预制装配式框架结构梁柱节点力学性能试验研究

相比钢筋混凝土结构,钢骨混凝土结构因承载力较高和延性较好等诸多优点而应用广泛.以往的研究多数集中于整体式钢骨混凝土框架节点,有关采用钢板对焊拼接形式的预制装配式钢骨混凝土框架节点的研究相对较少.基于以上考虑,设计了两个预制装配式钢骨混凝土框架节点组合体和一个钢筋混凝土框架节点组合体,进行了柱向轴力恒定的拟静力加载试验.对节点组合体的破坏形态、延性、承载力退化、刚度退化和耗能能力作了详细论述.结果表明,轴压比对预制装配式钢骨混凝土框架节点的破坏形态无本质影响;相对钢筋混凝土框架节点,预制装配式钢骨混凝土框架节点具有较高的承载力和较好的延性;预制装配式钢骨混凝土框架节点的塑性变形能力强,具有较好的耗能能力;随轴压比的增大,预制装配式钢骨混凝土框架节点组合体的刚度退化和承载力退化速度提高,延性系数和耗能能力减小;梁连接区和节点核心区的应变随轴压比的增大而减小;框架梁连接区和节点核心区的钢骨和钢筋均未屈服,钢板对焊拼接的连接方式可行.

冻融环境下混凝土双向受压强度与变形特性试验研究

对普通混凝土经冻融后在双向压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究.试件尺寸为100mm×100mm×100mm.试验过程中测得了混凝土在常态和经过25次、50次、75次冻融循环后在双向受压下的应力-应变关系曲线和双轴强度,分析了主压应力σ3及其对应的应变随冻融循环次数的变化规律,以及在冻融作用后混凝土的二轴强度、应力-应变关系,最大应力处的应力、应变和弹性模量随主压应力比的变化规律,观察了试件的破坏形态,建立了相应的破坏准则.发现普通混凝土经冻融后在双轴压荷载作用下的强度和弹性模量随着冻融循环次数的增加而降低,应变随着冻融循环次数的增加而增大;强度、应变和弹性模量随着主应力比α值的不同而变化的规律及其破坏形态均与常态混凝土基本相同.

冻融循环后混凝土双轴压的试验研究

利用大型混凝土静、动三轴试验系统,对经过0、25、50、75次冻融循环的混凝土,进行了5种比例加载路径的双轴压试验,测得了混凝土的强度及两个加载方向的应变,并根据试验结果,系统地探讨了冻融循环后,混凝土在不同比例加载下的双轴受压强度和变形特性。在此基础上,建立了冻融循环后混凝土双轴压的破坏准则,为北方寒冷地区的水坝、混凝土路面等的设计、分析提供了试验及理论依据。

冻融循环后引气混凝土双轴破坏准则研究

对经过0次、100次、200次、300次、400次冻融循环作用后的引气混凝土试件进行了双轴压、双轴拉-压荷载作用下的强度试验研究。观察了试件的破坏形态和表面裂缝的走向特征,根据试验结果分析了极限抗压、抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律。在主应力空间,建立了不同冻融循环次数后考虑应力比影响的双轴破坏准则;对于双轴压,建立了同时考虑应力比及冻融循环次数影响的破坏准则,对于双轴拉-压,建立了八面体应力空间的破坏准则;为寒冷地区处于双轴荷载作用下的引气混凝土结构的强度分析提供试验和理论依据。

有侧压混凝土的变速率劈拉强度试验及其破坏准则研究

本文报告了利用大型混凝土静、动三轴试验系统 ,进行 6 4块普通混凝土试块在 4种侧应力等级和 4个数量级加载速率的混凝土劈拉试验的结果 .系统地探讨了有侧应力作用时 ,混凝土在不同加载速率下的劈拉强度规律 .在此基础上 ,建立了考虑不同侧应力和加载速率的破坏准则 .为地震区的混凝土结构、海上混凝土采油平台、混凝土桩和核安全壳等结构受动态压 拉组合荷载作用的动态分析奠定了可靠的基础 .

三向应力状态下钢纤维混凝土的变形特性

利用作者研制的混凝土三轴试验系统，通过１８４块钢纤维混凝土试块在三向受压、两压一拉、两拉一压及三拉应力状态下试验研究，系统探讨了三向受力状态下钢纤维混凝土的变形特性，分析了应力一应变关系曲线的特点以及纤维含量和中间应力对峰值应变的影响，讨论了三向应力状态下的体积应变规律．

冻融环境下引气混凝土双轴拉-压强度和破坏准则的试验研究

本文对掺引气剂混凝土进行了不同次数快速冻融试验,用电子显微镜观察了经受不同次数冻融循环后混凝土微观结构的变化,并进行了6种应力比下的双轴拉-压试验,观察了试件破坏形态,测得了混凝土试件的抗拉强度和抗压强度。试验发现,掺引气剂混凝土在双轴拉-压荷载作用下,其抗拉强度和抗压强度均随冻融循环次数的增加而明显降低。在此基础上,分析了双轴拉-压极限强度随冻融循环次数的变化规律,并在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的破坏准则。

三轴受压状态下轻骨料混凝土的强度特性

本文利用自制的混凝土三轴试验系统,对国内尚未研究的轻骨料混凝土在常规三轴及真三轴受压状态下的强度特性进行了试验研究;分析了中间应力对强度的影响;在与普通混凝土三轴受压状态下的特性进行比较中,发现它与普通混凝土的显著差别除极限强度低外,在三向高压应力比下具有明显的平台流塑特性。据此,提出轻骨料混凝土在八面体应力空间下表述的强度准则。该准则的特点是考虑了平台流塑应力的影响;考虑了罗德角影响的偏平面上的强度包络线方程,形式简单,且能充分满足边界条件,与试验结果符合较好。本文的工作为充分利用轻骨料混凝土在三轴应力状态下的强度,提供了试验及理论依据。

碾压混凝土拱坝单向间隔诱导缝等效强度研究

通过对混凝土试件断裂韧度的分析,得到了碾压混凝土断裂韧度的尺寸效应规律,将该规律运用到单向间隔诱导缝等效强度计算公式中,得到与缝长有关的强度计算公式,并得出相同面积折减率下单向间隔诱导缝等效强度随缝长的增加而减小的结论。由诱导缝断面强度剩余率曲线又得到诱导缝断面强度剩余率随缝长的增加而减小,随强度等级降低而增大的结论。据此提出了碾压混凝土拱坝中诱导缝应选择相对较长的尺寸,坝体选用的混凝土强度等级在对坝体温度应力影响较小的情况下应适当提高的建议。

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.

混凝土强度及疲劳寿命试验样本容量分析

根据样本容量理论 ,提出确定混凝土强度和疲劳寿命试验所需最少试件数量的方法 .通过对 2 9组 4 86个试验数据进行算例分析 ,给出试件数量与试验置信水平、变异系数及相对误差的数量关系 ,表明在混凝土强度及疲劳寿命试验中科学合理地确定试件数量对降低误差的重要性 ,并由此提出对现有规范的修改建议 .结果证明 :相同条件下混凝土低周疲劳比高周疲劳试验所需试件数量要多 .同时也为相关科学试验设计提供了简单实用的方法 .

钢纤维混凝土内时损伤本构模型

本文在作者建立的普通混凝土内时损伤本构模型的基础上，引入纤维含量特征参数对损伤变量影响的系数，建立了钢纤维混凝土的内时损伤本构模型该模型的特点是：把内时理论与损伤力学相结合，摆脱了古典塑性力学中屈服面的概念，又使模型中的参数和基本方程大大减少；考虑了不同纤维含量特征参数对本构模型的影响；使钢纤维混凝土和普通混凝土间的本构模型有机地联系在一起，便于应用。

平面应变状态下的混凝土变形和强度特性

本文应用自制的试验装置对平面应变状态下混凝土的变形和强度特性进行了试验研究;比较了平面应变与平面应力状态下混凝土的变形和强度特性间的差别;给出了在弹塑性状态下,两种平面问题间的应力转换关系,为简化平面应变问题的非线性分析及充分利用混凝土在复杂应力状态下的强度提供了试验及理论根据.

多功能三轴混凝土试验系统

研制了一套进行三轴应力下混凝土变形与强度试验装置系统。该系统适用范围广，既可用于荷载控制，也可用于变形控制；可进行不同应力比下的平面应力、平面应变及一般三轴受压和三轴受拉加载下的变形与强度试验；适应多种试件尺寸，最大试件尺寸可达到 ｌｍ；吨位较大，每向最大压力为２０００ ｋＮ，最大拉力为 ５００ ｋＮ，并具有钢刷加载装置。数据采集处理全部由计算机实现，可采集到应力－应变曲线的下降段。试验精度与效率都较高。

空间多曲线型预应力钢索的预应力摩擦损失研究

通过S型曲线预应力连续箱梁桥的现场原型试验 ,实测了多种线型的预应力钢索预应力摩擦损失值 ,确定了局部偏差影响系数k和预应力钢索与管道壁的摩擦系数 μ的取值 ,建议了空间多曲线型预应力钢索的预应力摩擦损失的计算模式。在正式张拉阶段 ,现场实测了部分空间多曲线型钢索的预应力摩擦损失 ,对施工过程中钢索的预应力是否达到设计要求进行监控。同时 。

混凝土冻融损伤可靠度分析及剩余寿命预测

本文基于宏观损伤力学理论,分析混凝土冻融损伤的可靠性,把混凝土结构冻融损伤近似看作由不同正负峰值温度差顺序作用产生的,提出了三参数Weibull损伤可靠度分析模型,并在混凝土损伤等效的基础上,推导出冻融循环作用后混凝土剩余寿命计算公式。结合混凝土冻融的定量化分析,得出了在遭受一定的冻融损伤后混凝土结构的剩余工作年限。

单侧压下混凝土受拉疲劳试验研究

首次对混凝土在侧压分别为0.25fc和0.50fc作用下进行了受拉疲劳试验,得到了S-N方程,应力应变曲线,应变、疲劳变形模量比与循环次数关系曲线.应变、疲劳变形模量比与循环次数关系曲线表现为三阶段规律,通过定义的对数线性变换把上述三阶段曲线转换为直线,并利用了应变与循环次数关系第二阶段稳定变化的规律,对疲劳寿命进行了预测.

基于模态应变能与神经网络的钢网架损伤检测方法

神经网络通过对样本的学习,获得结构模态参数与损伤之间的映射关系。目前基于神经网络的损伤检测已经越来越广泛地使用在非破坏性损伤诊断当中。但对于大型结构而言,它的训练样本数量过大,将消耗大量的计算。所以如何降低神经网络的计算量使其可用于大型结构的损伤诊断是一个亟待解决的问题。为了解决这个问题,提出了空间钢网架损伤的两步诊断法:第一步,利用模态应变能对结构损伤的敏感性,判断出结构损伤的可能位置;第二步,利用神经网络从可能发生损伤的杆件中定位出实际损伤的位置,并进行损伤程度的判断。利用一个空间网架作为数值算例,进行可行性验证。结果表明此方法可以准确判断出结构的损伤位置以及损伤大小,是一种行之有效的方法。

三向应力状态下钢纤维混凝土的强度特性及破坏准则

本文利用作者研制的混凝土三轴试验系统,对钢纤维混凝土试件在三向受压、两向受压一向受拉、两向受拉一向受压及三向受拉的应力状态下的强度进行了试验研究.除离散的试件外,可用于统计分析的试件数为184块,应力比22种.根据试验资料,、探讨了中间主应力和纤维体积含量对三向受力状态下钢纤维混凝士强度的影响;阐述了钢纤维混凝土在偏平面上破坏面的特性;给出了钢纤维混凝土三向应力状态下空间破坏准则的数学表达式.该表达式包含了三向受拉及两向受拉一向受压应力状态的影响.

测量模态不完整情况下空间网架结构的损伤识别

空间网架结构杆件数量庞大,自由度数目很多,要测得完整的模态数据有很大的困难。如何利用有限的测量信息对结构的损伤情况进行判断是一个实际的问题。对测量自由度不完整情况下网架的损伤识别,提出了两步法:第一,将测量的振型通过动力扩阶方法得到完整振型,利用模态应变能进行疑似损伤杆件判断;第二,利用最小二乘支持向量机对第一步判断的疑似杆件进行进一步的杆件损伤定位和定量。以一个空间网架结构为模型进行了数值模拟验证,结果表明对于测量模态不完整的网架结构损伤识别本文提出的方法是有效的。