基于堆积密实度的固废活性粉末混凝土配合比设计方法

采用固废掺合料(粉煤灰、矿渣和玻璃粉)进行了活性粉末混凝土(RPC)制备及性能研究,研究了固废种类、掺量和掺入方式对RPC堆积密实度、工作性能、力学性能和微观结构的影响,提出了固废RPC强度模型。结果表明:粉煤灰、矿渣和玻璃粉的替代水泥量分别为15%、10%~15%和20%时,RPC强度更具有优势,工作性能和微观性能更好;固废合理的掺入可使立方体抗压强度最高提高25.8%,而且随着堆积密实度的增大,固废RPC立方体抗压强度先提高后稍有降低;结合鲍罗米公式和密度堆积模型,考虑影响RPC性能的主要因素,提出了固废掺合料RPC配合比的设计方法,为RPC的工程应用提供依据。

活性粉末混凝土柱恢复力模型试验研究

进行18个活性粉末混凝土(RPC)配筋柱的低周反复加载试验,研究轴压比、纵筋配筋率和配箍率等对活性粉末混凝土配筋柱强度、刚度和滞回特性的影响规律,通过理论分析和对试验结果的回归分析,建立活性粉末混凝土配筋柱的三线型恢复力模型,并给出各特征点参数的计算方法。研究结果表明:该恢复力模型能够反映轴压比、纵筋配筋率和配箍率对滞回特性的影响,与试验结果吻合较好,可为活性粉末混凝土结构的非线性动力分析提供参考,为活性粉末混凝土柱类构件的抗震设计提供参考。

预应力活性粉末混凝土电杆的设计研究

为了利用活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)的抗拉强度和抗裂性能,根据其力学性能试验研究结果,通过理论推导分析,提出了预应力RPC电杆的承载力计算方法和正常使用状态(抗裂度、裂缝宽度、挠度)验算方法,给出相应参数的建议取值范围。建立了500 kV预应力RPC双杆有限元模型,利用有限元软件ANSYS对不同工况下预应力RPC双杆进行有限元分析。有限元分析结果与理论计算结果比较接近,验证了该设计方法的有效性。

预应力等径活性粉末混凝土电杆的设计研究

针对活性粉末混凝土(以下简称RPC)的力学性能特点,通过理论推导分析,提出了预应力RPC电杆的承载力计算方法,给出了相应参数的建议取值范围。对500kV预应力RPC电杆进行了设计,利用有限元软件ANSYS建立了有限元模型,对不同工况下预应力等径RPC双杆的受力性能及变形性能进行了有限元分析,分析结果验证了该设计方法的有效性。

基于OpenSees的活性粉末混凝土梁柱节点抗震性能非线性分析

活性粉末混凝土是一种具有超高强度、高耐久性和高韧性的超高性能水泥基材料,尤其适合用于框架结构中主要抗震构件。采用基于OpenSees的有限元非线性节点模型,对活性粉末混凝土梁柱节点进行了拟静力加载模拟,研究了不同轴压比下梁柱节点的抗震性能,得出了其滞回曲线和骨架曲线。结果表明:活性粉末混凝土梁柱节点具有良好的承载力和抗震性能,强度、刚度退化缓慢,延性较好。

特高压输电线路支盘桩群桩受力性能及经济性分析

通过有限元数值模拟,研究了支盘桩群桩在竖向荷载作用及竖向和水平荷载共同作用下基桩荷载-位移曲线、桩身应力分布、桩身轴力变化规律及桩间土体受力情况等,并结合具体工程,对支盘桩的技术经济性进行了分析.结果表明:支盘桩群桩在竖向和水平作用下的受力特点与单独承受竖向荷载作用时有所不同;同等条件下,相对于普通等径灌注桩,挤扩支盘桩群桩基础的设计尺寸、材料用量、施工造价及工期均有减少,具有较大的经济效益.

矿物掺合料和细骨料对高性能混凝土性能的影响

为了研究矿物掺合料及细骨料的种类对高性能混凝土性能的影响,采用粉煤灰和矿渣替代部分水泥,石英砂和河砂进行了高性能混凝土制备,通过试验研究了粉煤灰、矿渣和不同细骨料对高性能混凝土坍落度、立方体抗压强度和抗折强度的影响。试验结果表明:细骨料为河砂的混凝土坍落度均大于细骨料为石英砂的混凝土;矿渣和粉煤灰均能够增加混凝土的坍落度,但是粉煤灰增加效果更明显;石英砂混凝土的早期抗压强度低于河砂混凝土的强度;随着养护时间的增加,石英砂混凝土的抗压强度均大于河砂混凝土的强度;粉煤灰和矿渣的掺入,能够显著提高混凝土的后期抗压强度;同等增掺下,粉煤灰增加混凝土的抗压强度高于矿渣;矿物掺合料对于混凝土抗折强度几乎没影响;石英砂混凝土的抗折强度均大于河砂混凝土的抗折强度。

新工科导向下输电工程专业方向毕业设计改革研究

通过对输电工程专业方向毕业设计中存在的一些问题进行分析,结合毕业设计,从面向工程实际的多样化选题、"双师型"教师队伍建设、团队指导、过程管理、创新思维和独立能力培养等方面,提出了输电工程专业毕业设计改进方案。

不同钢纤维掺量活性粉末混凝土力学性能的试验研究

通过单轴受压、劈裂抗拉和抗折试验,研究了活性粉末混凝土的基本力学性能(抗压强度、劈拉强度和抗折强度).研究结果表明:钢纤维体积含量1.0%—2.0%之间变化时,活性粉末混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度变化不明显,当钢纤维体积含量超过2.0%后,其抗压强度、劈拉强度和抗折强度均有明显提高.当钢纤维体积含量超过3.5%后,钢纤维掺量对活性粉末混凝土轴心抗压强度和劈拉强度影响不明显,而对抗折强度的提高作用仍然比较明显.根据试验曲线,推导拟合出活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线方程.

活性粉末混凝土柱抗震性能试验

为了考察活性粉末混凝土柱类构件的抗震性能,开展了18根活性粉末混凝土柱的拟静力试验,研究了轴压比、纵筋配筋率、配箍率和钢纤维体积含量4个因素对活性粉末混凝土柱破坏形态、滞回特性、骨架曲线、刚度、承载力及延性的影响规律.研究表明:活性粉末混凝土柱的承载力随着轴压比的增大而提高,但其延性随着轴压比的增大有下降的趋势;试件柱的承载力及位移延性系数随着纵筋配筋率的增大而显著增大;配箍率的提高一定程度上改善了荷载达到峰值后阶段的滞回特性,骨架曲线的下降段变得较为平缓;钢纤维掺量的增加,改善了试件柱的破坏进程,一定程度上提高了试件柱的延性及耗能能力.

玄武岩纤维RPC基本力学性能研究

为了研究玄武岩纤维在RPC(reactive powder concrete,活性粉末混凝土)中的作用效果,以玄武岩纤维体积掺量、纤维长度、RPC水胶比和养护龄期为参数,对玄武岩纤维RPC的劈裂抗拉强度和立方体抗压强度进行了试验研究。试验结果表明:对于掺入12 mm长玄武岩纤维的RPC,最佳水胶比为0.22,最佳纤维体积掺量为0.10%,其劈拉强度较未掺纤维的RPC提高了38.53%。对于掺入6 mm长玄武岩纤维的RPC,最佳纤维体积掺量为0.05%,其劈拉强度较未掺纤维的RPC提高了27.16%。

活性粉末混凝土梁柱节点抗裂性能试验研究

为了研究活性粉末混凝土梁柱节点的抗裂性能,开展24个活性粉末混凝土梁柱节点试件(12个边节点和12个中节点试件)的低周反复荷载试验,研究节点类型、尺寸效应、轴压比、节点核心区配箍率、贯穿节点的梁内腰筋及柱内非角部钢筋等因素对活性粉末混凝土梁柱节点抗裂性能的影响;提出活性粉末混凝土梁柱节点的开裂荷载计算公式。研究结果表明:与中节点试件相比,边节点试件的初裂剪力与极限承载力更接近,为极限承载力的51.8%~70.4%;活性粉末混凝土梁柱节点的开裂荷载存在尺寸效应,随着节点截面面积的增大,节点开裂时的平均剪应力降低;节点核心区的开裂荷载随配箍率和轴压比增大而增大;贯穿节点的柱内非角部钢筋和梁腰筋对初裂剪力影响不明显,但对节点核心区的斜裂缝分布有影响;本文提出的开裂荷载公式计算结果与试验结果较吻合,可为实践工程提供参考。

季冻区路用活性粉末混凝土的耐久性研究

为了解决季冻区路面工程冻害问题,以国内外对活性粉末混凝土耐久性的研究成果作为理论基础,分别对低钢纤维掺量、标准养护条件和蒸汽养护条件下的活性粉末混凝土进行了力学性能试验研究及抗冻性能试验研究。试验结果表明:低钢纤维体积掺量的,采用标准养护条件下的活性粉末混凝土仍具有较高的强度和抗冻性,经过300次冻融循环后混凝土的耐久性指数接近于100%。因此可以应用于路面工程,用于控制由冻融循环引起的裂缝的生成和发展,进而带来更大的经济效益。

挤扩支盘桩抗拔承载性能试验研究与数值分析

为进一步探讨挤扩支盘桩的承载性能及桩土相互作用机理,依托输电线路实际工程,开展了挤扩支盘桩上拔现场静载试验及有限元数值模拟,得到了支盘桩单桩抗拔承载性能,分析了支盘桩荷载传递规律、桩周土体变形规律、桩土相对位移变化情况等,探讨了支盘数量、支盘间距及水平荷载对支盘桩抗拔承载力的影响规律。结果表明:同等条件下单盘支盘桩抗拔承载力比等径灌注桩提高15.3%;轴力分布曲线及桩土相对位移在支盘位置发生突变;塑性应变主要发生在支盘上部的土体中;水平荷载的存在能提高支盘桩的抗拔承载力;一定范围内支盘桩的抗拔承载力随支盘数量及支盘间距的增加而增大,支盘间距不宜小于2.5倍支盘直径,在实际工程应用时,应予以考虑,合理确定支盘的数量或支盘间距。

钢管角钢组合塔节点极限承载力影响因素分析

采用有限元软件ANSYS建立钢管角钢组合塔管板节点的三维实体模型,对其受力过程、承载力及其破坏模式进行分析,研究节点板长度、角钢厚度、角钢边宽以及角钢长度对钢管角钢组合塔管板节点极限承载力及破坏模式的影响。研究结果表明:在一定取值范围内,节点板长度的改变对节点的极限承载力几乎没有影响;角钢厚度对节点承载力影响显著,其承载力随着角钢厚度的增加而增大;角钢边宽和角钢长度对节点极限承载力的影响较小。研究结果可为钢管角钢组合塔的节点设计提供参考。

钢管十字插板连接承载力试验研究及有限元分析

为了研究广东某新建220kV输电钢管塔交叉斜材连接所采用的十字插板连接形式的受力性能,选用连接处8组足尺连接节点进行承载力试验,连接件形式分别采用普通条形板、角钢、弯折板;结合试验结果,运用ANSYS软件对试件进行非线性有限元分析及参数分析,给出了连接件面积与钢管面积比值、钢管开槽长度与钢管管径比值的临界解。结果表明:该输电塔交叉斜材钢管管径配合下的十字插板连接安全可靠但不够经济,在轴压作用下采用近似等面积的角钢和弯折板连接件形式对节点承载力无影响;连接件面积与钢管面积比值大于临界解时,钢管发生弹塑性失稳破坏,小于临界解时,十字插板连接位置发生破坏。

钢管角钢组合塔变坡节点承载力研究

为研究钢管角钢组合塔变坡节点特性，对2个相同尺寸、不同加载方式的变坡节点进行静力足尺试验，对受力性能、承载力和破坏模式的分析研究表明，节点破坏模式均为受压端节点板平面外失稳，说明节点板是薄弱区域。采用有限元软件ABAQUS建立三维实体模型，对影响变坡节点承载力的主要因素进行参数分析，结果表明，在一定范嗣内，节点承载力随节点板厚度的增大而提高，节点板厚度每增加2mm，承载力提高5％-9％，当厚度增加到一定限度。承载力提高30％左右，节点板得到充分利用。

T型内芯防屈曲支撑的拟静力滞回性能试验研究

提出了一种内芯与约束构件均为型钢的全钢装配式防屈曲支撑,该支撑具有全装配、内芯可更换、工艺简单、造价低廉和可用于既有构件加固等优点。钢内芯由2个角钢与加劲板组成T型截面,外约束构件由角钢和盖板通过螺栓连接形成。对6个该支撑试件进行拟静力试验,讨论其滞回性能、抗震性能及破坏机理,并分析内芯上设置填板、内芯与约束构件的间隙、内芯双角钢之间的间距以及限位方式对滞回性能的影响。结果表明,该支撑的实际性能与设计性能基本一致,具有稳定的滞回性能;在支撑中间设置填板对支撑的滞回性能基本没有影响;内芯与约束构件的间隙及内芯双角钢之间的间距过大会降低支撑的滞回性能;采用中部限位方式的支撑滞回性能优于端部限位方式。对试件的抗震性能分析表明,该支撑具有较好的延性和累积塑性变形能力,可作为阻尼器应用于结构中。通过分析破坏模式发现,加劲板末端的焊缝应力集中会造成支撑的断裂位置由屈服段转移至止焊处;设置中部限位卡可以减小摩擦力的不利影响。

混杂纤维RPC轴压应力-应变曲线试验研究

为了研究玄武岩-聚丙烯混杂纤维活性粉末混凝土的应力-应变关系,对制作的9组RPC试件进行了受压应力-应变全曲线试验。分析了不同纤维掺量下应力-应变曲线特征及轴心抗压强度和峰值应变随纤维掺量的变化规律。结果表明:总体上看当玄武岩纤维一定时,随着聚丙烯纤维掺量的增加RPC轴心抗压强度与峰值应变均先增加后减小。当玄武岩纤维掺量为0.15%,聚丙烯纤维掺量为0.033%时抗压强度达到最大值,此时达到最佳纤维掺量。依据试验结果得出混杂纤维RPC峰值应变与轴心抗压强度近似呈线性关系;同时根据试验曲线推导拟合得出了混杂纤维RPC轴心受压应力-应变曲线方程,拟合曲线与试验曲线能较好吻合,验证了拟合公式的合理性,可为工程应用提供参考。

基于接触非线性的金具安全销极限承载力分析

基于输电线路防灾减灾金具的设计,考虑金具之间的接触,建立了碗头挂板、联板、安全销的整体有限元模型,采用增量有限元法分析了安全销上的接触应力,验证了模型的正确性。对安全销的应力分布及极限承载力分析表明,通过调整安全销的槽深,可得到不同孔径比下安全销的极限承载力,确定了在外荷载达到塔线分离荷载前实现塔线分离的安全销尺寸,为安全销的改进提供了合理、有效的方法。