方中空不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能

为促进方中空不锈钢管混凝土构件在土木工程中的应用,以不锈钢外管厚度和混凝土强度为变量的6组试件为研究对象,首先,进行轴压试验,得到了不同试件在轴压荷载作用下的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线,并进一步分析了不锈钢方管宽厚比、核心混凝土强度以及不锈钢方管约束效应系数对方中空不锈钢管混凝土短柱极限承载力的影响;然后,初步讨论了倒角对强度和延性的影响,提出了避免内管先于外管屈曲的最小厚度计算方法;最后,基于试验结果以及已有文献数据,采用拟合方法推导了方中空不锈钢管混凝土短柱的抗压承载力计算式,并与已有文献的简化模型及国外主要规范的计算结果进行对比.研究结果表明:试件宽厚比由34.9降至20.9,极限承载力的提升率平均为98.5%,核心混凝土强度由C40提升至C60时,试件极限承载力的提升率平均为7.3%;短柱的轴压极限承载力随约束效应系数近似呈线性增加,约束效应系数ξ越大,短柱的承载力越高;本文得到的计算式可以较好地预测方中空不锈钢管混凝土短柱的轴压承载力.

CFRP约束圆中空夹层钢管混凝土短柱轴心受压性能试验研究

对圆中空夹层钢管混凝土(CFDST)短柱和CFRP约束CFDST(CFRP-CFDST)短柱进行了轴压试验,研究混凝土强度和CFRP粘贴层数对CFRP约束CFDST短柱轴压性能的影响,得到了CFDST短柱和CFRP约束CFDST短柱的典型破坏模式、荷载—位移曲线及荷载—应变曲线。试验结果表明:与CFDST试件相比,CFRP约束CFDST试件的极限承载能力显著提高,且贴布层数越多,钢管混凝土短柱的极限承载力越高。给出了避免内钢管先于外钢管屈曲破坏的内钢管最小壁厚计算式,并提出了CFRP约束CFDST短柱的轴压极限承载力计算式,该计算式计算结果与试验结果吻合较好。

斜拉桥索塔锚固区双层U形预应力束的张拉控制试验研究

通过模型试验和有限元分析,确定了双层U形预应力筋的张拉控制程序。比较张拉后模型内部传感器测试的预应力效应和采用空间有限元分析的应力结果,可以检验U形预应力筋张拉后是否达到设计要求的预应力状态,从而得出张拉程序的可靠性。结果表明:正确的张拉操作程序,不仅能将实测张拉伸长值与理论伸长值的偏差控制在规范之内,而且能使得张拉后的预应力效应达到设计的要求。

预应力CFRP加固混凝土梁的预应力体系研究现状

预应力CFRP(含外贴片材与内嵌线材)加固混凝土梁是一种新型的加固方法。近年来,国内外研究人员对预应力CFRP加固混凝土梁进行了很多富有成果的试验和理论研究,但是对可用于加固实际工程的CFRP预应力体系的研究尚不成熟。预应力CFRP加固混凝土梁预应力张拉体系研究方面主要存在实际应用中的可操作性不强,体系加固混凝土构件的有效性等研究不足;预应力CFRP加固混凝土梁预应力锚固体系研究方面主要存在锚具的有效性缺陷、可操作性困难以及预应力损失较大等。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行展望。

CFRP加固冷弯薄壁C型钢长构件的轴压承载力

为了研究CFRP加固冷弯薄壁C型钢长构件的承载能力,对腹板和翼缘均粘贴CFRP的试件进行了轴心受压加载试验。7根长度均为1 400mm的试件,其中1根为未加固的控制试件,其余6根封闭缠绕外贴50mm宽CFRP间距为50、100、150mm 3种情况,层数为1层和2层。试验结果表明,在轴心荷载作用下的破坏模式为整体弯扭失稳,与控制试件相比,加固后试件的稳定极限承载力均有不同程度的提高;当CFRP间距与腹板高度的比值小于1时,加固效果较理想,且2层CFRP的加固效果好于1层。最后,采用有限元对模型进行数值模拟,对比试验数据和数值模拟结果,二者吻合较好。

基于LHS的混凝土时效不确定性模拟研究

采用拉丁超立方抽样(LHS)对多种混凝土时效模式的不确定性进行了模拟研究.首先总结了已有的混凝土时效模式不确定性的研究,比较了常用的三种混凝土时效模式的不确定性.然后介绍了不确定性分析的LHS模拟方法.最后采用LHS模拟了给定条件的混凝土时效计算模式、混凝土材料和外部环境的不确定性,并对不同混凝土时效模式的模拟结果进行了比较.研究结果表明:在对混凝土结构的收缩不确定性预测时,采用B3模式较好;在对混凝土结构的徐变不确定性预测时,采用CEB-FIP90模式较好.

小曲率半径预应力束张拉延伸量研究

针对小曲率半径预应力束张拉延伸量比理论延伸量偏大这一现象,分析了影响小曲率半径预应力束张拉延伸量的挤压效应和束效应,提出了小曲率半径预应力束张拉延伸量的统一计算方法。考虑到小曲率半径预应力束曲线段的等效径向荷载引起的挤压效应,对孔道摩阻系数进行了修正。同时,分析了预应力束的束效应引起的钢绞线的重新排列,以及弯曲段等效径向荷载产生的径向位移,最后得出了适合小曲率半径预应力束张拉延伸量计算的理论方法,并通过多个工程实测数据进行校验。

圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能研究

为了研究圆不锈钢管混凝土柱轴压承载力性能,在试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立合理的有限元模型,并进行不同混凝土强度和约束效应系数参数化分析及不锈钢管和核心混凝土的轴力分配研究。结果表明:壁厚相同时,CFSST短柱的极限荷载增大幅度由大到小为:30 MPa增加到40 MPa,50 MPa增加到60 MPa,40 MPa增加到50 MPa;混凝土强度相同时,壁厚越大,CFSST短柱极限承载力的增大幅度越小;与普通钢管混凝土不同的是,当ξss<1.2时,荷载-轴向位移曲线达到峰值点短暂下降后又继续趋于向上;不锈钢管和核心混凝土的轴力分配情况分为3类:当ξss<ξ1时,混凝土始终大于不锈钢管承担的轴向荷载;当ξss>ξ2时,与之相反;当ξ1<ξss<ξ2时,混凝土和不锈钢管先后大于对方所承担的轴力,且相差较小。

某斜拉桥预应力混凝土桥塔日照温度应力研究

分析了预应力混凝土桥塔塔壁在日照作用下随时间变化的温度应力。采用将太阳辐射与气温折算成综合温度的方法,得出了桥塔在日照作用下的表面温度。利用有限元方法,分析了桥塔断面在日照温度作用下的温度应力。分析结果表明:在夏季日照作用下,桥塔外围处于受压状态,桥塔内部处于受拉状态,但桥塔内部不会开裂;而在冬季日照作用下,在桥塔的东南角、西南角和东北角处,出现了拉应力集中,如果与预应力筋张拉时在该处产生的附加拉应力叠加,则有可能发生开裂。

矩形不锈钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为了研究矩形不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能,对7组不同截面尺寸的矩形不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,得到了不同试件的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-横向应变曲线、荷载-纵向应变曲线、荷载-长宽比曲线,分析了矩形截面长宽比对试件承载力的影响.研究结果表明:矩形不锈钢管混凝土短柱在轴向压力作用下,其典型破坏模式为试件局部向外屈曲破坏;在相同长宽比的情况下,壁厚由4 mm增加到6 mm时,试件承载力增加25%~57%;在相同壁厚的情况下,长宽比由1增加到2,试件承载力减小22%~30%;将本文试验数据与国内外普通碳钢钢管混凝土柱的相关规范和标准的计算结果进行对比分析,发现不锈钢管混凝土短柱轴压承载力较相同截面的普通碳钢钢管混凝土短柱承载力平均高出14%;通过数值拟合得到了轴压承载力计算公式,该计算公式能较好地预测矩形不锈钢管混凝土短柱轴压承载力.

圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力模型研究

不锈钢管混凝土结构因具有良好的耐腐蚀性能和承载力高等优点,在海洋平台、桥梁、地下工程中具有极佳的应用前景。为了研究圆不锈钢管混凝土柱轴压承载力,对不同径厚比的奥氏体型无缝圆不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,得到圆不锈钢管混凝土短柱在轴压下的破坏模式、荷载-轴向变形曲线、荷载-环向应变曲线、荷载-纵向应变曲线、承载力与不锈钢圆管约束系数的关系、试件的延性与不锈钢圆管约束系数的关系;同时,通过拟合得到的圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式,与国内外主要规范的计算结果进行对比分析;最后,由拟合公式推导得出了圆不锈钢管混凝土抗压承载力模型,并与Mander模型、Li模型、Xiao模型、Teng模型进行比较。研究结果表明:圆不锈钢管混凝土短柱在轴压作用下,其典型的破坏形式为向外局部屈曲破坏,不锈钢管对核心混凝土的约束作用、试件的延性和承载力随约束效应系数的增加而增大;相关规程中普通钢管混凝土承载力计算方法应用于圆不锈钢管混凝土短柱承载力计算时偏小,采用本文拟合公式的计算结果更接近试验值;同时,本文的圆不锈钢管混凝土承载力模型、Xiao模型和Teng模型与试验结果较接近,但采用本文模型计算结果标准差更小,得出的圆不锈钢管混凝土短柱承载力较Xiao模型和Teng模型稍微偏大。

一种RC梁加固后的短期刚度计算方法

本文对采用增加截面高度和增加受拉区钢筋面积方法加固的梁的受弯性能进行了分析,并对该梁的裂缝阶段短期刚度进行了初步的研究.根据对该种加固梁进行的基本计算假定,对其各种影响因素进行简化处理,并运用梁截面的物理关系、几何关系和平衡关系,结合现行的规范,提出了相应的短期刚度计算公式.该公式类似于普通混凝土构件的短期刚度计算公式,对实际工程中该类型加固梁的研究有一定的参考意义.

某地下室局部上浮原因分析与修复措施研究

分析某地下车库在暴雨后不均匀上浮的原因,提出相应的处理程序和措施。通过对地下室受损情况进行全面调查,并对上浮最大部位柱对应的桩钻芯取样,详细了解桩身的受损情况;对地下室抗浮进行复核,找到上浮原因;针对地下室不同程度的受损情况,提出了相应的加固修复措施,包括对地下室顶板覆土压重,受损板柱进行加固处理,对抗拔桩高压注浆处理,以及对上浮严重的底板区格增设预应力锚杆。

梁贯通型RCS组合结构梁柱节点抗连续倒塌研究

为研究钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合结构在拆除底层第2根侧边柱工况(最危险工况)下节点的抗连续性倒塌性能与机理,试验以梁翼缘切割式的梁贯通型RCS结构节点构件为研究对象,通过梁跨度差异模拟第2根侧边柱失效时剩余结构抗侧移刚度及梁端约束能力不同的特点,采用静力加载的方式模拟非对称倒塌破坏全过程。研究试验曲线特征与破坏模式,分析试件节点控制截面内力发展情况与抗力机制。结果表明:底层第2根侧边柱失效后的梁贯通型RCS结构节点的受力薄弱部位出现在梁上翼缘,且易首先在侧向刚度较小一侧的上翼缘出现局部屈曲,结构的抗力机制由梁抗弯机制转变为抗弯机制与悬链线机制共同作用,之后由于该侧上翼缘及腹板发生严重局部屈曲,导致结构在充分发挥悬链线效应之前发生非对称破坏。

钢筋混凝土柱在长期荷载下的配筋率研究

钢筋混凝土柱在长期荷载作用下,考虑卸载影响时,柱中混凝土将会产生拉应力,配筋的多少将会直接影响到拉应力的大小,从而影响结构的安全。通过简化的分析方法推导了卸载前后柱中钢筋应力与混凝土应力的计算公式,并且在应力分析中,考虑了混凝土的徐变及弹性模量的时效性。同时,结合具体的各种相关参数,分析了柱高和配筋率对柱中最大混凝土平均应力的影响。最后,提出了最大配筋率的计算方法。

冷成型不锈钢方管轴心受压柱承载力试验

对14根国产304牌号冷成型不锈钢方管进行轴心受压试验,试件的长细比为7.45~73.08,宽厚比为21.17~66.95,得到试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限荷载和破坏模式.分别采用《不锈钢结构技术规程》和欧洲规范计算,将计算结果与试验结果比较,结果表明:短试件采用欧洲规范和《不锈钢结构技术规程》的计算方法进行设计过于保守,长细比为7.45~19.85的短试件保守值约为14.5%~16.7%,长试件则与规范的设计曲线吻合较好;试验数据与规范曲线的吻合度随着正则化长细比的增大而提高.最后,将试验结果与已有文献试验结果对比,两者结果比较接近,进一步确认了试验结果的正确性.

某砌体结构教学楼裂缝原因分析及加固处理

结合现场调查、结构检测、地质补勘以及结构计算,分析了某砌体教学楼墙体裂缝原因。针对墙体开裂的原因,提出了相应的加固措施。首先采用加固砖护壁柱与增设预应力拉杆的方法来提高结构整体抗震性能;其次增设浅埋式基础以减小地基净反力;同时将距离外墙太近的积水井填埋移位重建;最后对开裂墙体进行双面贴钢筋网片后喷射水泥砂浆加固处理。经过上述加固处理后该结构使用至今仍然完好。

混凝土结构季节温差应力分析方法研究

考虑周期效应,在定性分析结构季节温差应力变化规律的基础上,采用可复及不可复徐变的本构关系和继效流动理论,定量分析了混凝土结构的季节温差应力。通过与现场测试结果对比,得到了更精确的季节温差应力折减系数。

带外挑梁的构造柱受力性能研究

采用有限元方法分析了9组带外挑梁的构造柱在均布面荷载作用下的线弹性阶段的受力性能,并分析了影响构造柱受力的各种因素,对所得的数据采用多元线性回归,得出了考虑与墙体相互作用后该类型构造柱柱底截面平均应力的线弹性计算公式.通过与有限元计算值对比,该公式是可行的、偏于安全的.

底层柱刚度对框架结构抗震性能的影响

利用有限元软件SAP 2000,采用"串并联多质点体系"振动模型,对多维地震作用下的钢筋混凝土框架结构进行了弹性时程分析,通过改变底层柱截面尺寸,研究了不同的底层柱刚度对框架结构在多维地震作用下抗震性能的影响.研究结果表明,多维地震作用下,底层柱刚度在一定变化范围内增大,层间剪力和层间加速度等逐渐变大,但是层间位移和楼层顶点位移逐渐变小.