气凝胶建筑玻璃透光隔热性能及影响因素

新型气凝胶玻璃具有良好的透光隔热性能,作为高性能建筑玻璃能有效降低建筑能耗。通过气凝胶颗粒粒径和填充厚度设计,制成8种不同结构的气凝胶填充玻璃;实验研究了气凝胶颗粒粒径与填充厚度对气凝胶玻璃透光和隔热性能的影响。结果表明:当气凝胶粒径从0.41mm增大到0.93mm时,玻璃透光率明显增大,而当气凝胶粒径继续增大时透光率变化不大;当气凝胶粒径从0.41mm增大到2.7mm时,气凝胶玻璃传热系数增大约15%;相对于普通玻璃,相同尺寸的普通玻璃传热系数最多可降低51.43%。采用玻璃隔热实验测试研究了气凝胶玻璃与普通中空玻璃的隔热温差,结果表明,气凝胶玻璃较普通玻璃隔热效果提高5.4~10.2℃。     

含小型粗骨料UHPC板抗弯性能研究

研制新型的含小型粗骨料UHPC板,提升传统大跨径组合梁斜拉桥普通混凝土桥面板的抗弯性能。通过对含小型粗骨料UHPC进行基本材料性能研究,以及对含小型粗骨料UHPC板试件进行抗弯试验,材性试验探究含小型粗骨料UHPC材料的本构关系、弹性模量和终凝后的干燥自收缩等,发现在UHPC中添加小型粗骨料后,UHPC在抗压性能方面得到提高,减小终凝后的干燥自收缩,但会降低一定的抗弯拉强度和韧性;含小型粗骨料UHPC板试件的抗弯试验探究了试件的荷载 挠度关系与弯矩 最大裂缝宽度关系。发现UHPC板试件具有较高的开裂强度,结构破坏呈现出多裂缝发展。抗弯试验、有限元分析和承载力公式计算结果表明：含小型粗骨料UHPC板具有较好的抗弯、抗裂性能,但计算承载能力时应充分考虑添加小型粗骨料后对结构拉伸性能降低的影响。     

灌浆套筒承插组合连接装配式墩压弯扭滞回性能分析

为了得到斜、弯桥等非规则桥梁的预制拼装桥墩压弯扭复合作用下的滞回性能，对一种灌浆套筒和承插口组合连接的装配式墩进行了有限元参数分析。首先介绍了装配式桥墩的拟静力试验，然后建立相应的有限元模型并利用试验结果验证其有效性，最后研究了轴压比、扭弯比、配箍率和配筋率等参数对装配式墩压弯扭滞回性能的影响。研究结果表明，增大构件的轴压比可以提高其抗弯、扭的承载力，但耗能能力会因此降低。提高扭弯比，构件的抗弯承载力将会迅速降低，而其扭转耗能和抗扭承载力将会提高；增大构件的配筋率，可以提高其抗弯承载力，但抗扭承载力和刚度变化较小；增大构件的配箍率，可以提高其刚度和抗弯、抗扭承载力。研究结果可以为灌浆套筒和承插口组合连接桥墩的复合受力性能分析和工程应用提供参考。     

PK预应力混凝土叠合板的抗弯性能研究

通过对PK板的预应力损失理论分析,抗弯性能试验研究及ABAQUS有限元模拟,得出试验结果及分析结论:PK板的抗弯试验与有限元模拟结果表明,PK板破坏属延性破坏,其抗弯性能、开裂荷载和极限承载力均满足设计要求;得出了模拟PK板抗弯性能的有效的ABAQUS模型及模拟参数,与试验结果吻合较好,为PK板在施工阶段的应用提供了试验数据和理论依据。     

水工钢纤维混凝土抗渗性和抗冻性的研究

通过渗水高度试验和冻融循环试验研究了钢纤维混凝土的抗渗性能和抗冻性能,结果表明:钢纤维能提高混凝土的抗渗性能,1.4%掺量时的抗渗性能最优;冻融循环条件下,混凝土的抗冻性能随钢纤维掺量的增大而提高,1.6%掺量时的质量损失率和相对动弹性模量损失仅为素混凝土的一半。     

T形钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁外伸端板连接节点力学性能研究

通过静力加载试验及ABAQUS非线性有限元分析来研究T形钢管混凝土组合柱-钢筋混凝土梁外伸端板连接节点力学性能。结果表明:节点剪力主要由核心区形成的斜压杆来承担,而牛腿腹板承担的比例较小;设置加劲肋可有效抑制端板翘曲变形,缓解节点区应力集中,比增加端板厚度更能有效提高节点抗弯承载力;轴压比小于0.4时,增大轴压比节点抗弯承载力略有提高,轴压比大于0.4时,增大轴压比节点抗弯承载力稍有降低,但提高、降低的幅值均很小;梁柱线刚度比对节点抗弯承载力影响较小;提高框架梁混凝土强度等级,节点抗弯承载力相应有所提高;提高框架梁配筋率,节点抗弯承载力明显增大,但当配筋率超过1.8%后继续提高时,节点抗弯承载力提高的幅值较小;有限元计算骨架曲线与试验结果能较好吻合,验证了有限元模型的合理性。     

焊接箱形截面梁抗震性能影响因素研究

为考察板件宽厚比对焊接箱形截面梁抗震性能的影响,对中国、美国、日本和欧洲的钢结构设计标准中的相关规定进行了比较,结果表明各国规范对于梁板件宽厚比限值的规定总体上具有较好的一致性。采用钢材循环加载本构,建立了多尺度非线性有限元计算模型。提出了刚性竖杆 箱形梁加载方式,模拟水平地震、重力荷载与轴向压力对箱形截面框架梁的作用。有限元分析结果表明,在设计常用的板件宽厚比范围内,箱形截面梁的弹性屈曲荷载均显著高于其屈服荷载。在水平往复荷载作用下,随着板件宽厚比减小,箱形截面梁极限变形角与延性系数随之增大,抗弯刚度降低速率变缓,塑性耗能能力显著增强。当满足一级抗震宽厚比要求时,焊接箱形截面梁的梁端截面转角约为1/30。承受轴压作用时梁刚度退化很快,变形能力减弱。当轴压比不大于0.2、满足一级抗震宽厚比要求时,梁端截面转角约为1/50。跨高比对梁承载力影响不大,但变形能力可以大幅度提高。横向荷载对梁抗震性能的影响显著,随着静载比（重力荷载代表值与屈服弯矩之比）增大,骨架曲线逐渐发生平移,抗弯刚度降低,耗能性能减弱。当地震弯矩与静力弯矩方向相同时,箱形截面梁承载力显著降低,静载比0.8时极限变形角可减小约50%;当地震弯矩与静力弯矩方向相反时,梁虽然承载力稍有提高,但极限变形角略有减小。     

SiO_2气凝胶复合保温材料的热湿性能研究

以洗水棉纤维毡为支撑体,以超级绝热SiO_2气凝胶为填充介质,采用溶胶-凝胶法和常压干燥制备了纤维毡/SiO_2气凝胶复合保温材料,对复合材料的微观结构和疏水性能进行了表征,测试了不同湿度环境下纤维毡及其复合材料的吸湿率和透湿率,并采用瞬态热平面法测试了导热系数。结果表明,随着环境湿度的增大,纤维毡的吸湿率和导热系数均明显增大,与SiO_2气凝胶复合后,两者显著降低,且随湿度变化很小,复合材料的吸湿率在1%左右,导热系数在0.0176~0.0187 W/(m·K),该复合材料对潮湿地区的隔热保温具有很好的应用价值。     

钢结构住宅预应力混凝土叠合板(PK板)现场抗弯性能研究

通过对3块预应力混凝土叠合板(PK板)试件的抗弯试验,验证其抗弯承载能力和变形性能.试验发现,PK板破坏前有明显预兆,属延性破坏;板跨的增加会降低PK板的开裂荷载和极限承载力,而预应力筋配筋率的增加则会提高板的抗弯刚度和承载力;实测开裂荷载和极限承载力远高于设计值,完全满足工程要求.本试验为PK板在钢结构住宅中的应用提...     

粉煤灰、矿粉对水泥浆体变形性能的影响

以高性能混凝土用胶凝材料为研究对象,研究了粉煤灰、矿粉在不同养护湿度和温度下对水泥浆体变形性能的影响规律。结果表明:饱水养护时,粉煤灰的掺入降低了水泥浆体的水养膨胀变形;养护温度升高、粉煤灰掺量增加,水泥浆体水养膨胀变形降低幅度增大,但不同水养温度下掺入矿粉对水泥浆体膨胀变形无明显影响;密封养护时,掺入粉煤灰可有效抑制水泥浆体的自收缩,但矿粉掺入会增大水泥浆体自收缩;干燥养护时,掺入粉煤灰对水泥浆体有一定的减缩作用,而矿粉的掺入会增大水泥浆体的干燥收缩。     

岩棉板在含水潮湿状态下的性能变化及机理研究

通过对岩棉板浸水28 d处理,发现岩棉板的压缩强度降低了约27%,垂直于表面的抗拉强度降低了约35%,酸度系数没有发生明显变化;通过对不同湿度环境下岩棉的含湿率及稳态传热率的研究,发现岩棉板在相对湿度≤85%的环境中,其稳态传热率随着环境相对湿度的增大而逐渐增大,近似成线性关系;当岩棉板长期处于相对湿度为95%的环境中时,其表面会凝结水珠,使岩棉板的稳态传热率突然增大,比在绝干状态下增大了251.4%,岩棉板的稳态传热率随着其质量含湿率的增加而逐渐增大,且表现出良好的线性关系y=0.0105x+0.0326,相关系数高达0.9987。     

预湿陶砂对混凝土板早期湿度分布及发展的影响

研究了室内单面干燥条件下预湿陶砂轻骨料(PSLWA)掺量(体积分数)及水胶比(质量比)对高、中、低强混凝土板28d内部相对湿度(IRH)分布及发展的影响.结果表明:随PSLWA掺量增大,高、中、低强混凝土板湿度饱和期延长,板湿度水平整体提高,湿度下降延缓,板厚方向上湿度梯度减小,湿度饱和区面积比例增大;引入内养护水约60kg/m~3,高、中强混凝土板28d内部相对湿度可维持在92%以上;随基体水胶比降低,PSLWA内养护作用增强,表面干燥影响深度减小;PSLWA不能彻底消除室内单面干燥条件下高、中、低强混凝土板中的表面干燥效应.     

TiO2-SiO2复合气凝胶制备及其砂浆性能研究

以正硅酸乙酯和异丙醇钛为原料,采用溶胶-凝胶法结合水热合成制备TiO_2-SiO_2气凝胶颗粒,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外可见光光谱(UV-vis)和拉曼光谱(Raman)对其形貌和结构进行表征。用等体积替换法取代砂浆中的砂制备TiO_2-SiO_2气凝胶砂浆,研究TiO_2-SiO_2气凝胶颗粒的取代率分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%时,对砂浆密度、力学性能以及光催化性能的影响,并通过添加纤维来研究砂浆力学性能。结果表明:复合气凝胶中有大量的Ti-O-Si键存在;当气凝胶掺量为60%时,密度由2 117 kg/m~3降低到1 199 kg/m~3,28 d的抗压、抗折强度分别降至9.6、0.9 MPa,光降解甲基橙效率达78.6%;当纤维掺量为总体积的0.1%时,纤维增强气凝胶砂浆28 d的抗压、抗折强度分别较普通气凝胶砂浆提高了18.3%、11.9%。     

定向结构刨花板增强木桁架受弯性能试验研究

为了使木桁架能用作大截面木梁,在木桁架两侧采用定向结构刨花板(OSB)来增强木桁架。增强型木桁架的抗弯承载性能试验表明:采用OSB增强木桁架能有效提高其抗弯承载能力;采用OSB,通过螺纹钉连接及联合胶结方式补强木桁架,结合牢靠,有较好的协同性及整体稳定性,其初始抗弯刚度及抗弯极限荷载分别提高203. 20%、234. 39%;增强型木桁架截面宽度对极限抗弯荷载及初始抗弯刚度贡献较小;增强型木桁架相比传统普通齿板连接木桁架,连接方式简单、木材用料少、不需齿板辊压机械、便于现场施工,可应用于木结构工程。     

混凝土抗碳化性能影响因素试验研究

为了探究不同影响因素对混凝土抗碳化性能的影响,用快速碳化试验方法对11组试块进行了不同的试验。试验结果表明,随着水胶比的增大混凝土抗碳化性能降低;粉煤灰掺量在30%以内对混凝土的抗碳化性能有提升作用;河砂和机制砂共同拌制的混凝土抗碳化性能好于单一砂拌制的混凝土;随着温度的升高混凝土的抗碳化性能降低;湿度在75%以内时混凝土抗碳化性能随湿度的增加而降低。     

ATCFSST-SCB中柱节点M-θ骨架曲线影响因素分析

为分析不同因素对外加强环式方钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点弯矩(M)-转角(θ)骨架曲线的影响,设计了25个不同参数的该种节点,采用有限元软件ABAQUS模拟了这些节点在低周往复荷载作用下的受力过程,模拟前采用已有试验数据对模拟方法进行了验证。提取了各节点的M-θ骨架曲线,并计算了各节点的抗弯承载力、极限抗弯承载力和初始刚度。通过对比分析,得出如下结论:轴压比、钢材屈服强度增加,节点的抗弯和极限抗弯承载力明显提高,而初始刚度受其影响较小;梁柱线刚度比增加,节点的抗弯、极限抗弯承载力、初始刚度增加,且初始刚度增加较大;加强环板宽度增加,节点抗弯、极限抗弯承载力增大,初始刚度先增加后减小;含钢率增加,节点抗弯承载力、初始刚度明显增加,极限抗弯承载力小幅增加;开孔率增加,节点抗弯、极限抗弯承载力、初始刚度降低,且开孔率不是很大时,三者降低较小,而孔间距、距离的增加,均会提高节点的抗弯、极限抗弯承载力,但二者过大或过小均会引起节点的初始刚度降低。     

加强板作用下方钢管柱H型钢梁节点抗震性能研究

梁柱焊接节点在地震作用下易发生脆性破坏。为探究节点处增设加强板对其抗震性能的影响,基于方钢管柱与H型钢梁焊接节点,通过数值模拟不同节点模型在梁端往复荷载作用下的受力性能,得到不同加强板厚度、强度、方钢管宽厚比下的滞回曲线、骨架曲线及其变形规律。结果表明:节点处增设加强板时,节点的承载力提高了124%,塑性铰外移;对节点受力性能影响较大的是加强板厚度,节点破坏时塑性铰位置随加强板厚度增大逐渐背离加强板向外,当加强板厚度为8 mm时,节点更容易发生破坏,破坏形式为加强板出现扭曲破坏;加强板强度越大,加强板应力集中区域面积越小,抵抗变形能力越强;节点承载能力随着方钢管宽厚比的增大而逐渐减小,其中宽厚比每增加1 mm,承载力降低4 024 N。表明该节点形式受力性能较好,满足抗震设计规范中的"强节点、弱构件"要求。     

双槽钢缀板柱绕虚轴的滞回性能试验研究

为研究双槽钢缀板柱绕虚轴的抗震性能,对6个双槽钢缀板柱足尺试件进行水平往复荷载试验研究,分析了单肢长细比、缀板线刚度、轴压比、加劲肋设置等因素对试件的承载力、破坏模式、耗能能力、变形能力及延性的影响。试验结果表明：按GB 50017—2017《钢结构设计标准》设计的双槽钢缀板柱在绕虚轴往复荷载作用下不能达到设计塑性受弯承载力,减小单肢长细比,可显著提高构件塑性抗弯承载力及初始刚度,当单肢长细比为20时,构件绕虚轴受弯承载力可达到规范相关要求;在满足规范要求的情况下,缀板及其连接焊缝未发生破坏,但提高缀板线刚度对构件绕虚轴的抗震性能影响较小;轴压比对构件抗震性能影响显著,随着轴压比增大,构件抗震性能降低;在构件塑性铰区设置加劲肋,可有效防止该区域板件的局部屈曲,提高构件的承载力、延性及耗能能力,缓解承载力及刚度退化,但塑性铰区转移至第二与第三块缀板间,试件破坏模式为单肢失稳。     

利用可溶性气凝胶膏对玻化微珠保温砂浆配比的优化设计

为了提高玻化微珠保温砂浆的保温性能,利用可溶性气凝胶膏对玻化微珠配比进行了优化设计。首先,对气凝胶膏的性质进行了研究,考虑了气凝胶膏内水分溢出比例对保温砂浆性能的影响;然后,利用玻化微珠和可溶性气凝胶膏进行复合作为保温骨料,通过选取不同的气凝胶和玻化微珠的质量比,研究了其对保温砂浆的保温隔热性能的影响。研究结果表明,优化后的配比导热系数降低了27%,保温性能得到了提高,同时能够达到国家标准Ⅰ级建筑保温砂浆的设计要求。     

不同钢纤维含量对超高性能混凝土结构的抗弯性能影响研究

首先就钢纤维对混凝土的增强机理进行了理论分析,然后通过7 mm和20 mm 2种长度的钢纤维搭配出12组不同的钢纤维混凝土试件,借助于四点抗折强度试验对其抗弯性能进行了研究。结果表明:钢纤维混凝土中,钢纤维和混凝土一起承担来自外部的荷载,尤其是混凝土材料抗拉强度低,而钢纤维则正好弥补了这一不足,随着荷载的增大,受拉区混凝土会被拉裂,随后破裂面上的钢纤维代替混凝土材料承受拉力,直至所有钢纤维均被拉出混凝土时,构件会突然被破坏;掺入钢纤维后混凝土的抗折强度和抗弯性能均能得以提升,同时存在使得抗弯承载能力最佳的钢纤维掺量临界点,且该临界点与钢纤维的长径比有关;相比于短纤维,长度较大的钢纤维更有利于提高混凝土的抗折强度和抗弯性能;当钢纤维均为7 mm的短纤维时,最佳钢纤维体积百分率在5.0%左右,而当采用20 mm和7 mm纤维搭配使用时,最佳钢纤维体积百分率约为3.0%,2种情况下所得混凝土抗折强度分别为19.18 MPa和22.61 MPa。