基于声发射技术的高强全珊瑚钢筋混凝土板破坏特性研究

为了探究全珊瑚钢筋混凝土板破坏特性,设计了3种不同配筋率(0.85%、1.13%和1.41%)的高强全珊瑚钢筋混凝土板构件.结合声发射技术,开展了全珊瑚混凝土板构件四点弯曲加载试验,揭示了配筋率对高强全珊瑚钢筋混凝土板力学性能的影响.基于声发射参数速率过程理论,建立了损伤定量评估模型,并进一步提出了可用于工程实践的损伤评估准则.结果表明:随配筋率增大,高强全珊瑚混凝土板构件起裂荷载、起裂时间与峰值荷载均增大,但中心挠度降低了11.29%;单位时间声发射参数变化均存在2个峰值区,可作为板构件的起裂评判和破坏预兆;根据声发射参数累计值变化可将高强全珊瑚混凝土板构件破坏过程划分为轻度(<0.35)、中度(0.35~0.66)、高度(0.66~0.84)和重度(>0.84)损伤4个程度.所建立模型适用于不同配筋率的全珊瑚混凝土板构件损伤评估.

盐胀作用下埋地钢筋混凝土板受力性能试验研究

基于青海盐渍土地区埋地钢筋混凝土板现场模型试验,研究了考虑温度影响的盐渍土盐胀作用下钢筋混凝土板内及其表面的应力变化规律,并将其定义为“盐胀应力”。利用钢筋混凝土板内外应变监测结果,通过理论分析得出盐胀应力计算公式。基于Sum of sine函数模型将1年周期内盐胀应力的变化过程以及相对应的盐胀作用划分为发展阶段、稳定阶段、下降阶段3个阶段。其中发展阶段为每年10月至次年2月,温度变化范围为0~10℃,在该温度范围内,随着温度降低,盐胀应力不断增加,说明盐胀现象愈为强烈。对青海盐渍土地区的埋地结构物设计提出了建议,以期最大程度地减少盐渍土对埋地结构物的破坏。

水下爆炸冲击波载荷作用下钢筋混凝土板毁伤特性分析

钢筋混凝土板是各种水工结构中的重要部件。因此,进行水下爆炸载荷作用下钢筋混凝土板结构的毁伤模式研究具有重要的战略意义。本文采用Abaqus声固耦合法对钢筋混凝土板在水下爆炸载荷作用下的毁伤模式进行研究,分析影响钢筋混凝土板毁伤的主要参数,总结钢筋混凝土板的几种典型毁伤模式,确定钢筋混凝土板的毁伤等级,包括轻微毁伤、中等毁伤和严重毁伤;建立Kriging模型,对钢筋混凝土板的毁伤模式进行预测,并通过算例验证预测方法的准确性。研究工作可为水下爆炸载荷作用下钢筋混凝土结构毁伤的深入研究提供参考。

天然气爆炸载荷作用下钢筋混凝土板毁伤试验研究

为研究天然气爆炸压力积聚作用下钢筋混凝土板的毁伤规律,搭建9.8 m^(3)半地下式气体爆炸加载装置,对两种厚度(80 mm、100 mm)、3种强度(C30、C40、C50)的钢筋混凝土板进行当量甲烷爆炸加载下的毁伤试验研究,获得爆炸空间中准静态压力、钢筋混凝土板面外位移、等效应变等分布特征。研究结果表明:封闭空间中,爆炸压力积聚与板体开裂泄压作用下,爆炸准静态压力出现振荡特征;等效应变与裂纹特征一致,呈对称Y型分布,且等效应变具有明显的双峰和三峰特征;两种厚度的钢混板具有显著不同的破坏模式,80 mm厚度时钢筋结构保持完整,混凝土破裂飞散,发生局部混凝土冲切破坏,100 mm时在固接处发生断裂,混凝土板整体抛出,产生大面积钢筋混凝土复合体冲切破坏。

聚脲涂覆钢筋混凝土板抗爆抗震塌性能试验研究

为研究改性聚脲涂覆钢筋混凝土板的抗爆抗震塌性能,开展了6 mm厚改性聚脲涂覆钢筋混凝土板的爆炸试验,获取了爆炸加载过程冲击波超压、结构背部加速度、背部中心点位移等结构响应时程特征。主要分析了药量和爆距对结构中混凝土震塌情况的影响,分析了钢筋混凝土板背部聚脲涂层脱黏鼓包现象,并讨论了聚脲增强下钢筋混凝土板在爆炸载荷下发生震塌破坏及聚脲涂层脱黏情况随比例距离增加的变化规律。结果表明:随着爆距减小,背部聚脲涂层损伤及钢筋混凝土板破坏程度增加,且爆距越小时增加程度越大;随着药量增大,背部聚脲涂层损伤程度及钢筋混凝土板破坏程度增加,且药量越大时增加程度越大;单一变量下比例距离增加使得作用在结构上的爆炸载荷能量增加,从而引起结构背部破坏加重;比例距离相近时,药量的增加起到影响结构破坏的主导作用,使得结构的震塌破坏及聚脲脱黏程度显著增大。

高寒大温差超长钢筋混凝土板抗冲击荷载数值模拟研究

在高寒大温差条件下,对超长钢筋混凝土板抗冲击荷载数值模拟进行了研究。结果表明:系统能量受冲击速度影响较大,预加荷载影响次之,受配筋率影响最小。在冲击速度处于3.0~10.5 m/s范围内时,系统能量改变幅度为2.09%~1.41%。当速度从0 m/s增加至3.0 m/s时,预加荷载从0 kN/m2增加为2.5 kN/m2时,板中心竖向位移从3.20 mm增加到3.46 mm,增幅为8.12%;速度从3.0 m/s增加至5.5 m/s时,板中心竖向位移从12.97 mm增加到13.75 mm,增幅为6.01%;在冲击速度增大为10.5 m/s时位移时程曲线,板中心竖向位移从56.12 mm增加到56.62 mm,增幅为0.89%。在进行钢筋混凝土板预加荷载的施加时,随着预加荷载的增加,冲击后板中心竖向位移随之增加,但增加幅值较小,预加荷载对板中心竖向位移具有较小影响。在其他条件相同时,冲击速度从3.0 m/s增大到5.5 m/s时,板中心竖向位移增幅为299.42%;冲击速度从5.5m/s增加到10.5m/s时,板中心竖向位移增幅为319.29%。板中心竖向位移受冲击速度影响最大,受预加荷载与配筋率的影响较小。

小药量双重爆炸荷载作用下钢筋混凝土板动力响应研究

为研究小药量双重爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应,采用有限元软件LS-DYNA建立了钢筋混凝土板的三维有限元模型。通过与既有试验数据对比,验证了数值模型的合理性;并采用所建数值模型,进一步研究了小药量双重爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的动力行为特征。结果表明,随着条形炸药放置角度的不同,混凝土板面的损伤破坏区域呈现出始终沿条形炸药长度方向上分布的规律。小药量双重爆炸荷载作用下,钢筋混凝土板的损伤破坏主要发生在第一次爆炸期间;钢筋混凝土板位移、钢筋轴力和轴向应变在第二次爆炸荷载作用下的增长显著。

爆炸荷载作用下钢筋混凝土板性能分析

为了分析爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的动力响应,利用有限元开展了单点接触爆炸荷载作用下钢筋混凝土板的压力、位移、钢筋应力-时程响应。结果表明:所有测点的超压时程响应曲线呈现正态分布的趋势;钢筋混凝土板迎爆面最大位移随时间的增加呈现先增加后减小再增加的趋势,表现为倒三角的形状;钢筋混凝土板内部的上层钢筋呈现为受压状态,压力值在0.5s时快速达到峰值15×103Pa;下层钢筋处于受拉状态,爆炸后拉应力在1s时快速达到峰值6×103Pa;当混凝土强度从30MPa增加至70MPa,钢筋混凝土板内部的最大位移降幅为44.2%;当钢筋屈服强度为250MPa增至500MPa,钢筋混凝土板内部的最大位移降幅为16.5%。

高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板的爆炸毁伤缓解效应

为研究高聚物牺牲包层对钢筋混凝土结构的爆炸毁伤缓解效应,开展了带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板的接触爆炸试验,同时设置了普通钢筋混凝土板作为对照组,对比分析了高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板毁伤特征的影响。此外,运用AUTODYN软件建立了现场爆炸试验的SPH-FEM耦合模型,通过与试验结果的对比,验证了所建耦合模型的可靠性。在此基础上,通过参数敏感性分析,探究了炸药量和高聚物牺牲包层密度、厚度对带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板毁伤特性以及吸能特性的影响。结果表明:接触爆炸下,高聚物牺牲包层能够有效地分散爆炸荷载,缓解爆炸荷载对钢筋混凝土板的冲击作用,具有良好的防护性能;药量在一定范围内增大时,高聚物牺牲包层依然能维持较高的吸能水平,增大包层密度和厚度有利于增强高聚物牺牲包层的吸能特性,包层厚度的变化会造成被保护钢筋混凝土板毁伤模式的改变。

水下接触爆炸下高聚物层对钢筋混凝土板的防护效果

为研究多孔材料高聚物对水下混凝土结构的抗爆防护性能,对含高聚物防护层的钢筋混凝土板开展了水下爆炸实验,并设置了对照组。利用AUTODYN有限元程序建立了含高聚物防护层的钢筋混凝土板水下爆炸全耦合模型,并通过数值模拟结果与实验的对比,验证了所建模型的可靠性。在此基础上,通过数值模拟,进一步分析了前置钢板对高聚物层防护性能的提升效果。以钢筋混凝土板跨中残余位移为指标,参数化分析了起爆药量和复合结构层厚比对高聚物层水下防护效果的影响规律。结果表明:水下爆炸下,高聚物防护层能够有效降低混凝土结构的毁伤程度;在高聚物层外侧布置钢质薄板,可以更好地发挥高聚物层的吸能效果,对钢筋混凝土板起到更好的防护效果,且当高聚物层与前置钢板层厚度比为20时,防护效果最佳。

POZD涂覆钢板加固钢筋混凝土板抗爆性能研究

为了研究聚异氰氨酸酯噁唑烷(Polyisocyanate oxazodone,POZD)聚合物高分子材料涂覆钢板-钢筋混凝土板在接触爆炸荷载作用下的抗爆性能,开展了接触爆炸试验和数值模拟研究,对其破坏特征进行分析。采用有限元软件LS-DYNA建立了钢筋混凝土板、炸药、钢板和POZD的有限元模型,讨论了不同药量下POZD涂覆钢板加固钢筋混凝土板的破坏模式和破坏特征。试验及数值结果表明:在钢板-钢筋混凝土板背面涂覆POZD涂层能有效提升结构的抗爆性能;在接触爆炸作用下,POZD涂覆钢板加固钢筋混凝土板试件呈现四种破坏模式。

基于机器学习的钢筋混凝土板在爆炸作用下的最大位移预测模型

钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)板作为工程结构的主要受力构件,在遭受意外爆炸或恐怖袭击时极易发生破坏,甚至引起结构的整体倒塌,因此,了解和预测混凝土板在爆炸作用下的动力响应,对增强工程结构的抗爆防护能力、减轻生命和财产经济损失具有非常重要的意义。收集整理了国内外文献中普通RC板爆炸试验和基于试验进行参数化分析的数值模拟数据,采用机器学习回归算法中的支持向量机和高斯过程回归两种算法等对近场爆炸作用下RC板的最大位移进行预测;运用改进的偏差-方差分解原理对模型的泛化性能进行分析,同时将机器学习模型与现有的预测方法进行对比;最后,采用置换特征重要性和Sobol全局敏感性分析方法,从局部和整体对模型特征进行解释,增加模型的可靠性。结果表明:支持向量机和高斯过程回归两种机器学习方法的泛化性能都较好,并且高斯过程回归算法的预测效果优于支持向量机算法。对比现有预测方法发现,机器学习方法更优,具有较高的预测精度和计算效率,且得出了不同输入参数对模型输出结果的影响,实现了对输出结果的可解释性,进一步验证了其可靠性。研究结果可为机器学习在爆炸领域的应用提供参考。

基于流固耦合的钢筋混凝土板抗爆性的数值模拟研究

研究基于流固耦合算法并结合适当的本构模型和失效算法,围绕不同厚度的钢筋混凝土板在不同质量TNT的爆炸作用下的动态响应,针对爆炸实验的高危险性,通过数值模拟的方法,主要探索了钢筋混凝土板在爆炸载荷下板厚对于其抗爆性能的影响,并且为了验证数值模型和材料参数,对数值模拟进行了验证,将损伤结果与已有的爆炸实验现象对比,结果很好地反映了TNT爆炸作用下钢筋混凝土板的损伤程度。试验结果表明:随着板厚的增加,钢筋混凝土板对于同等炸药量的抗爆性也随之加强,而当板厚大于80 mm时,板的抗爆性能大大增强。且比起迎爆面,板的背爆面会受到更严重的损伤。

落石冲击下钢筋混凝土板有限元分析模型的建立

为防止落石危害,提高出线楼屋面板抗落石冲击能力,减小落石对屋面板的冲击效应是屋面防护工程必须解决的问题。结合黄河上游某大型水电站出线楼结构屋面板的防护需要,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟,依照计算模型建立步骤和相关细部设定,以及根据具体研究情况选择合适的设置参数,最终完成其有限元分析模型的建立。

高层建筑现浇钢筋混凝土板施工技术研究

由于现阶段钢筋混凝土板中的裂缝问题未能得到有效控制,导致其预应压力强度无法达到设计要求,为此文章对高层建筑现浇钢筋混凝土板施工技术进行了研究。以强度能够达到高层建筑的建设要求,流动性要满足浇筑的施工需求为核心目标对混凝土原料及配合比进行选择,通过降低水泥的使用量避免由于干缩率带来的裂缝问题。在浇筑阶段,根据混凝土板抗压强度设计要求对搅拌速度进行设置后,将浇筑管线布设在钢筋网片的上方,将自然坡度作为浇筑方向,按照水平分层、斜向分段的方式连续逐层浇筑,最后进行不低于7 d的保温养护,通过降低板结构内和外界环境之间的温差,最大限度避免裂缝问题发生。在实际应用效果中,施工后的现浇钢筋混凝土板未出现裂缝,并且预应压力强度满足设计要求。

预制钢筋混凝土板式楼梯结构性能试验台架的研究与应用

基于目前预制钢筋混凝土板式楼梯结构性能试验方法存在试验检测效率低、人员投入大、检测设备制作成本高和试验检测数据精准度低的现状,通过采用等效荷载的设计原理,提出了一种可以在预制钢筋混凝土板式楼梯跨度方向任意调整集中荷载加载位置的预制钢筋混凝土板式楼梯(以下简称预制混凝土楼梯)结构性能试验台的设计方案,即对预制混凝土楼梯结构性能试验方案由采用均布荷载加载方式的按照等效荷载的设计原理调整为采用集中荷载加载方式,通过对结构性能试验台外形设计、主体结构支撑座承载力和稳定性和反力架稳定性的验算以及可调节螺栓定位板连接螺栓的强度验算,优化了预制混凝土楼梯结构性能试验台外形尺寸和结构形式,简化了预制混凝土楼梯结构性能试验台的试验操作方法,同时通过对预制混凝土楼梯结构性能试验操作过程的观察和对比预制混凝土楼梯挠度实测值、最大裂缝宽度实测值和承载力检测实测值等试验数据的统计发现,这种预制钢筋混凝土楼梯结构试验台可以明显降低结构试验台的自重,减少人员投入和试验试验检测时间,提高试验检测数据的精准度,同时该方案也为试验检测单位和构件生产单位为今后继续优化预制混凝土楼梯结构性能试验方案提出了一种新的研究思路。

基于有限元程序的钢筋混凝土板受力模拟分析

钢筋混凝土板四周支撑受力复杂,为较好把握钢筋混凝土板的受力行为,文章基于通用有限元程序ANSYS建立精细化有限元模型,进行钢筋混凝土板的非线性分析,通过以四周支撑为边界条件的混凝土箱梁桥各壁板作为研究对象,根据钢筋、混凝土等材料的本构模型、模拟分析各单元的使用条件和结构的受力特性选用单元,并把材料属性赋值给有限元模型,建立基于有限元程序的钢筋混凝土板的三维分析模型。利用有限元程序的命令流进行参数化建立有限元分析模型,编写命令流完成结构静力和动力性能的模拟分析,从中提出具体的模拟分析方法以及钢筋混凝土模拟分析的实现,为同类结构的模拟分析提供参考。

铁路桥钢梁与钢筋混凝土板结合梁施工技术

结合具体工程实例,阐述了钢筋混凝土板结合梁预制方法,介绍了临时支墩及支架拼装方案,对钢梁与钢筋混凝土板结合梁施工中的钢梁梁段拼装、高强螺栓安装检测、钢筋混凝土板结合梁安装等施工技术要点展开了详细的研究,并详细探讨了桥面板施工技术,以提高钢梁与钢筋混凝土板结合梁施工效率,确保桥梁整体施工质量,促进铁路桥梁工程事业长远发展。

《钢筋混凝土板桩码头监测技术规程》团体标准简介

由于港口建设面对的自然条件复杂,码头失事后果严重,故对码头结构变形和稳定性要求较高,开展码头结构安全监测是保障码头健康服役的重要手段。随着板桩码头的进一步发展,根据其自身结构特点,在施工和运营期开展安全监测以规避或预知可能面临的安全风险至关重要。针对广泛使用的钢筋混凝土板桩码头,其与普通的港工建筑物原位监测相比,存在诸多技术难点。为适应钢筋混凝土板桩码头的发展趋势和技术要求,确保结构安全可靠,迫切需要通过标准形式规范钢筋混凝土板桩码头变形、外力和内力监测技术和方法,以指导钢筋混凝土板桩码头安全监测,提升沿海港口防灾减灾能力。

基于钢筋混凝土板抗爆响应的爆炸分类研究

因为爆炸荷载的瞬时性和复杂性,所以鲜有学者对近远场爆炸分类进行研究。此外,钢筋混凝土(reinforced concrete,简称RC)板在近远场爆炸发生时的破坏模态是不同的。因此,首先基于对近距离、近场和远场爆炸下RC构件破坏模态的讨论对数值模型进行了可靠性验证;随后,通过数值模拟提出并验证了爆炸分类的界限值;最后,通过数值拟合提出了爆炸峰值超压的计算公式,以预测不同条件下的爆炸峰值超压。