摘要：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%。

摘要：为推进可持续能源的存储和利用,促进我国产业绿色低碳化发展,本文探讨了压气储能内衬洞室(LRC)气体泄漏的三大主要原因:结构裂缝、热力循环和材料渗透,并提出地下岩穴储气库复合式衬砌密封结构及其施工方法,有效提高了LRC系统的安全稳定性和运营寿命,为完善LRC设计理论、提高LRC存储效率、保障LRC结构安全提供一定指导。

摘要：织物膜材因其轻质、高强、耐候性及加工运输便捷等优势,广泛应用于公共建筑、应急救援、航空航天、工业及军事等领域。近年来,为精确分析织物膜结构并推动其在不同领域应用,织物膜材的力学性能成为研究焦点。为此采用CiteSpace对国内外20余年的相关文献进行深入分析,通过可视化知识图谱阐述了织物膜结构研究热点的演化进程,并系统分析了织物膜材测试方法、力学性能及宏–细观本构模型等方面的研究进展。梳理发现国内膜结构的早期研究主要集中在结构找形和静力分析,随着膜结构在我国不同领域的深入运用,相关研究逐渐扩展到材料的本构模型、强度准则、结构风致灾变等方面:1)织物膜材的拉伸性能与其细观结构、基布编织工艺、涂层工艺及纤维类型等多种因素相关,呈现典型的各向异性,其抗拉强度随偏轴角度的增加呈现“U”型和“W”型两种变化特征。2)双轴剪切测试法可使得试件核心区域的剪应力呈均匀分布,目前被广泛应用于膜材剪切性能测试。3)膜材撕裂强度受测试方法的影响显著,现有研究多集中在材料撕裂性能上,初始缺陷对膜结构的静、动力学性能的影响机理需进一步明确。4)目前关于膜结构连接部位的研究多集中在膜片与膜片热合连接试件的面内拉伸性能上,忽略了面外荷载下连接部位易出现的剥离破坏。5)织物膜材本构模型分为细观机理模型与宏观唯象模型,现有的宏观模型基本实现了膜材非线性、非弹性、黏弹性等力学特征的描述,细观模型多注重拉伸刚度预测,缺乏对抗拉强度预测的相关研究。织物膜材的研究目前已取得长足发展,但一些方面仍需进一步研究:1)现阶段织物膜材分类依据单调,未考虑预定用途和特性差异,有必要对其分类依据进一步细化和完善。2)撕裂破坏是膜结构的主要破坏模式,但现行设计规范中并没有得到充分的体现。3)面内拉伸试验难以反映膜材热合区域真实的应力状态、力学性能和失效模式,热合焊接工艺对拼接膜材性能的影响机理有待研究。4)目前关于织物膜材以及连接部位的疲劳性能研究极少,膜材的疲劳损伤机理尚未明确。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：以1000 m深海半潜式平台上承房屋钢框架结构为研究对象,首先采用有限元方法模拟了3层、6层、9层3种高度的上承结构在100年一遇极端海洋环境荷载作用下的动力时程响应,获得较适宜的推荐高度;然后对推荐高度结构分别进行陆地地震作用及海洋环境荷载作用下的动力时程响应有限元模拟,并将两种支承条件与作用方式下房屋钢框架结构的动力时程响应结果进行对比。结果表明:海洋环境荷载作用下,3层和6层结构的动力响应水平都相对较小且差距不大,而9层结构的动力响应水平因海风及结构倾斜影响过大而比6层结构的有显著增大,据此选定6层高度作为较适宜的推荐高度;6层房屋钢框架结构在平台支承4个月一遇海况下与在陆地支承8度多遇地震下的动力响应水平总体基本相当,但与陆地支承8度罕遇地震动力响应水平相比,即使是100年一遇的极端海洋环境荷载作用,其动力响应水平总体上也明显小于前者;研究成果可为海洋平台上承结构物的设计提供参考。

摘要：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。

摘要：为提升装配式混凝土结构的预制及装配效率,确保连接节点具有良好的受剪性能,提出了一种不出筋预制、免支撑吊装、免胶预压连接混凝土框架结构体系的技术方案,并针对斜缝免胶预压连接节点的受剪性能进行了试验研究.参考规范中的单剪压受剪承载力计算方法,建议了斜缝免胶预压连接节点双剪压受剪承载力的计算与设计方法.结果表明:在表观剪跨比不大于1.54的情况下,竖缝连接节点发生了典型的界面摩擦滑移破坏,而斜缝连接节点则发生了典型的双剪压破坏;界面倾角越大,抗剪承载力越小,且界面极限滑移越大.

摘要：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。