高烈度区框架—核心筒—伸臂桁架结构耗能分析

作为重要的抗侧力体系和耗能构件,伸臂桁架对超高层建筑有着举足轻重的作用.文中以某8度区框架—核心筒超高层结构为工程背景,基于Perform-3D软件进行了罕遇地震工况下的耗能分析.结果 表明:地震大部分能量(约78.7％)在弹性阶段由结构阻尼吸收,以振动衰减或结构内能形式耗散了,仅少量能量(约20.8％)使结构产生变形...     

阻尼填充墙高性能砂浆阻尼层性能试验研究

设计了一种用于阻尼填充墙的高阻尼砂浆层阻尼层,并对其进行拟静力试验,研究其力学性能.结果表明:与一般砂浆层相比,高阻尼砂浆阻尼层具有更大的耗能与变形能力.当聚灰比在0.38~0.53的范围内,随着聚合物含量的增加,高阻尼砂浆阻尼层的耗能能力和变形能力都有明显的增加,超出了这个范围,提高聚合物含量的效果不大.采用苯丙乳液和丁苯乳液共混且聚灰比为0.45的高阻尼砂浆作阻尼层能取得最大的耗能与变形能力.增大高阻尼砂浆阻尼层的厚度可以提高其水平变形能力,可以较好延缓上部砌体单元与阻尼层之间的滑移,提高阻尼层的耗能能力,但是极限承载力会随着厚度的增加而降低,阻尼层的厚度取为9mm较适宜.     

Li5La3Ta2O12/Al基高阻尼复合材料的制备和阻尼性能

采用粉末冶金法制备Li₅La₃Ta₂O₁₂/Al基陶瓷复合材料,并评价其阻尼性能、硬度和屈服强度.结果表明,复合材料的室温阻尼和力学性能较纯Al具有显著提高.当陶瓷颗粒质量分数为20%时,复合材料的室温内耗值可达0.010, 比相同温度范围内Al的内耗高约1个量级,对应的屈服强度和硬度值分别比Al提高约43%和28%.     

有垫片铺浆砌筑足尺粗料石砌体墙体抗震性能试验研究

为研究有垫片粗料石砌体墙的抗震性能,对6片单层单跨、尺寸为4 250 mm×3 200 mm×250 mm(长×高×厚)的有垫片铺浆粗料石砌体墙体进行了低周反复加载试验.试验结果表明,当竖向压应力从0.25 MPa增加到0.50和0.75 MPa时,墙体开裂时间延迟,能量耗散增加,变形能力减少,屈服荷载、峰值荷载和极限荷载分别增加了69.9%,60.4%,74.1%和106.7%,104.0%,118.2%,黏滞阻尼分别增加了41.2%和52.7%.当砂浆强度从2.5 M Pa增加到5.0和7.5 M Pa时,屈服荷载、峰值荷载和极限荷载分别增加了10.2%,11.4%,9.9%和22.8%,15.4%,15.2%,黏滞阻尼则明显减少;当块体长度从500 mm增加到1 000 mm时,位移延性系数增加了55.8%,黏滞阻尼系数增加了51.8%,能量耗散增加了1.73~2.73倍.采用简化公式计算得到的粗料石墙体抗剪强度与试验结果基本一致.     

多段填充复合蜂窝结构的动态响应特性研究

基于多胞材料独特的力学性能和微结构可设计性强的优势,提出一种多段三角形和六角形蜂窝填充能量吸收复合结构模型.利用显式动力有限元方法对该模型的动力响应特性和比吸能进行研究,重点讨论了不同恒定冲击速度下,蜂窝结构的排布及其相对密度对复合蜂窝结构宏观变形、动态平台应力、冲击载荷一致性和能量吸收能力的影响.研究结果表明,所设计的多段填充复合蜂窝结构能够让轴力和弯曲变形共同参与整体变形,实现I类和II类能量吸收结构的优势互补.通过对各段内微结构及段长的合理选择,复合蜂窝结构的冲击载荷效率明显提高,冲击应力波动幅度明显降低,能够有效地提高并控制蜂窝结构能量吸收效率.本文对完善多胞结构的耐撞性设计方法和控制能量吸收过程具有指导意义.     

水下爆炸冲击波下X型夹层板抗爆性能分析

基于大型商用软件MSC.DYTRAN,通过分析比较,初步得出结论:新型复合材料X型夹层板具有吸能好、比强度高等特点,是一种理想的能量吸收单元.与传统船体板架结构相比,夹层板单元在水下冲击波作用下结构的变形、吸能、速度、加速度均有不同程度的改善.     

弹性沥青应力吸收防水层在旧路改造中的应用

弹性沥青应力吸收层具有优异的防水作用、抗变形能力,对旧水泥路面反射裂缝具有优良的应力吸收能力,对延长沥青加铺层寿命具有重要意义,文中主要介绍了弹性加层设计与施工,为弹性应力吸收层应用提供有益参考.     

岩石能量特征与其细观结构的关联性

 岩石的细观结构影响其受载过程中的能量行为。从岩石基元平均强度、均质度和细观特征尺度等3种细观特征入手,研究了其对特征能量参数和能量特征指数的影响规律。结果表明:(1)基元平均强度越大,相同应力比下的输入能量密度和积聚弹性能密度呈非线性增长;峰后所需耗散能密度变化不大,约为500～2000J/m³;弹性能转化率变小;岩样能量特征指数呈指数型增长。(2)随着均质度的升高,峰前输入能量密度和积聚弹性能密度都呈线性增长;峰后破坏所需耗散能降低;越来越多的能量转化为弹性能积聚在岩石内;能量特征指数线性增大。(3)细观特征尺度越大,外界输入能量和积聚弹性能都增大,但幅度不同;峰后破坏所需耗散能越大;弹性能转化比例越低;当细观特征尺度小于1mm时,能量特征指数大幅减小,而当其大于1mm时,变化不大。     

立体停车结构抗震性能及水平阻尼支撑参数优化

将原研发的水平阻尼支撑应用于高层立体停车结构,以框架停车区平面剪切角及升降区平面剪切角在水平激励下的峰值响应为性能指标,使用ANSYS软件的APDL语言建立了参数化车库-阻尼器模型,通过动力时程分析,研究了支撑杆件布置方案、黏弹性材料的阻尼系数与损耗因子变化对水平阻尼支撑响应控制效果的影响,经比较分析后确定了优化后的水平阻尼支撑参数.结果表明,当支撑杆布置选取最优方案,黏弹性材料阻尼系数取200kN·s/m、损耗因子取5.0时,在不同二维地震波作用下,结构的停车区平面剪切角峰值分别下降了65.67%、51.72%、51.59%,升降区平面剪切角峰值分别减少了73.23%、72.51%、75.36%,结构平面内梁柱变形同步性增强,升降设备工作环境稳定性明显提升,水平阻尼支撑工作状态良好.研究结果对黏弹性阻尼器应用于高层立体停车结构以及高层立体车库设计具有指导意义.     

选择性激光熔化中铺粉层厚的影响

选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)技术可以直接成形高性能金属零件,是最具应用前景的快速成形技术之一。文章以316不锈钢粉末为试验材料进行20mm×20mm×20mm正方体方块的制作,讨论了铺粉层厚对制件性能的影响规律;并通过试验,确定最佳的加工参数,制得了致密度为99.9%、拉伸强度达1 038.8 MPa的制件。该文对SLM成形高质量零件具有一定的指导意义。     

高强土工格室加筋砂地基模型试验变形分析

高强土工格室采用新型U形钉节点, 材料抗拉强度为传统格室的10倍左右. 将土工格室置于地基, 形成土工格室结构层, 针对纯砂地基和不同格室焊距的土工格室加筋砂地基进行多组模型试验. 分析试验所得荷载-沉降曲线, 结果表明土工格室加筋能明显提高地基承载力,减少地基沉降. 在一定范围内, 格室焊距越小, 加筋效果越明显. 将Winkler弹性地基梁计算方法运用于高强土工格室加筋砂地基沉降计算中, 得出弹性地基梁的有限长梁解, 通过试验所得实测数据较为精确地确定了计算所需参数; 对比试验和计算结果, 给出了高强土工格室加筋砂地基结构层变形计算方法, 并且得出高强土工格室这一新型材料的相关计算参数.     

高温后钢管超高强石渣混凝土短柱的轴压性能

低碳超高强石渣混凝土是作者利用本地原材料以低至350 kg.m-3的水泥消耗量自主研发的新型环境友好型混凝土.本文以试件的直径、径厚比、混凝土强度等级、混凝土类型和温度为试验参数进行了12根试件的轴心受压试验,考察了高温后钢管超高强石渣混凝土短柱在轴心受压时的破坏形态,研究高温后钢管超高强石渣混凝土短柱的力学性能和剩余承载力.试验结果表明:在试验参数范围内,高温后试件的荷载-平均应变关系曲线与常温下的曲线相似,都可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、承载力下降段和承载力回升段等4个阶段;但高温后的曲线的弹性变形阶段明显缩短,弹性极限荷载与极限荷载的比值减小,刚度明显蜕化;峰值应变增大,而最大压缩应变明显减小;高温后钢管超高强石渣混凝土的剩余承载力系数比钢管聚丙烯纤维超高强石渣混凝土的大,而高温后这两者的剩余承载力系数均比钢管混凝土的高,并分析了其机理.     

动载作用下玻璃纤维增强复合材料管砂浆能量耗散分析

为了研究动载作用下玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer, GFRP)管砂浆的能量耗散情况,通过应用分离式霍普金森压杆实验装置对4种不同壁厚的GFRP管砂浆试块进行动态劈裂拉伸试验,研究其在4种应变率下的能量耗散规律。结果表明,GFRP管砂浆试块的入射能、反射能均与应变率呈正相关,随着应变率的增大呈上升趋势,壁厚为3 mm和4 mm时,吸收能提升的幅度较大,壁厚为2 mm和5 mm时,吸收能提升的幅度较小。GFRP管砂浆试样的反射能、透射能、吸收能与入射能呈正相关。GFRP管砂浆试块透射能随GFRP相对壁厚的增加经历两个阶段的变化,透射能曲线先是线性增加后是增长趋于稳定保持不变。GFRP管砂浆试块耗能密度与入射能具有良好的线性关系,5 mm壁厚试块耗能密度最大但其增长幅度最小,3 mm和4 mm壁厚试块耗能密度增长幅度最大,2 mm试块耗能密度增长略高于5 mm试块。试件沿着加载轴线呈对称式破坏,应变率越大破坏程度越大,GFRP管壁厚越大破坏越明显。     

开洞节能砌块隐形密框复合墙体恢复力模型

研究开洞节能砌块隐形密框复合墙体的抗震性能,对6片1/2缩尺的开洞密框复合墙体进行低周往复荷载作用下的拟静力试验,研究不同参数对结构构件受力性能的影响.试验考虑了墙体的配筋率、开洞形式对构件的承载力、刚度、变形、延性耗能、破坏形态及刚度退化等的影响,得出相应的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线等,并建立相应的开洞复合墙体恢复力模型.研究结果表明:肋柱配筋率的增加有利于提高复合墙体承载力、延性变形性能,而肋梁配筋率的增加有利于约束后期横向滑移变形,变形性能较佳;随着墙洞比系数的减小,复合墙体的强度、刚度有所增加,滑移变形较少,极限位移变形较少,前期刚度退化较平缓,后期下降段强度变化较明显,滞回曲线相对饱满,延性耗能、抗震效果较好.     

预制裂纹盐岩单轴力学特性及能量机制试验

盐穴储气库在水溶造腔时会产生大量溶蚀裂纹,为研究裂纹对盐岩强度和变形等力学性能的影响,利用MTS-815岩石力学实验系统,对不同参数裂纹盐岩的力学特性进行试验研究,采用对数应变对试验结果进行修正,分析了不同参数裂纹对盐岩的强度和变形的影响,并基于能量耗散理论分析其损伤破坏过程中的能量特征.结果表明:不同倾角裂纹降低了试样的峰值强度值,但降低量的多少与裂纹倾角大小未呈现明显的线性关系;不同长度的预制裂纹对盐岩峰值强度有明显的弱化作用,裂纹越长,弱化作用越大.外力做功产生的总应变能U绝大部分转化为耗散能Ud,小部分累积为可释放的弹性应变能Ue,导致盐岩内部产生损伤和塑性变形.破坏过程总能耗、耗散能、弹性应变能等,能量与应变关系曲线表现出明显的阶段特征;盐岩单轴压缩呈现压密阶段、弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段等4个阶段.     

钢筋混凝土框-剪结构采用粘弹性阻尼器的减震设计

介绍了9度区钢筋混凝土框－剪结构采用粘弹性消能支撑的设计方案，阐述了粘弹性阻尼器及消能支撑的减震设计步骤，给出了弹塑性地震反应计算方法和主要计算结果，计算表明，结构设置粘弹性阻尼器后，可控8度抗震设防要求设计，结构阻尼比增加5％左右，层间位移和加速度较原结构减小明显，在多遇，罕遇水平地震作用下，能分别满足承载力和变形的要求。     

3D打印火箭壳体Kagome蜂窝加筋结构压溃性能预测和实验验证

研究丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料3D打印Kagome蜂窝薄壁加筋结构压溃性及其解析公式,并实验验证各向同性Kagome蜂窝的抗压溃性能.根据平面结构正交各向异性Kagome蜂窝的有效弹性模量公式,给出3D打印Kagome蜂窝的弹性模量、相对密度和形状各向异性比的关系,通过解析公式和实验结果,得到抗压溃性能最优的Kagome蜂窝结构.该方法可用于指导火箭箭体加筋结构的设计和加工.     

含水率和加筋条件对棕榈加筋土的影响

通过击实试验、无侧限抗压试验,将加筋土与未加筋土的无侧限抗压强度、破坏时的轴向应变和正割模量相比较,研究了含水率对不同加筋条件下棕榈加筋土抗压强度和变形的影响,并从能量吸收能力角度说明含水率和加筋条件对加筋土强度和变形的影响。结果表明:增强土样抗压强度的适宜加筋率和筋材长度分别为0.5%和20 mm;且土样在具有最优含水率的条件下,纤维增强效果最佳,在最优含水率附近纤维增强效果都成降低趋势;加筋土的能量吸收能力随加筋率、纤维长度、含水率的增加而增加;纤维的加入降低了土体的刚度。另外,土样的破坏形态由未加筋土单一剪切面的脆性破坏逐渐转变为加筋土多剪切面的塑性破坏。     

一种叠层橡胶支座动态性能试验研究

通过对一种叠层橡胶支座进行伪静力试验,研究加载频率、剪切变形率、热老化对叠层橡胶支座的等效水平刚度、等效阻尼比等支座动态性能的影响。试验结果表明,加载频率、加载振幅对支座刚度和阻尼均有较明显的影响,在支座刚度计算中应当考虑这一因素。老化试验表明该叠层橡胶支座在建筑结构使用期内具有足够的耐久性,最后提出了该叠层橡胶支座的赐度计算建议公式。