聚氨酯夹芯屋面板的风致动力性能分析

聚氨酯夹芯屋面板广泛应用于大跨度结构的屋盖系统中,其有限刚度及聚氨酯芯层的阻尼性能会对屋面风压传递过程的脉动特性造成影响.试验测定了屋面板常用聚氨酯泡沫夹芯材料的基本力学参数和反映材料阻尼特性的损耗因子.以一典型檩距的四角点简支矩形屋面板为算例,采用模态应变能法对该屋面板的结构损耗因子进行了计算.进一步对该屋面板模型施加人工模拟的风压时程,并与无阻尼刚性板和低阻尼柔性板模型的反力时程及其功率谱进行对比,考察了屋面板刚度和阻尼性能对风压脉动特性的影响程度.结果表明:屋面板的实际有限刚度对风压的脉动分量有放大作用,且改变了脉动风压的频谱特性,而聚氨酯夹芯的阻尼性能却能有效降低脉动风压的放大幅值.     

碳纤维面板泡沫夹芯复合材料加筋板仿真研究

夹芯板,作为轻量化设计的产物,拥有着和层合板相媲美的优异性能。因此,从工程实际出发,利用现有的实验数据,采用两种建模方法(“Tie”约束建模、整体分块赋属性建模),在此基础上,比较了有限元模型中积分公式的精度大小,并分别给出了4种有限元模型,通过与实验数据对比,探讨合适的有限元模型,仿真结果表明,采用整体分块赋属性高斯积分的建模方法得到的位移、应力的计算结果分别可以保持1.16%、5.2%的误差,文中的结果可为以后的夹芯板的数值仿真提供一定参考。     

预制夹芯墙板FRP 连接件的有限元模拟

预制夹芯保温墙体是集承重、保温、装饰一体化的复合墙板,主要由内叶墙(承重墙)、保温层、外叶墙(装饰墙)三部分组成,其中三块墙体之间主要依靠连接件来连接,本文采用对比的方法,运用ABAQUS有限元模拟,主要研究两种连接件的抗拉、抗剪以及在实际墙板中的受力情况,对试件的抗拉和抗剪性能进行验证。证明FRP连接件抗拉性能优良,抗剪性能一般,在整体墙板中,连接件的受力受到多种因素影响,主要有自重、风荷载、地震荷载等。在受力情况上,主要表现为上部连接件承受荷载最大,底部最小。在位移上,与连接件的接触的部分位移最小,整体位移呈现出间隔分布的情形,即连接件嵌入部分位移最小,水平方向上两组连接件的间隔处位移最大。证明FRP连接件受力性能完全符合实际工程应用需求,具有良好的市场应用前景。     

钢管混凝土柱隔板贯通节点局部抗拉性能研究

钢管混凝土柱隔板贯通节点局部抗拉性能研究对改进方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的结构性能具有重要意义。文章基于7个十字形隔板贯通节点试件的静力拉伸试验,考虑几何非线性、钢材与混凝土接触非线性和各种材料非线性等多重非线性因素,采用ANSYS有限元软件建立三维实体模型,对隔板贯通节点进行了单调加载分析。结果表明:有限元分析得到的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好;与试验值相比,节点屈服承载力有限元计算值的误差均在5%以内,极限承载力有限元计算值的误差小于14%。有限元分析结果可为隔板贯通节点承载力计算公式与设计方法的研究提供参考。并提出了改进节点局部抗拉性能的设计建议。     

钢筋混凝土梁墙节点抗震性能的初步研究

在钢筋混凝土高层建筑结构设计中,钢筋混凝土梁一端支承地柱上,而另一端支承于钢筋混凝土墙（核芯筒墙）的情况屡见不鲜。通常钢筋混凝土墙主要用于承受水平剪力作用及承重墙平面内的弯矩作用。当梁垂直作用于墙时,则使其受到平面外的弯矩作用,而有别于普通墙的受力状态。以往的研究报告中,对这个问题的研究结果不是很多,尤其缺乏试验研究资料。本文拟在前人研究的基础上,拟订试验研究方案,从而对梁墙节点的抗震性能做进一步研究。     

单角钢螺栓连接节点板拉剪性能研究

对某角钢塔典型节点进行足尺试验研究和有限元参数分析,考察单角钢连接节点板受拉剪时的工作性能和破坏模式.结果表明,单角钢连接节点板受拉剪时可能发生块状拉剪撕裂和受拉断裂两种破坏模式;垂直于受力方向的螺栓孔间距、顺受力方向的螺栓孔间距和节点板形状对单角钢连接节点板的极限承载力有显著的影响;偏心作用只会降低节点板的屈服破坏承载力,对其极限承载力影响甚小.通过可靠度分析,评价现有节点板设计方法用于单角钢连接节点板的适用性.     

夏热冬冷地区夹芯墙热工性能试验

对夹芯墙热工性能进行了深入研究．对4种墙体进行了检测分析,研究结果表明40mm、20mm厚（设置空气间层）聚苯乙烯保温板组成的夹芯墙体能够满足夏热冬冷地区的建筑节能标准和要求．     

混凝土柱-钢梁边节点受力性能非线性有限元分析

利用有限元程序对混凝土柱与钢梁组合节点受力性能进行了非线性有限元分析,并将计算结果与试验结果进行了对比,同时确定了有限元程序在本结构试验中的应用范围。分析结果表明,在荷载作用下钢梁的最大应力区域出现在钢梁与混凝土组合节点的角部翼缘处;在钢梁上设置对称的加劲肋能够改善试件的受力性能。     

结构节点加固受力性能研究

通过节点模型和数值模拟实验，研究了碳纤维加固梁柱边节点的受力性能．经过对加固前后的节点构件进行加载实验，得到了加固前后梁表面应变和节点区的最大剪应力数据，对比分析表明，碳纤维对混凝土具有约束作用，可以减小梁端的变形．同时建立了三组钢筋混凝土有限元模型，计算结果显示，梁柱节点的尺寸、配筋率、轴压比都是影响节点受力的因素，粘贴于混凝土表面的碳纤维可有效地参与混凝土共同受力，并且承担了大部分的荷载，降低了混凝土的应力水平，节点区粘贴碳纤维片材可提高结构的承载能力．     

钢筋混凝土框架异型节点抗震性能试验研究

基于9个钢筋混凝土框架平面异型节点、1个空间异型节点的拟静力试验和1个火力发电厂结构模型的拟动力试验,分析了异型框架节点的受力机理和抗震性能.提出了由小梁小柱决定的“小核芯”概念,得出框架异型节点的承载能力取决于异型节点“小核芯”的结论.同时研究了梁柱截面变化、轴压力和水平箍筋对异型节点抗剪性能的影响,最后以“小核芯”为基本分析单元提出钢筋混凝土框架异型节点的抗剪承载能力计算公式.     

轴向压力对复合墙板抗震性能的影响

根据4块复合墙板低周反复荷载试验结果的对比分析,研究了轴向压力和水平荷载共同作用时复合墙板受力的特点,探讨了轴向压力对复合墙板的破坏形态,承载力,刚度以及变形与耗能性能的影响。     

Ultralight X-type lattice sandwich structure (II): Micromechanics modeling and finite element analysis

The methods of homogenization and finite elements are employed to predict the effective elastic constants and stress-strain responses of a new type of lattice structure, the X-structure proposed by the authors in a companion paper. It is shown that in most cases the predictions by the equivalent homogenization theory agree well with the experimental and 3-dimensional finite element calculated results. The theoretical and numerical study supports the argument that the X-structure is superior to the pyramid lattice structure in terms of mechanical strength. Supported by the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2006CB601202), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10632060, 10825210), the National “111” Project of China (Grant No. B06024) and the National High-Tech Research and Development Program of China (“863” Project) (Grant No. 2006AA03Z519)     

夹芯板弯曲屈曲试验研究

由二个金属面层和泡沫芯层组成的夹芯板，芯层有效地抵抗受压面层的屈曲，而压型槽又增加了面层的抗压强度。但是，当压型金属板受压翼缘较宽时，易于发生局部屈曲，并出现皱折而破坏。对冷弯薄壁型钢压型表面泡沫夹芯板进行弯曲屈曲试验研究，测得了夹芯板受压面层板屈曲时的临界应力、屈曲荷载及屈曲半波长，并与有限条－棱方法计算结果进行了对比，理论值与试验值吻合较好。     

Fabrication and compressive performance of plain carbon steel honeycomb sandwich panels

Plain carbon steel Q215 honeycomb sandwich panels were manufactured by brazing in a vacuum furnace.Their character- istic parameters,including equivalent density,equivalent elastic modulus,and equivalent compressive strength along out-of-plane (z-direction)and in-plane(x- and y-directions),were derived theoretically and then determined experimentally by an 810 material test system.On the basis of the experimental data,the compressive stress-strain curves were given.The results indicate that the meas- urements of equivalent Young's modulus and initial compressive strength are in good agreement with calculations,and that the maximum compressive strain near to solid can be up to 0.5-0.6 along out-of-plane,0.6-0.7 along in-plane.The strength-to-density ra- tio of plain carbon steel honeycomb panels is near to those of Al alloy hexagonal-honeycomb and 304L stainless steel square-honeycomb,but the compressive peak strength is greater than that of Al alloy hexagonal-honeycomb.     

复合墙板结构层组合形式的探讨

通过两种复合墙板拟静力试验,探讨了结构层组合形式对构件的破坏形态、变形性能、刚度以及承载力的影响,论证了两侧等厚结构层复合墙板抗震性能相对优越并对不等厚结构层复合墙板的极限承载力及应用范围进行了讨论。     

Bonding strength in carbon steel sandwich panels under condition of diffusion-rolling with small reduction

One of the key problems by diffusion-rolling bonding with small reduction for carbon steel plates is the bonding assistant coat. Abonding assitant coat used below 850℃ was developed. It contained copper as basic element and zinc as main alloy element. Other small elements and rear metals were added to decrease the melting point and to obtain a better clouding and bigh plasticity. Based on the theory of brazing and transient liquid diffusion welding, two carbon steel plates were rolled with small reduction by using self-made bonding assistant coat. Temperature, pressure and holding time are the main technology parameters for controlling the process of diffusion-rolling. The results show that the bonding strength is the greatest when the bonding temperature is 830℃, holding time is 3 min and the reduction rate is 9%.     

常温与高温下高强钢T型连接受拉性能试验

为研究高温下高强钢T型连接的受拉性能,对11个常温下和17个高温下的T型连接试件进行拉伸试验,其中包括300、400、500、600℃等多种高温环境下Q355、Q460、Q690、S690、S960等不同强度钢材的T型连接,通过试验得到各T型连接的初始拉伸刚度、抗拉承载力、破坏模式等。将试验结果与欧洲规范和中国规程的计算结果进行对比,以期校验规范对于高强钢T型连接的适用性,并分析翼缘强度、翼缘厚度、螺栓强度、螺栓直径、螺栓位置以及高温温度等多种因素对T型连接受拉性能的影响。常温与高温下的试验结果表明：欧洲规范和中国规程对高温下高强钢T型连接初始拉伸刚度的估算偏于危险,而对抗拉承载力而言偏于保守;与普通钢T型连接相比,薄翼缘高强钢T型连接能在保持承载能力相当的情况下,具有更好的变形能力;当螺栓离腹板距离和翼缘距离的比值小于1时,增大螺栓离腹板的距离会显著降低T型连接的初始拉伸刚度和抗拉承载力;螺栓直径的增加将增大T型连接初始拉伸刚度值,但螺栓强度对初始拉伸刚度影响不大。本文研究成果可为高强钢端板连接节点及其等效T型连接的抗火设计提供试验依据,为相关规范修订提供参考。     

Failure mode prediction of sandwich plate under bending loads

To understand the relationship between the collapse mechanisms and geometry parameters of sandwich plate with two aluminum alloy faces and one polyurethane foam core, samples subjected to three-point bending loads were studied through simulation, test and analytic methods. Based on published papers, the dimensionless values of limit loads for different failure modes were modified according to real test condition. The load-deformation relation from the analytical formulae was compared with that from experimental and numerical results. A mechanism map was provided to reveal the dependence of the dominant collapse mechanism upon the geometry parameters of the face and the core. The results show that the prediction accuracy was high only if the face thickness was much smaller than the core thickness.     

锈损冷弯薄壁型钢材料力学性能试验

为研究锈蚀对冷弯薄壁型钢材料力学性能的影响,通过对工业环境下服役9 a的冷弯薄壁C型檩条进行拉伸试验,探讨锈蚀程度、类型对其材料力学性能的影响.研究了钢材断口形态、应力-应变曲线、力学性能指标与其锈损程度、类型之间的关系,建立了锈损冷弯薄壁型钢材料本构模型.在此基础上,运用有限元方法分析比较了锈蚀对不同材料属性、不同厚度钢板力学性能的影响.结果表明:点蚀试件断口为单一的平断形式,而全面锈蚀试件断口则呈现为斜断、圆弧断或阶梯断;点蚀试件均表现为屈服平台、颈缩段消失,而全面锈蚀仅当锈蚀率达到36.14%时,屈服平台才消失;试件屈服强度、极限强度、伸长率、极限应变、弹性模量均随锈蚀程度增大而减小,当锈蚀率为36%时,强度下降36.66%,伸长率下降约70%.点蚀对延性的影响要高于全面锈蚀,锈蚀对冷弯薄壁型钢材料性能的影响要高于热轧型钢.     

部分组合混凝土夹心板在温度作用下的力学行为

为了减轻作为建筑围护结构时混凝土夹心板因承受内外叶温度差作用而导致墙体开裂或破坏的情况,对其在温度作用下的内力和变形进行研究。将混凝土夹心板内外叶连接件匀质化,并假设内外叶混凝土只产生弯曲变形且内外叶的弯曲曲率不同,推导出混凝土夹心板的界面应力的解析解,从而得到夹心板内外叶最不利截面位置及其内力和挠度的理论计算公式,并利用有限元软件ABAQUS对理论公式进行验证。结果表明：理论公式与有限元分析结果吻合较好,且部分组合混凝土夹心板内外叶的跨中最不利截面内力与连接件刚度无关,跨中最大挠度随连接件刚度增大而增大,但增幅很小。