摘要：[目的]大直径单桩基础在我国海洋工程中应用广泛,其通常由锤击贯入的方式完成基础的安装。由于桩锤的锤击作用,桩体在沉桩过程中受到连续的冲击荷载,易出现疲劳问题。因此对大直径单桩基础的贯入过程及所致疲劳损伤的研究就显得尤为重要。[方法]文章以大直径单桩基础为研究对象,基于工程现场测试数据,为解决单桩连续贯入计算量过大的问题,提出分段预置建模方法,实现了对单桩锤击贯入过程的分段计算,验证了该方法计算单桩锤击过程中桩身的力学响应的可行性,得到了单桩桩身测试断面在单次锤击作用下的位移、速度和应力的时程响应。基于S-N曲线和Palmgren-Miner理论计算了桩身变截面焊接位置处的疲劳损伤。[结果]研究结果表明,所提出的分段预置建模方法能够较好地反映锤击作用下桩身的力学响应,与现场实测数据相比,位移、速度、应力变化趋势均吻合较好。模拟所得的应力最大值与实测值之间误差均在10%以内。[结论]单桩目标截面单次锤击损伤与所受有效锤击能的大小直接相关。单桩经历1017次锤击作用后桩身变截面焊接位置处的疲劳损伤为7.578%,占构件设计安全前提下疲劳寿命的22.734%。因此,应重视单桩锤击贯入过程中由于锤击作用所导致的桩身疲劳损伤。

摘要：给出了典型轮载作用下带裂纹正交异性钢桥面板及铺装层的响应、疲劳寿命等相较于无裂纹工况的变化,发现裂纹未完全贯通顶板时对结构局部刚度影响较小,仅当完全贯通裂纹尺寸达一定程度时才导致结构竖向位移显著增大。然而,即使顶板未被贯通,裂纹仍将引发铺装层底部应变集中,导致其寿命明显降低。基于铺装层应变-寿命关系,估计当裂纹深度达顶板厚度的1/2、3/4时,可使得铺装层寿命分别降低约15%、35%。

摘要：为提升胶合木结构抗震耗能性能,设计一种碳纤维布增强钢-木屈曲约束支撑,通过对10个支撑试件的低周反复加载试验,研究其承载力、破坏形式和耗能能力,并分析支撑约束比、碳纤维布的约束间距和层数的影响。结果表明,约束比大于3.5、且采用3层间距50 mm的碳纤维布时,支撑的荷载-位移滞回曲线饱满,可达到200倍的塑性变形要求。提高约束比、碳纤维布用量可以使支撑由整体失稳向局部屈曲转化、提高支撑性能:使用3层碳纤维布,间距由100 mm减小至50 mm时支撑受压承载力提高13%,累积耗能提高26%;使用50 mm碳纤维布间距,层数由2层提高至3层时支撑受压承载力提高9%,累积耗能提高19%。基于受弯承载力的支撑约束比设计方法和基于核心钢板局部屈曲假定的碳纤维布间距和层数计算方法可用于指导工程设计。

摘要：为了评估基于铁杉胶合、组坯而成的正交胶合木(cross-laminated timber, CLT)的力学性能,通过试验分别测试了五层层板构造的铁杉CLT在强弱轴方向的弯曲及剪切性能,并分析了该板材的破坏模式。基于试验获取的荷载-挠度关系曲线,采用剪切类比法(shear analogy method),获取了该铁杉CLT板在强、弱轴方向的弯曲及剪切力学参数,并基于标准正态概率分布模型以及相关材料性能分项系数,计算了该铁杉CLT板在强、弱轴方向的抗弯、抗剪强度标准值和设计值。试验和数据分析结果表明:该铁杉CLT板在弱轴方向受弯曲和剪切作用时,其底层横纹层板对板材截面的抗弯、抗剪刚度几乎没有贡献;尽管受弯、受剪时的破坏模式在强弱轴方向有所区别,但均以较为突然的脆性破坏为主,设计时应采用经材料性能分项系数折减的强度设计值,即强、弱轴方向的抗弯强度设计值分别为10.7 MPa和2.2 MPa,强、弱轴方向的抗剪强度设计值分别为0.5 MPa和0.4 MPa。

摘要：为研究长期海洋大气环境作用对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-钢界面粘结性能的影响,设计并制作了36个CFRP-钢板双搭接试件,采用盐雾沉降量1~2 mL/80(cm^(2)·h)的盐雾箱来模拟海洋大气环境。对试件进行了疲劳加载后的静力拉伸试验,分析了环境作用时间(30、180、360天)、长期持续荷载和硅烷表面处理方式对CFRP-钢界面破坏模式和承载力的影响。研究结果表明:随着海洋大气环境作用时间增加,CFRP-钢双面搭接节点由胶层内破坏伴随CFRP层离破坏逐渐向钢-胶界面粘结失效转变。暴露360天后极限承载力最大下降了15.72%。硅烷表面处理对CFRP-钢界面耐久性提升作用较小。持续荷载导致短期环境作用下(30天)极限承载力下降了18.39%,但对长期环境作用影响很小,高应力预加疲劳导致CFRP-钢界面极限承载力最大下降了26.6%。采用Hart-Smith模型对CFRP-钢界面极限承载力进行计算,发现长期环境作用后的承载力预测值和试验值误差超过了30%。在考虑破坏模式变化对界面极限承载力的影响下进行了修正,将误差减小到最大为14.04%。

摘要：正交胶合木(Cross Laminated Timber,简称CLT)剪力墙结构具有资源可再生、装配化程度高、承载能力强等优点。文章通过拟静力试验对往复荷载下CLT剪力墙的承载能力与变形模式开展研究。设计平台法和连续法建造的带半搭接节点的CLT剪力墙试件,通过对两种建造方法的CLT剪力墙试件进行拟静力往复加载试验,对比往复荷载作用下,两种建造方法的CLT剪力墙试件的破坏模式、初始刚度、耗能能力和刚度退化特性,并分析两种建造方法的CLT剪力墙变形模式变化趋势。研究结果表明:在相同的侧向位移下,连续法CLT剪力墙的节点变形较平台法CLT剪力墙严重,且连续法CLT剪力墙的初始刚度和耗能能力较平台法CLT剪力墙高,两种建造方法的CLT剪力墙均表现出了明显的刚度退化现象。

摘要：侧向荷载作用下,正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)剪力墙的侧向承载力往往因墙体连接区域发生破坏而骤降。为了避免该破坏特征,提出在CLT墙板中贯穿无黏结预应力钢绞线,进而构成预压于基础上表面的预应力CLT剪力墙。通过拟静力往复加载试验,共测试了3面具有不同初始张拉力的无耗能件预应力CLT剪力墙和1面装有耗能件的预应力CLT剪力墙,所有试件均为2层楼层的缩尺墙体试件,且上、下层墙板间布置有经特殊构造设计的CLT-钢组合楼板系统。基于试验数据,分析侧向荷载作用下,墙体试件的力学性能参数,水平侧移、钢绞线张拉力变化特征和墙体破坏模式,计算墙板与钢基础间的最大静摩擦系数,研究耗能件对预应力墙体耗能能力的提高效果。结果表明:预应力CLT剪力墙具有良好的抗侧力性能,且加载结束后墙体试件几乎完好;位于上、下层墙板间的CLT-钢组合楼板系统能够在有效传递层间竖向力的同时,缓解其中的CLT楼板可能发生较大横纹受压变形的问题;耗能件能够一定程度上提高预应力CLT剪力墙的耗能能力,然而,耗能件与CLT墙板的连接方式还有进一步改进的空间。

摘要：将用于测量辐射信号的球形实验装置置于直径为43 m、高为44 m的圆柱形实验厅内,球体外侧安装信号接收光电倍增管球壳层(PMTs),其运行会产生200 kW的高热。为维持球体表面水体温度稳定在(21±1)℃高精度恒温环境下,本文采用计算流体力学(CFD)技术,将球体浸没在循环水中并配合上下两段式布水方式进行精准控温。结果表明:上下两段布水方式可实现大型水体空间局部精确控温。考虑到不规则腔体流道限制,设计调整水循环布水角度,上布水口低温面积最大增幅达20%;提出增大上下布水器水量比以控制水体垂直温差,上下布水器水量之比为2.5∶1时控温能力最强,且降温最有效的区域是多孔介质PMT层与外水层;为得到不同热量下温度分布的统一规律,增大热源发热量,内水层上下布水口低温面积变化幅度有差异,上布水口低温面积缩小41%,下布水口缩小62%,但下布水口低温面积始终大于上布水口。

摘要：为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)对含初始边裂纹钢板疲劳性能的改善效果,使用MTS试验机对未加固及CFRP材料加固后的含边裂纹钢板进行疲劳试验,比较了裂纹形式、钢板初始损伤度、CFRP粘贴面以及CFRP材料种类(CFRP布与CFRP板)对钢板疲劳寿命的影响。共设计制作了3个未加固试件、3个CFRP布双面加固试件、3个CFRP布单面加固试件以及2个CFRP板双面加固试件。试验中利用改进的变角度加载装置,得到I型边裂纹试件与I/II混合型边裂纹试件,比较CFRP材料对含I型边裂纹及I/II混合型边裂纹试件疲劳寿命的改善效果。结果表明:双面粘贴CFRP材料能够极大提高含裂纹钢板的疲劳寿命,而单面粘贴CFRP的加固效果远不如双面粘贴的加固效果;CFRP布与CFRP板在相似补强率下对钢板疲劳寿命的改善效果相近;CFRP材料对含I型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果优于对含I/II混合型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果;双面粘贴CFRP布对钢板疲劳寿命的改善效果会随着初始损伤度的增大而增强。

摘要：为研究数智化生产线的木质建材碳排放特征,为减碳策略提供底层数据支撑,对某数智化工厂生产的地板、木门和门套进行了基于生命周期评价的碳排放核算,其单位质量碳足迹分别为1.21,1.26和0.47kgCO_(2)e/kg,地板和木门的碳排放强度均高于同类产品.材料和制造过程是木质建材产品的主要碳排放来源,分别占产品总碳排的54.74%~77.47%和18.57%~38.94%;运输阶段和废气处理阶段碳排放之和均低于碳排放总量的9%.基于蒙特卡洛模拟的不确定性分析表明本研究结果具有较高精准度.数智化工厂未来可考虑从甄选低碳原材料、优化产品设计、提升设备能源效率、扩大清洁能源比例等方面进一步提升.