脚手架扣件节点预紧力有限元分析与试验研究

运用有限元数值模拟软件建立了直角扣件节点三维实体模型,通过逐级加载的方式得出扣件拧紧力矩与螺栓预紧轴力呈线性关系,并通过理论分析验证了有限元模拟分析的正确性。通过对直角扣件拧紧力矩与预紧轴力关系进行大量试验研究,并与有限元分析进行比较,提出在施工现场扣件螺栓拧紧力矩宜≤45N·m。     

溶解氧对高负荷生物絮凝-膜反应器的影响

为了优化高负荷生物絮凝-膜反应器的工艺参数,进行了不同DO含量对反应器膜污染和微生物群落的影响的平行对比实验,采用在线跨膜压差监测、死端过滤膜阻力分析和扫描电镜观察等手段考察膜污染状况,采用高通量测序检测细菌群落。结果表明,DO的质量浓度在6～8 mg/L时,反应器膜污染程度比DO的质量浓度为1～2 mg/L时更严重,该现象可能缘于过高的DO含量造成反应器内污泥絮体颗粒解絮凝,细小颗粒增多;DO的质量浓度在6～8 mg/L时,反应器内上清液和底泥中物种差异比DO的质量浓度为1～2 mg/L时更大,DO含量的变化引起反应器内底泥和上清液中物种的相对丰度变化,上清液中的浮游物种可能会造成更严重的膜污染,而存在底泥中的物种可能会有效缓解膜污染。     

小管径PVC与PE管材拉伸性能测试方法的研究

以公称外径50mm(dn50)的聚氯乙烯(PVC)与聚乙烯(PE)管材为例,使用自主设计的新型弧形拉伸试验夹具和普通夹具进行拉伸试验。对比发现:两种夹具所得试验结果精密度一致,结果无显著差异。在保证检测结果准确性的前提下,新型弧形夹具能有效解决小管径PE管材拉伸过程中曲线抖动和试样滑脱的问题,同时省去小管径PVC管材的加热压平过程,大大缩短制样时间,节约成本。     

铝合金-混凝土组合结构研究综述

通过总结铝合金材料的优点及纯铝合金结构的应用状况表明铝合金材料在工程结构领域具有很好的应用前景,并且阐述了铝合金-混凝土组合结构具有很好的应用潜力。然后通过对铝合金管混凝土组合构件、铝合金配筋混凝土梁和铝合金-混凝土组合梁这3种主要的铝合金-混凝土组合结构的研究现状进行综述,最后进一步总结了铝合金组合结构未来的研究方向,为后续的研究工作提供参考。     

考虑施工影响的大跨度钢结构温度效应及敏感性研究

大跨空间结构体型新颖,结构受力复杂,该类结构建造过程时间长,施工过程中的温度效应将会对使用阶段的力学响应产生较大影响。首先利用有限元软件得到了整体结构太阳辐射下的不均匀温度场;在此基础上研究了构件安装温度对节点位移及构件内力计算结果的影响规律;根据结构特征,将整体结构分为不同的区域,利用概率设计分析方法研究了整体结构最大应力对各部分温度变化的敏感性大小;最后,研究了施工过程对结构温度响应的影响,提出了在有限元软件中精确考虑构件安装温度的方法,得到了杆件内力随环境温度变化规律会受到施工过程影响的结论。     

向心关节轴承撑杆上节点试验研究及有限元分析

将向心关节轴承引入弦支穹顶结构的索杆体系,作为撑杆上节点的刚性转动核心,形成了向心关节轴承撑杆上节点。对该节点进行轴向加载试验,得到其承载力以及全过程应力发展情况。试验结果表明,即使在节点耳板屈服后,刚性转动核心转动性能仍然良好,能够保证该节点在轴压作用下仍然具有较好的转动能力。采用ANSYS软件对该节点试验进行了考虑接触的非线性有限元分析,得到各部件应力状态,补充节点试验数据。试验和数值分析结果表明,该类型节点力学性能良好。最后根据分析结果提出了铰节点刚性转动核心的概念,并给出了该类型撑杆上节点承载力及转动能力的建议设计计算式。     

钢结构常用涂料太阳辐射吸收系数试验研究

大跨度钢结构受太阳辐射作用,温度场具有非均匀性和时变性,结构的温度效应异常复杂。工程中低估温度效应会影响结构安全从而导致焊缝开裂、结构坍塌等工程事故。钢结构常用涂料的太阳辐射吸收系数是进行太阳辐射作用下钢结构温度效应分析的关键因素。在总结文献的基础上,提出了基于光谱法的采用分光光度计测定涂料太阳辐射吸收系数的方法。通过测定及分析17组样品的太阳辐射吸收系数,确认面漆的颜色是影响太阳辐射吸收系数的主要参数。基于试验测定的太阳辐射吸收系数,通过对山东茌平体育馆屋盖的简化算例分析,分别研究了6种常用面漆涂装的大跨度空间结构的温度场及其温度响应。结果表明,钢构件表面所采用的面漆颜色对太阳辐射下的结构温度场和温度效应具有较大的影响。     

均匀锈蚀后网架结构杆件轴压承载力试验研究及数值模拟

高腐蚀环境中的网架结构杆件易发生表面的均匀腐蚀,会对杆件的力学性能产生不利影响。对18根发生均匀锈蚀的杆件进行了轴心受压试验,这些杆件具有不同的长细比和不同的锈蚀程度,得到轴向荷载、变形、应变等数据,绘制荷载-位移、荷载-应变等关系曲线,分析了长细比、锈蚀程度等因素对杆件轴压力学性能的影响。同时采用ABAQUS软件建立了有限元模型,计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,利用有限元模型进行了参数化分析,研究了杆件长细比、锈蚀程度对网架杆件极限承载力的影响,发现杆件的极限承载力随均匀锈蚀程度的加深而近似线性降低。     

基于深度学习的建筑用短粗拉索索力智能识别

准确识别拉索的索力大小对评估预应力结构的健康状态具有重要意义。频率振动法可以较精确地测量桥梁结构中细长拉索的索力，但对建筑用短粗拉索的索力测量精度较低。为此，对建筑中常用的密闭索及高钒索开展在预应力作用下的动态响应试验，以获取拉索在不同索力下的动态响应数据，基于试验数据提出了可智能识别建筑用拉索索力的深度学习模型。模型以采集的原始频谱数据及拉索各项几何参量为特征输入，采用多通道融合的1D卷积神经网络(CNN)及深度神经网络(DNN)。分析结果表明：训练后的模型在测试集上识别的索力值与实际索力值间的平均绝对误差值仅为5.05%,均方误差值仅为0.35%;在测试集随机的6个取样点上索力值的决定系数为0.985 4,索力误差均小于10%。与已有索力计算实用公式和机器学习算法进行对比，由索力误差百分比及决定系数的评估结果发现所提出的深度学习模型的索力识别精度更高。     

高负载下焊接加固方管钢柱受力性能研究

为研究高负载下焊接加固方管钢柱中钢柱与角钢截面之间的协同工作性能，对4个Q235方管柱轴压构件进行了高初始应力比下的焊接加固试验，并用重复加载的方式模拟实际工程中的荷载变化。试验中测量了方管钢柱与角钢的应变及位移变化过程，采用间接-热结构耦合有限元方法对焊接加固过程进行分析，并使用弹塑性力学的方法对焊接加固后方管钢柱与角钢截面的应力变化进行理论分析。结果表明：对于材料强度控制的轴压方管钢柱，重复加载过程基本不影响其承载力；焊接加固后，随着荷载的重复变化，方管钢柱与角钢之间协同工作性能良好，方管钢柱是否达到塑性工作状态与加载历史有关，在高初始应力比0.8和0.9下进行焊接加固可行。