基于可靠度的FRP加固混凝土结构设计方法研究

为进一步完善FRP加固混凝土结构的设计方法,通过对新颁布的《纤维增强复合材料工程应用技术规范》GB50608中各类FRP加固混凝土结构在不同破坏模式下的设计方法进行可靠度校核,明确现阶段设计方法所能达到的可靠度水平,并探讨规范中FRP材料分项系数的作用。在此基础上,通过引入附加抗力系数γβ修正荷载-抗力分项系数表达式,并在可靠度分析的基础上确定附加抗力系数取值。计算结果表明,附加抗力系数可较好地调整不同类型加固构件的可靠度,使加固构件满足目标可靠度的要求,且可靠度指标具有较好的一致性。

基于可靠度的FRP加固混凝土结构研究综述

通过对现有FRP材料力学参数概率分布、FRP加固混凝土结构可靠度、荷载-抗力分项系数表达式及相关分项系数取值等研究现状的回顾,表明现阶段FRP材性参数概率分布多为经验性假设,FRP加固混凝土结构在不同破坏模式下的可靠度研究尚不全面,同时相关分项系数取值差异性较大,且未经严谨的可靠度检验。为进一步完善基于概率极限状态理论的FRP加固混凝土结构设计理论,本文建议了后续进一步研究的工作内容。

增强纤维复合材力学性能指标概率分布类型

为明确增强纤维复合材(FRP)力学性能指标的概率分布模型,通过收集整理近1 000份FRP材性试验样本,利用3种拟合优度检验方法(2检验、K-S检验、A-D检验)分析FRP极限拉伸强度、弹性模量、厚度的概率分布类型,并检验各指标间的相关性,基于Weibull分布函数重新定义FRP拉伸强度的标准值,将计算值与现行规范取值进行对比。研究结果表明:极限抗拉强度与弹性模量近似服从Weibull分布;厚度近似服从对数正态分布,同时3个指标间呈现一定的弱相关性。采用经验证的Weibull分布函数计算公式可较好估计材性标准值,计算结果较各规范更为合理、安全。

一种改进的结构推覆分析目标位移计算方法

在等效单自由度体系地震反应目标位移计算方法的基础上,提出考虑高振型影响的结构推覆分析目标位移计算方法.利用该方法和其他常用推覆分析方法,进行不同层数的钢筋混凝土规则框架结构推覆分析,并与地震反应非线性时程分析结果进行比较和分析.结果表明,所提出的改进方法能够较好地考虑结构地震反应中高阶振型的影响.

增强纤维约束混凝土柱承载力计算方法对比

在增强纤维复合材料(FRP)约束钢筋混凝土柱理论与试验研究的基础上,探讨了混凝土强度、截面形式、倒角半径、FRP环向约束体积比、FRP有效拉应变等因素对FRP约束效应的影响。评述了国内外有关FRP约束钢筋混凝土柱承载力的计算方法。在此基础上计算305根FRP约束钢筋混凝土柱的承载力,与试验结果进行对比分析,结果表明,各公式均能在一定程度上预测FRP约束柱的承载力,但各公式计算精度存在一定差异,其中经验公式精度较低,偏不安全,而规范推荐公式计算值偏于保守,各公式仍需要进一步改进。

大型城市环形立交大吨位同步顶升设计

南昌市老福山-坛子口立交为多跨连续箱梁结构,经过多年运营桥梁支座功能失效,采用PLC多点同步液压顶升控制系统进行同步顶升更换支座。由于该桥顶升荷载达160 000kN、顶升长度达504m,采用钢管支撑和承台组合结构与预应力小盖梁作为顶升底盘结构体系;为控制梁体位移,采取匝道限位、辅助抗拔桩-钢丝绳限位体系与桥面牵拉限位装置的限位措施。利用有限元软件建立钢支撑和承台组合结构及预应力小盖梁结构模型,进行不同顶升工况的受力分析,结果表明:该结构体系在不同荷载工况下的承载能力均满足大吨位顶升的需求。工程实施结果表明:支撑体系具有足够的安全度,且各点同步位移误差控制在±2.0mm内。

城市互通立交桥大吨位同步顶升施工与控制技术

南昌市老福山—坛子口立交桥为多跨连续箱梁结构,经过多年运营桥梁支座功能失效。由于立交桥梁体型复杂,结构自重大,顶升控制范围广,因此提出"分联顶升、同步控制、局部旋转角位移顶升"的总体工艺原则对立交桥进行同步顶升更换支座,该工艺可较好解决本工程大吨位、超长连续箱梁及匝道与立交企口半挂式牛腿结构连接等顶升难题。在此基础上,对同步顶升参数、局部旋转角位移顶升及施工监控等关键技术进行阐述,工程的成功实施验证了各项措施的可靠性。

基于Weibull概率分布的纤维增强复合材料损伤演化分析

利用已有的纤维增强复合材料性试验样本,运用统计分析与拟合优度检验方法证明选取二参数Weibull分布函数近似估计纤维增强复合材料拉伸强度与弹性模量分布类型的合理性。通过拉伸强度与损伤变量的关系建立纤维增强复合材料的损伤演化模型,并利用试验数据与线性拟合方法推导不同层数纤维增强复合材料的演化方程。损伤演化分析结果表明,在同等损伤情况下,单层纤维增强复合材料比二、三、四层纤维增强复合材料拉伸强度分别高出10%、20%、25%,拉伸强度随着层数的增加呈逐渐降低趋势,而层数对材料弹性模量的影响可忽略不计。在此基础上,提出考虑粘贴层数的纤维增强复合材料拉伸强度修正系数κlayer,系数建议值可供加固设计参考。

基于MT-InSAR技术的厦门新机场填海区沉降监测

选取厦门新机场填海区为研究对象,收集2016年12月至2018年11月期间的56景升轨Sentinel-1雷达影像,采用多时相In SAR(Multi-temporal In SAR,MT-InSAR)技术,获取了填海区由软土层固结压缩引起的沉降场。针对不同填海时间的场地,探讨其形变特征及原因,并对比分析了In SAR监测结果与同期水准测量结果。结果表明,一期填海区沉降主要发生在2017年6月份以前,后期已趋于平稳,监测点最大沉降速率为-43.6mm/yr;二期填海区场地整体表现出不同程度的沉降,主要沉降区位于新近完成填海的区域,监测点最大沉降速率为-129.1mm/yr,且场地沉降量与淤泥厚度之间具有较高的正相关性。同时In SAR与水准数据具有较高的一致性,验证了MT-InSAR技术在填海区沉降监测方面的适用性,后续可为机场沉降灾害的预防和控制提供科学依据。

不同加固规范的CFRP加固RC柱抗剪强度计算方法比较

在CFRP加固钢筋混凝土柱理论与试验研究的基础上,探讨了影响CFRP加固柱破坏模式和承载力的主要因素,评述了国内外有关设计标准或规范中建议的CFRP加固钢筋混凝土柱抗剪承载力的计算方法。根据不同规范的推荐方法,计算了21根CFRP加固钢筋混凝土柱试件的抗剪承载力,并与试验结果进行了比较分析。分析结果表明,虽然各国规范公式计算值的相关系数和变异系数比较接近,但可靠性存在一定差异。其中,日本规范计算值的可靠性最低,偏不安全;加拿大规范计算值偏保守;中国加固规范的计算值具有比较适当的安全储备,较适用于设计计算。

纤维增强复合材料加固混凝土结构安全度水准分析

为进一步了解纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构的安全度水准,在对现有荷载-抗力分项系数表达式及FRP加固混凝土结构相应分项系数归纳、分析的基础上,对中、美两国规范中FRP-混凝土结构不同破坏模式下关于安全度的设计方法进行了探讨。结果表明,中国规范的承载力安全度水准普遍低于美国规范,综合抗力系数计算值的变化趋势未能反映加固构件性能水平与所需安全储备之间的关系。并针对中国规范中存在的问题提出后续研究建议。

某商业大厦的改造与加固设计

某商业大厦是一幢16层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构房屋,由于大厦使用功能的改变,相应使用荷载及建筑空间均有较大变化。根据加固改造部位的现状及结构的抗震要求分别采用了粘贴钢板法加固梁、柱、开洞剪力墙;增大截面法加固柱及粘贴碳纤维布加固楼板。文中对新增设梁、柱、剪力墙开洞等介绍了具体的改造加固方法和施工措施。改造后使用情况表明,工程所采用的加固技术安全有效、加固效果良好,可供类似工程的加固改造参考。

砌体填充墙框架结构抗震性能研究现状与展望

针对砌体填充墙框架结构在地震作用下的受力特点,分析了填充墙钢筋混凝土框架结构产生震害的主要原因。结合国内外砌体填充墙框架结构理论和试验研究成果,围绕填充墙的刚度退化规律和不同性能水平的层间位移角,评述了填充墙框架结构的研究现状。最后,结合基于性能的抗震设计理论背景和禁用黏土实心砖提倡节能的政策背景,指出了今后应以实现基于性能的抗震设计为目标,针对新型砌体填充墙框架结构开展系统研究。

某钢框架结构的抗震加固及动力时程分析

为了改善某未按图施工的平面不规则钢框架结构房屋的抗震性能,采用局部增设钢支撑对其进行抗震加固.利用SAP2000软件建立空间模型,对该钢框架结构按现状及加固后两种工况进行动力时程分析,探究其在各种地震工况作用下的抗震性能,研究结构的顶层位移反应、层间位移分布和基底剪力分布的影响.分析表明,优化后的加固方案使结构体系抗震变形得到控制,扭转效应明显减少,为类似工程的抗震加固提供了参考.

粉刷层对混凝土遭受高温作用后抗压性能的影响

对27个高温作用后常规混凝土试块和带混合砂浆粉刷层的混凝土试块的抗压性能进行了试验。通过对高温作用后试件损伤形态的分析和高温损伤试件的抗压性能试验,探讨了混合砂浆粉刷层对高温作用后混凝土抗压性能的影响,得到了高温作用后无粉刷层试块和带粉刷层试块的强度折减经验计算公式。试验研究表明,粉刷层对遭受火灾高温作用的混凝土构件有较好的保护作用,在混凝土结构火灾损伤鉴定中应加以考虑。

红外热像技术在高温后混凝土损伤探测中的应用

红外热像检测是指利用材料表面温度和辐射率的差异形成可见的热图像,从而检测材料表面结构状态和缺陷,并以此判断材料性质和内部缺陷的一种无损检测方法。根据红外热像检测原理,对27个遭受高温作用并冷却后的混凝土试块进行红外线灯照射,利用红外热像仪检测了12个无粉刷层和15个带粉刷层的高温损伤试块的热像数据。通过对实验结果的统计分析,并进行了高温损伤试块的抗压强度试验,得到了混凝土试块红外热像平均温升随时间的变化曲线,建立了混凝土试块红外热像平均温升与过火温度及强度损失的回归方程。

深开挖条件下抗拔桩承载性状分析与设计方法研究

基坑开挖不可避免地引起地基应力场变化,导致桩-土界面法向应力及抗拔桩原有受力特点发生改变。由于实际工程条件限制,开挖后的坑底试桩往往不具备工程条件,因此掌握大面积深开挖抗拔桩承载特性,寻求简便、实用的下部桩身承载力测试方法便显得尤为重要。通过数值模拟开展对4类试桩方法：常规试桩、试验试桩、套管试桩及坑底试桩的数值分析,总结不同试桩方法下抗拔单桩荷载传递规律与其工作机理。在此基础上对本文提出的试验试桩方法进行参数化分析,结果表明：抗拔桩有效桩长越长,开挖面处钢筋拉力与开挖后的承载力损失比越小。而随着开挖深度的加大,钢筋拉力的损失比基本在10%~15%变化。在实际工程应用中,建议可按本文提出的试验试桩方法测试下部桩身承载力,并按10%~15%的折减考虑开挖后的最终承载力。

预应力混凝土连续弯箱梁桥同步顶升纠扭施工

既有预应力混凝土连续弯箱梁桥在运营阶段经常出现支座变形、脱空及梁体扭转、偏位等病害,使桥梁结构受力趋于不利状态。以上海市一座匝道桥梁加固处理为对象,在对该桥病害原因进行分析的基础上,介绍采用PLC液压同步技术对桥梁进行整体同步顶升(不对称布顶)更换支座、纠扭、增设支座调整扭矩与支座反力等改造措施。实施结果表明:同步顶升控制系统较好地保证了顶升位移的精度;支座反力测定简便、可靠;病害弯桥基本恢复到原设计状态,实施效果良好。

基于ARM7飞控系统多传感器数据融合方法及实现

无人直升机控制系统是一个典型的多传感器系统,为了实现各传感器的优势互补,需要进行多传感器数据融合;可以采用十一阶扩展卡尔曼滤波器——EKF来实现数据融合滤波;这里介绍了十一阶扩展卡尔曼滤波器在基于arm7无人直升机飞控系统中的应用,卡拉曼滤波有效地去除了角度约的漂移量;为了降低十一阶kalman在ARM 7中的运算时间,可以将一个大系统拆分成若干小系统,然后分别对小系统进行滤波,同时对卡尔曼滤波里面的一些运算做优化处理;最终在主频是48MHZ的ARM 7中的运算时间由70ms减少到25ms,成功实现了十一阶卡尔曼滤波在本系统中的高效运行。

沪宁高速公路既有桥梁维修加固及施工技术

该文针对上海沪宁高速公路既有桥梁存在的病害进行统计与分析,并根据桥梁结构的特点,运用同步顶升等先进的施工工艺,对既有桥梁进行维修加固,可为今后桥梁的改建、维修、养护等提供借鉴。