摘要：以钢-竹组合构件的计算理论与设计方法为研究背景,结合结构优化设计的相关理论对钢-竹组合工字形截面梁进行优化设计。此次优化有成本最小化和抗弯刚度最大化两个目标,采用加权系数法将两个目标转化为单一优化目标,并加以承载力和构造要求的约束条件,最终建立钢-竹组合工字形截面梁多目标优化设计的数学模型。利用遗传算法搜索得到设计参数的最优解,对组合梁的含钢率、翼缘宽厚比和腹板高厚比随加权系数变化的规律及其取值进行分析研究。优化结果表明:采用遗传算法进行优化后的钢-竹组合工字形截面梁的截面参数取值合理,其中组合梁的含钢率范围在9%~20%之间;翼缘宽厚比取5左右为宜;腹板高厚比的取值不小于10且不大于40,同时高厚比随着组合梁跨度的增加逐渐减小,其中跨度较小时取30左右,跨度较大时约取15。优化设计实例表明了所采用的优化思路和优化方法对钢-竹组合工字形梁截面的优化是有效可行的。

摘要：为研究钢-竹组合构件偏心受压时的受力性能,设计制作了36根钢-竹组合工字形柱并进行偏心受压试验。以偏心距、长细比、有无螺钉连接为主要参数,分析不同参数对组合柱破坏形态、承载能力、侧向挠度等的影响。依据采用偏心距增大系数的极限平衡法和引入参数影响系数的统一理论法推导了两种偏压承载力理论计算式。结果表明:钢-竹组合柱受力性能优良,组合效应突出,破坏形态具有一定规律性;偏心距较小时由底部牛腿区域出现竹材劈裂后向中部扩展而破坏;偏心距及长细比较大时由受压侧中部竹板劈裂鼓起后向两端延伸而破坏;偏心距对试件承载力和侧向挠度均有较大影响;有无螺钉对试件承载力无明显影响,布置螺钉减小了侧向挠度;在设计参数范围内,承载力受长细比影响不显著,随长细比增加呈缓慢降低趋势;承载力计算值与试验值吻合良好,误差均在10%以内。

摘要：自行设计了温控电动联合淋洗试验装置,开展了铬污染淤泥质黏土室内土柱试验,分析了电流、电解质溶液pH的变化以及淋洗液种类、外加电压、温度对铬去除效果的影响。结果表明:电动联合淋洗法可以有效去除土体中的重金属铬,当电压较小为15 V,淋洗液为十二烷基苯磺酸钠(SDS)和草酸(OA)时,Cr(Ⅵ)的去除率分别高达95.86%和95.91%,Cr(总)的去除率分别为81.31%和78.08%。升高温度有助于草酸与铬的络合作用及铬的迁移,当温度升高至45℃时,Cr(Ⅵ)与Cr(总)的去除率可高达99.65%与82.50%;而当淋洗液为SDS时,升高温度使Cr(总)的去除率降低了10.99%。电压提高到55V对铬迁移的促进作用有限,淋洗剂为SDS和草酸时,Cr(VI)的去除率分别提高2.58%和3.05%,Cr(总)的去除率分别提高9.29%和3.78%,从节能角度考虑可采用较低的电压。电动联合淋洗法可有效去除污染土中水溶态及弱酸提取态的铬,降低污染土的毒性,并使土粒之间的孔隙变小,土粒结构更为紧密。

摘要：为研究钢-竹组合构件在低周反复荷载作用后的界面黏结性能,以界面形式、加载位移幅值为基本参数,设计制作了纯黏结型界面和复合黏结型界面共18个钢-竹组合试件,并进行了反复荷载作用后的二次推出试验,对钢-竹界面的极限剪力、黏结应力、相对滑移及界面损伤规律进行了分析。结果表明:钢-竹组合构件在低周反复荷载作用下具有良好的耗能能力,且复合黏结界面试件的承载能力、变形能力及延性均较纯黏结界面试件的高。当反复加载施加位移未超过临界位移值时,黏结界面几乎无损伤,界面极限剪力没有受到显著的影响,两种界面分别稳定在167 kN与233 kN左右,界面剪应力与相对滑移分布均表现出"两端大,中间小"的特征,两种界面的最大剪应力分别为1.8 MPa与1.4 MPa左右。超过临界位移值时,黏结界面出现初始损伤并不断加剧,界面极限剪力显著下降,剪应力分布不再呈现"两端大,中间小"的规律,而是出现某一端独大的现象。通过经典损伤模型分析了界面损伤演变规律,结果表明复合黏结界面的损伤系数明显偏低,且增长较为缓慢。

摘要：型钢混凝土结构在高层、超高层建筑中得到广泛应用,其受火后的受力性能也备受关注。为此,通过1榀受火后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁组合框架的低周反复荷载试验和1榀未受火框架的对比试验,研究受火后型钢混凝土框架的抗震性能。获得了受火后型钢混凝土框架的滞回特性、延性、耗能性能、承载力与刚度退化规律,分析了常温下及受火后型钢混凝土框架的累积损伤过程和P-Δ效应。结果表明:与常温未受火框架相比,受火后型钢混凝土框架的承载力减小、刚度下降、延性降低,反复荷载下的累积损伤增大,P-Δ效应更为明显。但是由于构件中核心型钢的存在,受火后的型钢混凝土框架的滞回曲线依旧饱满,破坏前能保持较高的持载水平,具有良好的耗能性能和抗荷载循环能力,框架的塑性极限转角超过0.03 rad,仍能满足我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定的塑性转角限值要求。

摘要：为适应装配式组合梁的发展,研发一种新型不锈钢可拆卸螺栓连接件,并对其疲劳荷载作用下的力学性能退化规律开展研究。首先,通过文献和市场调研,充分考虑现有螺栓的优缺点,设计制作一种新型不锈钢可拆卸螺栓连接件用于装配式组合梁;其次,制作6组新型螺栓连接件的推出试件,进行静载和疲劳试验,对比静载与不同疲劳加载次数后试件的破坏形态,重点分析新型螺栓连接件在疲劳加载过程中剩余承载力、残余滑移量、抗剪刚度及延性系数的退化规律;最后,基于疲劳累积损伤理论和材料剩余强度模型,确定新型螺栓连接件在疲劳加载过程中的损伤度,进而建立新型螺栓连接件的剩余承载力计算模型。结果表明:新型螺栓连接件在静力和疲劳作用下呈现不同的变形及断面破坏特征;在疲劳荷载作用下,新型螺栓连接件的各项力学性能均呈现不可逆的退化,在该试验中试件在疲劳加载270万次后剩余承载力退化12.1%,延性系数退化67.6%,抗剪刚度退化12.9%,退化较为明显;建立的新型螺栓连接件剩余承载力计算模型计算结果与试验值吻合良好。

摘要：为研究钢筋混凝土结构构件的低碳设计方法与影响因素,以碳排放量和造价为指标,采用基于离散变量的双目标遗传算法实现了混凝土框架柱的截面优化设计,并通过参数分析,研究了材料强度、轴压比、偏心距以及抗震等级对框架柱碳排放水平的影响规律。结果表明:采用高强度纵筋具有较好的低碳与经济效益,而混凝土强度等级对框架柱最优碳排放量的影响较小,但可适当采用较高强度混凝土以节约经济成本;当轴压比一定时,碳排放及造价优化结果随轴向力偏心距增大而增大;当偏心距一定时,轴压比在0.4~0.6范围内的低碳与经济性较好。此外,随抗震等级提高,框架柱的优化碳排放量与造价显著增加。

摘要：基于震后功能可恢复的设计理念,按1/20几何缩尺比设计和制作了矩形空心双柱式高墩和带消能连梁的矩形空心双柱式高墩模型,开展了低周往复荷载作用下的拟静力试验研究,分析了试件的破坏形态及过程,比较研究了试件的强度、累积滞回耗能、墩柱曲率和位移延性等抗震性能参数。试验结果表明:与普通的矩形空心双柱式高墩相比,带消能连梁的矩形空心双柱式高墩具有更好的耗能能力、承载能力和位移延性能力,消能连梁可有效减小墩柱曲率,从而有效降低了墩柱的地震损伤。因此,带消能连梁的矩形空心双柱式高墩具有更优良的抗震性能。

摘要：以偏心距、长细比、有无螺钉加固为参数,对36根钢竹组合箱形柱进行了偏心受压试验,分析了组合柱的破坏形态、侧向挠度、变形和承载力,研究了组合柱偏心受压力学性能的影响因素;另外,根据纤维模型法编制了非线性计算程序,对组合柱进行非线性全过程分析.结果表明:长细比较小组合柱的破坏由牛腿区域竹胶板劈裂和钢材屈曲所导致,长细比较大组合柱的破坏由中部竹胶板劈裂向外鼓起所导致;在设计参数范围内,偏心距对组合柱的力学性能影响较大,螺钉加固连接对组合柱的屈服承载力和极限承载力均有一定的提高作用,长细比有一定影响但无明显的规律性;由程序求得的计算结果与试验结果吻合较好,误差均在10%以内,表明所建立的计算模型具有较高的精度.

摘要：为分析预应力钢-竹组合梁的受弯挠度,以加载方式、张弦位置、预应力度为变量,对12根组合梁试件进行了设计与试验研究。在此基础上,假定梁变形分布符合正弦半波曲线,并考虑梁加载过程中几何关系变化与预应力反拱的影响,采用弹性理论建立了组合梁中预应力筋应力增量的计算方法,推导得出一点或两点加载、一点或两点张弦时,组合梁受弯挠度计算的统一公式。试验与理论计算结果的对比表明:该文提出的挠度计算方法可较好的预测组合梁在正常使用阶段的挠度;随着预应力度的增加,组合梁的等效抗弯刚度不断提高,且两点张弦时可获得更高的等效抗弯刚度。此外,对于初始预应力为零的试件,需采用可靠预紧措施,以保证体外预应力筋能够有效发挥作用。