验,获得了不同长度、不同质量分数的碳纤维增强材料对工程车辆翻新轮胎胎面的性能影响规律.试验结果表明:当碳纤维长度约为6 mm、质量分数约为7%时,对工程翻新轮胎胎面橡胶的增强效果较为理想,主要物理机械性能指标良好,工程车辆翻新轮胎的使用寿命大大提高.     

椰子壳的力学性能试验研究

椰子壳作为一种天然高聚物,具有强度高、不易腐烂、绿色环保等优点,可用作填海造地的吹填料。通过开展椰子壳材料力学性能试验,研究椰子壳轴向荷载作用下的变形、应力-应变关系、伸长率等力学性能,分析加载方向、加载速度和椰壳干湿状态对其力学性能的影响。结果表明:椰壳在竖向荷载作用下,其竖向变形与荷载增长近似成线性关系,其破坏形式表现为脆性破坏;长轴方向的极限抗压强度较短轴大,干椰壳强度大于湿状态的强度,椰壳强度随着加载速度的增加而增大。     

铝合金薄壁管T型接头强度及变形特征

将6063铝合金薄壁矩形管焊接成2种类型的T型接头,对其进行弯矩和压缩试验,测定其载荷与变形的响应关系,分析其极限强度.建立有限元模型,研究接头极限强度及变形过程.结果表明,不等宽T型接头在弯矩载荷下,载荷与变形响应曲线上无峰值;等宽管T型接头在弯矩和压缩载荷下,先发生整体屈服,后达到峰值载荷;铝合金薄壁管T型接头强度设计时的极限承载能力应为接头整体屈服时的载荷,焊缝区和热影响区的软化对接头承载能力有比较大的影响.