摘要：对国产12.9级高强度螺栓的工程力学性能进行全面测定,为其在建筑结构中的设计和应用以及相关标准的制定和修改提供试验依据。分别通过紧固试验、抗拉试验和剪切试验对不同品牌(A、B、C)和规格(M16、M20和M24)的各72套12.9级高强度螺栓连接副的扭矩系数、抗拉强度和剪切强度进行测定;通过抗滑移试验对72个由B品牌M20螺栓连接的、各采用3种方式处理(喷砂、抛丸和钢丝除锈)的Q235B、Q355B、Q420B连接板表面的连接接头的抗滑移系数进行测定;对5个A品牌M20螺栓制成的材性试样进行拉伸试验获得应力-应变曲线。对试验数据进行正态分布检验并根据统计结果给出12.9级高强度螺栓的扭矩系数、抗拉强度和剪切强度的设计参考值,将抗滑移系数和相关规范中给出的相应值(规范值)进行比较并分析测值较低的原因,建立螺栓材料的非线性和多折线应力-应变本构模型并验证模型精度。研究结果表明:国产12.9级高强度螺栓的扭矩系数和抗拉强度均符合性能标准,剪切强度和抗拉强度设计建议值的比值(0.49)高于二者规范值的比值(0.3);抗滑移系数低于规范值的结果有待进一步研究,原因是接触面的粗糙度不足;非线性模型和多折线模型均能较好地拟合12.9级高强度螺栓材料的单向拉伸应力-应变曲线。

摘要：PBL连接件由于其较高的承载力和刚度,良好的延性和抗疲劳性能,在组合结构中被广泛应用。为进一步研究约束强弱对叠合型PBL连接件受力性能的影响,考虑贯穿钢筋直径、开孔孔径以及约束状态3个影响因素,设计制作7组叠合型PBL连接件,进行推出试验,观察试件的破坏过程和破坏模式。基于国内外推出的试验结果,量化分析了横向钢筋约束、贯穿钢筋直径及开孔尺寸等因素对PBL连接件受剪承载力的影响,建立了抗剪承载力计算公式。结果表明:PBL连接件孔内混凝土榫发生双面剪切破坏,贯穿钢筋产生弯剪变形,且内部混凝土榫剪切面平滑度和孔中贯穿钢筋的弯剪变形程度受到横向钢筋约束强弱的影响。配有贯穿钢筋及横向钢筋试件的荷载-滑移曲线均出现了二次强化效应,横向钢筋的约束使连接件荷载-滑移曲线峰值后保持稳定的持荷能力,显著提高了连接件的承载能力。考虑了横向钢筋约束非线性影响和多孔耦合作用的PBL连接件承载力计算公式具有更好的精度,可适用于有、无贯穿钢筋的构件设计,物理意义明确,应用范围更加广泛。

摘要：隔震结构设计的关键环节在于隔震层中隔震支座的设计.在实际隔震设计中,隔震支座水平刚度越小,对应隔震效果越突出,与此同时,隔震支座还要满足罕遇地震下足够的变形要求以防止其超限破坏,因此,设计中对于隔震支座的刚度需求存在一定的矛盾.本文以多级设防为目标,在普通橡胶支座的基础上设计出改进型隔震支座,通过数值模拟分析,研究该支座的力学性能、耗能能力,最终建立简化恢复力模型.研究结果表明:改进型隔震支座在不同工况下能表现出变刚度特性,通过合理设计可以有效地解决传统橡胶支座存在的矛盾问题.

摘要：为研究蜂窝梁对组合梁柱子结构抗倒塌性能的影响,分别制作了1/3缩尺的实腹式组合梁柱子结构(WUF)和蜂窝圆孔型组合梁柱子结构(WUFC)试件,并对两试件进行中柱失效工况下的静力加载倒塌试验。试验结果表明:试件WUFC破坏模式为中柱节点右侧钢梁下翼缘首先发生断裂,随后,左右边柱节点处梁翼缘也发生断裂;而试件WUF的破坏模式仅表现为中柱节点右侧钢梁下翼缘首先出现断裂,进而裂缝沿螺栓孔竖向发展并最终贯通被剪坏。两试件的变形形态与内力发展趋势相似,但试件WUFC具有更好的变形能力,二者抗力机制可划分为压拱效应阶段、梁机制阶段与悬链线机制阶段,在压拱效应阶段,由于开孔削弱了组合梁的抗弯刚度,试件WUFC的初始刚度较试件WUF下降了8.5%;在悬链线机制阶段,WUFC的悬链线机制得到了充分发展,WUFC的最大承载力和失效位移较WUF分别增大了42.7%和31.9%;梁腹板适当开孔有利于组合梁梁端节点转动与轴力的发展。通过ABAQUS对两个试件进行精细化建模,并与试验结果对比验证了有限元建模方法的正确性。通过对足尺模型的数值模拟研究了径高比、孔间距、孔边距等关键参数对试件WUFC抗倒塌性能的影响,数值分析结果表明:为保证试件WUFC具有良好的抗倒塌性能,径高比宜取50%~70%,孔间距宜取1.0~1.4倍的梁高,孔边距宜等于梁高。

摘要：屈曲约束支撑滞回性能优异,大量应用于中心支撑钢框架结构,可极大提高钢框架的抗震性能.但已有研究表明,当屈曲约束支撑钢框架遭遇罕遇地震时,结构产生较大的残余变形,导致震后更换支撑困难.为此提出了短屈服段屈曲约束支撑,并将其置于钢框架中进行动力时程分析.结果表明,短屈服段屈曲约束支撑钢框架的最大层间位移角较传统屈曲约束支撑钢框架最大降幅在10%左右,减小结构的残余层间位移角可达30%以上;在保证结构安全的同时,很大程度上提高了结构在震后的可修复性和遭遇二次地震时的可靠性,并且随着结构刚度的增加,额外的地震荷载几乎全由屈曲约束支撑承担,并不会给框架增加负担.

摘要：选取全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟丁烷磺酸(PFBS)两种链长不同的典型全氟化合物(PFASs)作为目标去除物,以硫酸钙为典型无机结垢,研究硫酸钙结垢不同阶段中纳滤膜去除PFASs的特征和相关机理,简称硫酸钙试验,同时以相同离子强度的非结垢无机盐溶液开展对比试验考察目标PFASs的截留规律.结果表明,当硫酸钙和目标PFASs共存时,PFOS稳定截留率为硫酸钙试验(97.1%)>对比试验(93.0%),而PFBS稳定截留率为对比试验(46.2%)>硫酸钙试验(38.2%).对于同一PFAS,同一过滤时刻,膜面带电量:硫酸钙试验<对比试验;联合截留率、膜通量和Zeta电位综合分析可知,硫酸钙结垢过程中,PFOS的截留主要由Ca2+与PFOS的络合及架桥作用控制,该作用影响PFOS分离过程中的空间位阻作用强度;PFBS过滤初期的截留中静电排斥起主要作用,结垢层生成后,滤饼层强化的浓差极化作用成为PFBS截留效果下降的主要原因.

摘要：针对破坏力极强的地震表面波中瑞利波的振动控制,提出一种新型半埋入式地震超材料屏障.相比于传统的地震超材料屏障,这种新型半埋入式超材料屏障将单胞的内外柱体分别单独半埋入土壤中,结构稳定性强且具有低频宽带隙特性.采用有限元法计算了新型半埋入方式下地震超材料屏障的带隙特性,并结合其振型分析了带隙的形成机理,当内外柱体分别单独半埋入时,振子和振动模态各不相同,打开了不同的低频带隙.进一步分析了埋入深度、连接体杨氏模量的变化对带隙机理的影响,其中,埋入深度是影响带隙的主要因素,随着埋入深度的增加,屏障稳定性增强,系统的主导刚度会发生改变,引起了局域共振模态的转变,从而拓宽带隙的宽度.最后,对有限周期模型屏障的振动传输特性进行了计算,并通过EI-Centro地震波对屏障进行了时程分析,加速度幅值衰减超过70%.结果表明:新型半埋入式地震超材料屏障对20 Hz以下的瑞利波具有良好的衰减作用,为地震超材料在减震隔震方面提供新的设计思路和方法.

摘要：在核电站中:核电设备通过不同的固定条件与结构相连,地震作用时设备与结构动力相互作用复杂,为分析核电设备多维地震响应并鉴定其抗震性能,进行了考虑不同固定条件的核电设备多维地震响应振动台试验研究。振动台试验进行了5次运行基准地震和1次安全停堆地震的动力时程激振,以及试验首末2次动力特性测试。试验结果表明:不同固定条件会影响核电设备多维地震响应的加速度峰值、反应谱特性和动力放大系数,与设备直接固定于振动台相比,将核电设备悬挂固定于剪力墙再与振动台连接的固定条件,改变了设备反应谱特性,且放大了响应的加速度峰值,具有显著的动力放大效应,使核电设备多维地震响应更为强烈。因此,对此类固定条件的核电设备,在产品设计及安装固定时要充分考虑动力放大效应,以提高设备的抗震韧性。抗震试验前后,核电设备功能运行正常,结构完整性好,抗震性能满足要求。

摘要：为了增强传统钢框筒结构(Steel framed-tubed structures,SFT)的抗震性能和震后功能可恢复能力,提出了螺栓拼接连接可更换耗能梁段-钢框筒结构(Steel framed-tubed structures with bolt-splice-connected repairable link beams,SFT-RLB)。首先给出了SFT-RLB结构构件的设计方法;然后基于OpenSEES平台提出了整体结构的弹塑性数值模型建模方法,通过子结构试验结果验证了有限元模型的准确性;继而设计了SFT和SFT-RLB结构算例,对比了2种结构的弹性和弹塑性性能;最后采用IDA方法对结构算例的抗地震倒塌能力进行评估。分析结果表明,SFT-RLB结构主要通过耗能梁段发展塑性耗散地震能量代替裙梁端部形成塑性铰,其耗能能力和变形能力均明显优于SFT结构。大震作用下,裙梁中设置的耗能梁段充分进入塑性耗散地震能量,可以有效地减小结构的基底剪力和层间侧移角,从而降低结构的地震作用,减轻主体构件的损伤程度。SFT-RLB的残余层间侧移角小于试验测得的可允许更换残余侧移角,证明结构具有震后功能可恢复潜力。算例SFT-RLB的修正倒塌储备系数ACMR远大于允许值ACMR10%(βTOT),揭示了SFT-RLB结构具有足够的抗倒塌能力储备。

摘要：以厌氧氨氧化颗粒为对象,利用NH_(4)^(+)、NO_(2)^(−)、NO_(3)^(−)和N_(2)O微电极测定了浓度连续分布,并建立微生物原位活性与N_(2)O产生之间的关系.结果表明,NH_(4)^(+)和NO_(2)^(−)同步消耗的厌氧氨氧化活性区分布在颗粒的表层区域(0~1500μm),其中200~400μm活性最高;当NH_(4)^(+)-N浓度为14mg/L(c(NH_(4)^(+)):c(NO_(2)^(−))=1:1.2)时,NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(−)-N最大净体积消耗速率分别为1.19与1.65mg/(cm^(3)⋅h).反硝化活性主要分布在1500~2500μm的深层区域,当采用NO_(2)^(−)-N或NO_(3)^(−)-N为单一基质(NO_(x)^(−)-N=14mg/L)时,最大N_(2)O生成速率分别为0.37和0.19mg/(cm^(3)⋅h).N_(2)O的生成主要在深层反硝化区域,且随pH值由8.5降至7.0,产生速率增加了28.16倍,达到0.35mg/(cm^(3)⋅h).高通量测序发现,颗粒中除厌氧氨氧化细菌(Candidatus Kuenenia)外,具有反硝化功能的细菌(Truepera、Limnobacter、Ignavibacterium和Anaerolineaceae)和氨氧化细菌(Nitrosomonas)也被检出.综上,厌氧氨氧化活性主要分布在表层区域,N_(2)O主要产生于深层的反硝化活性区,可能的作用者为反硝化菌.