FRP筋混凝土短梁抗剪性能试验研究及承载力计算

为分析梁高、剪跨比、腹筋率等参数对纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土短梁抗剪承载力的定量影响,并验证前期基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算方法的科学合理性,对11根玄武岩FRP筋混凝土短梁开展了剪切破坏试验,试验梁最大梁高为1.2 m.试验结果表明,梁高、剪跨比、水平腹筋率、竖向腹筋率均对FRP筋混凝土短梁的抗剪承载力有显著影响.当梁高由300 mm增大到1200 mm,试验梁的无量纲极限抗剪强度下降46.7%.当水平腹筋率由0增大至1.0%,试验梁的无量纲极限抗剪强度提高40.5%.基于拉杆拱模型提出的抗剪承载力计算式可以合理反映梁高、剪跨比、水平腹筋率等因素的影响规律,计算结果与本试验结果及搜集试验数据均吻合良好.

高强钢筋混凝土柱小偏心受压性能试验研究

为研究高强钢筋混凝土柱小偏心受压性能,进一步推进高强钢筋在混凝土结构中的应用,针对HTRB630级高强钢筋,考虑配筋率、配箍率、箍筋间距和荷载偏心距等因素的影响,通过6根高强钢筋混凝土方形截面柱的小偏心受压试验,研究了该类构件的破坏过程、破坏形态和变形能力,评估了钢筋的应力及其强度发挥水平。结果表明:受压区HTRB630级钢筋能够达到屈服强度,且塑性变形能够充分发挥;提高配箍率,可提高试件小偏心受压承载力;当配箍率超过1.50%时,对试件承载力提高不多,但在一定程度上能够改善试件的变形能力。考虑箍筋对混凝土的约束作用,参照中国现行规范的计算方法,给出了高强钢筋混凝土柱压弯承载力的计算方法,计算结果与试验值相比吻合较好,可为该类构件的正截面设计和规范修订时提供参考。

下向充填法钢筋混凝土假顶布筋参数及最优吊点位置研究

人工假顶构筑方案的合理性是急倾斜破碎矿体实现下向充填法安全高效充填回采的关键和核心环节。本研究以某铜矿钢筋混凝土人工假顶为研究对象,基于薄板理论和弹性力学并结合实际下向进路充填回采工艺,建立人工假顶等效力学模型,解析钢筋混凝土人工假顶布筋参数:30 m长沿脉进路假顶至少需布置底筋104根;同时采用斜吊筋吊挂于底筋距离边帮0.8 m的位置,设计上下盘帮吊筋间距为500 mm,则上下盘斜吊筋各60根;吊筋的最优悬吊位置为距端部0.2~0.25人工假顶跨度的位置,此处吊筋受力合理且较为经济。本研究为钢筋混凝土人工假顶布筋设计及吊筋悬吊方案提供了计算思路及工程参考。

某失稳边坡的稳定性及加固效果研究

以某公路失稳边坡为研究对象,采用Bishop法计算了边坡5个代表性剖面的稳定性系数,根据稳定性计算结果提出了“削坡+锚杆格构梁+排水沟+坡面绿化”的边坡治理措施。为验证治理措施的有效性,以稳定系最差的I-I’剖面为例建立三维网格计算模型,利用有限差分法计算了天然工况和暴雨工况下边坡位移量分布结果。数值模拟结果显示,边坡加固前,在天然工况和暴雨工况下的最大水平位移量分别为26.3 mm和28.9 mm,最大竖向位移量分别为19.2 mm和22.1 mm;边坡加固后在天然工况和暴雨工况下的最大水平位移分别为10.7 mm和11.5 mm,最大竖向位移分别为14.3 mm和16.8 mm。在天然工况和暴雨工况下,加固后对比加固前坡面位移分别降低了40.56%和39.83%,坡体位移分别降低了54.37%和58.13%。对比加固前和加固后的坡体位移结果可知锚杆格构梁加固有效抑制了坡体变形。加固后的坡体地表位移监测结果均在安全范围内,表明所提出的边坡加固措施对该边坡具有良好的加固效果。本研究可为类似边坡加固工程提供一定的参考。

负弯矩区钢-SFRC组合桥面板抗弯性能试验研究

设计制作了4个钢-SFRC组合桥面板试件,通过四点弯曲试验测试各试件的破坏模式、刚度、内力分布情况和延性等,研究配筋率、钢纤维体积率以及采用嵌入CFRP筋法加固对负弯矩区钢-SFRC组合桥面板抗弯性能的影响。结果表明:提高配筋率能够提高试件的刚度、开裂荷载和屈服荷载,但对极限荷载的影响较小;提高钢纤维体积率能够抑制裂纹的扩展并使试件的初始刚度提高8.5%左右;采用嵌入CFRP筋法加固能够有效减小截面应变,试件塑性能更充分地发展,加固试件均发生较明显的屈曲破坏,且组合桥面板在屈曲破坏前均能够较好地满足平截面假定,其延性提高了27%以上。

基于数据库的无腹筋FRP筋混凝土梁受剪承载力误差分析

基于国内外已发表文献中的受剪承载力试验数据,建立了样本容量为461的无腹筋FRP筋混凝土梁受剪承载力试验数据库.综合分析了混凝土抗压强度、梁宽度、梁有效高度、剪跨比、FRP筋配筋率以及FRP筋弹性模量等6个因素对无腹筋FRP筋混凝土梁受剪承载力的影响,并对各规范建议公式以及各修正计算公式预测效果进行评价.结果表明,各计算方法对尺寸效应和剪跨比的考虑并不一致,均存在不同程度的保守计算,各因素与受剪承载力之间存在较好的相关性.在各规范建议公式中,CSA/CAN-S806-2012的预测效果较为准确,ACI440.1R-2015的预测效果最为保守,CNR-DT203-2006的安全度最低.在各修正计算公式中,Ahmed-2021的预测效果较为准确,Alam-2013最为保守,Mari-2014的安全程度最低.

腐蚀与荷载耦合作用下混凝土柱徐变机理研究

为了研究腐蚀与荷载耦合作用下钢筋混凝土柱的徐变行为,分别对轴压、小偏压和大偏压3种受力状态的钢筋混凝土柱进行了腐蚀与荷载共同作用下的长期性能试验,并结合试验提出了不同钢筋锈蚀状况下的理论徐变修正模型.研究结果表明:钢筋混凝土柱在相同受力状态下,当钢筋轻度腐蚀时的混凝土徐变略低于未锈蚀试件;当钢筋为重度腐蚀时,相较于未锈蚀试件,混凝土徐变出现了较大增长;经验证,实测值与模型理论值吻合较好.

磁铁尾矿砂在水泥基材料中的化学稳定性研究

为评价磁铁尾矿砂在水泥碱性环境中的化学稳定性,研究了磁铁尾矿砂对饱和Ca(OH)_(2)溶液pH值、砂浆棒膨胀率及钢筋锈蚀率的影响。结果表明,粒径为2.500和1.250 mm的磁铁尾矿砂在早期时对饱和Ca(OH)_(2)溶液pH值降低作用较为明显,随龄期延长,粒径小于1.250 mm的磁铁尾矿砂对溶液pH值的降低作用变得愈加显著。不同粒径的磁铁尾矿砂取代部分天然砂时,引起的砂浆棒膨胀情况有所不同,其中粒径为0.630和0.315 mm的磁铁尾矿砂对砂浆棒体积变形的影响更为显著,而且在较长龄期后,含有0.630 mm磁铁尾矿砂的砂浆棒膨胀率最大。在Ca(OH)_(2)和NaCl混合溶液中,磁铁尾矿砂较钢筋更易发生反应,可减缓钢筋锈蚀。

重载铁路轨道可快速更换结构研究

重载铁路运煤专线筒仓装车时,由于抑尘液、防冻液喷洒或煤渣掉入等原因,易导致筒仓下有砟轨道出现道床板结、弹性变差等病害。为了彻底解决有砟轨道病害,并实现快速修复。首先,采用换填垫层法对轨道下部基础进行处理,换填料采用级配碎石掺水泥;其次,设计一种可快速更换的预制板式无砟轨道结构,采用极限状态法对轨道板和底座进行配筋设计,轨道板纵、横向分别配置20根ϕ14 mm钢筋,底座纵、横向分别配置14根ϕ12 mm钢筋和16根ϕ12 mm钢筋;最后,结合运煤线作业繁重、天窗时间短的特点,通过有限元数值模拟计算方法,确定轨道板与底座间布置3对支墩(0.5 m×0.5 m×0.1 m)即可满足结构受力要求,实现线路快速通车。

钢筋混凝土腐蚀监测技术及其应用

混凝土中的钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素。对钢筋腐蚀进行监测,是钢筋混凝土安全服役的重要保障手段之一。叙述了钢筋腐蚀监测几种常用的电化学测量和物理方法测量技术。分析了各种方法的原理及特点,介绍了各种方法技术在钢筋混凝土腐蚀监测上的应用。并对今后的发展趋势进行了展望。

纤维塑料筋混凝土梁延性分析的能量表示法

由于普通钢筋混凝土梁基于钢筋屈服的延性分析方法不能直接用于仅配纤维塑料筋(FRP)的混凝土梁,通过分析国内外有关FRP筋混凝土梁的研究成果,引入了一种针对FRP混凝土梁的基于能量的延性定义,并给出了“延性比”的能量表达式。该定义同时适用于普通钢筋混凝土梁的延性分析。

小直径钢筋的高效矫直

介绍了一种多根小直径钢筋同时矫直的高效、无划伤的矫直方法。并论述了该矫直机的矫直原理及力能参数的计算方法。

纤维增强塑料筋混凝土梁受弯性能的计算方法

在试验研究的基础上,结合纤维增强塑料筋混凝土梁的受弯破坏特点,探讨了纤维增强塑料筋混凝土梁的非线形全过程数值分析方法.通过对受压区和受拉区混凝土应力-应变关系曲线的简化,建立了纤维增强塑料筋混凝土梁弯距曲率的计算模式,提出了纤维增强塑料筋混凝土梁弯距曲率的简化计算公式以及相应的荷载挠度的计算公式.将该简化方法、非线性全过程数值分析方法与试验数据进行了比较分析,三者符合较好.

抗滑桩全桩内力计算“m-k”法的有限差分法

传统的弹性地基系数“m-k”法在计算抗滑桩内力时,需分受荷段和锚固段分别查表计算,不但计算过程繁琐,容易出错,而且受查用表格中各系数截断误差的影响,常使计算结果出现某些误差,以致出现与边界条件不相一致的现象。针对这些问题,基于“m-k”法的原理,提出了便于编程的有限差分法,可对弹性抗滑桩全桩内力进行统一分析。编写了计算和图形处理程序,并用一算例与传统方法进行了验证和对比。结果表明,只要等量差分段取得足够小,就可获得符合边界条件的高精度数值解。实例表明,可根据内力计算图形处理结果,优化钢筋笼的配筋,使抗滑桩的结构设计安全而经济。

基于ANSYS的锈蚀钢筋屈曲承载力非线性分析

应用ANSYS分析锈蚀钢筋屈曲承载力降低问题.使用弧长法对荷载—纵向位移平衡路线进行全过程跟踪研究.分析锈胀开裂的混凝土结构中局部箍筋锈断致使受压区锈蚀纵筋在未达到全截面屈服时发生非线性屈曲的规律.分析中考虑材料屈服强度、初弯曲和长径比对锈蚀纵筋承载力的影响.拟合大量分析结果,提出锈蚀钢筋压屈的四类纵向应力—应变曲线.曲线方程式的计算结果与197根锈蚀钢筋试件的试验数据比较,可很好吻合,表明所提出的方程式可用于锈裂混凝土结构剩余承载力评估.

某住宅楼墙体裂缝事故的分析与处理

介绍某砖混房屋墙体裂缝的分析过程和处理方案,墙体加固采用了砖砌体粘钢筋加固法,处理效果良好。

双面叠合剪力墙压弯性能的数值模拟分析

双面叠合剪力墙是一种半预制剪力墙,由2片预制墙板和后浇混凝土通过桁架钢筋连接成整体.为研究其压弯性能,本文利用有限元软件ABAQUS进行双面叠合剪力墙的数值模拟,对轴压比、混凝土强度、边缘构件形式、插筋面积和配箍面积等参数进行分析.模拟结果发现:随着轴压比的增大,墙肢承载力增大,峰值前抗侧刚度增加,同时峰值后变形能力下降,承载力下降加快;高轴压比墙肢受内外混凝土强度变化较低轴压比墙肢更明显;墙肢承载力及变形能力受边缘构件形式影响不大,可采用含预制边缘构件的双面叠合剪力墙提升整体预制率;增加纵筋的搭接钢筋面积可以避免墙肢损伤集中于水平接缝处,使部分损伤转移至搭接区上部,同时墙肢承载力略有提升但峰值后承载力退化加剧;箍筋加密可提升墙肢变形能力.

CFRP-PCPs复合筋嵌入抗剪加固梁的试验和设计方法研究

通过9根CFRP-PCPs复合筋嵌贴加固混凝土梁的抗剪试验,考虑不同嵌贴间距、不同嵌贴角度、复合筋不同张拉控制应力以及不同材质制成的嵌入式复合筋等参数对混凝土梁抗剪加固的影响效果;并对嵌入式CFRP-PCPs复合筋抗剪加固混凝土梁构件的破坏形式进行了分析。根据试验提出了抗剪加固承载力计算公式,将试验值与计算值进行比较,结果较为吻合。试验结果表明,CFRP-PCPs复合筋棱柱体对混凝土梁的抗剪性能有明显的提高作用。

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道宽接缝开裂对纵连钢筋受力特性的影响

CRTSⅡ型板式无砟轨道结构作为一种纵连板式轨道结构,通常采用6根精轧螺纹钢筋实现轨道板的纵向连接;但因外部荷载作用易造成宽接缝新老混凝土连接处发生开裂,轨道板内部纵连钢筋应力重新分布,有可能会威胁到钢筋的正常工作。基于有限单元法,运用单元生死技术,建立不同宽接缝开裂状态(完全开裂或未开裂)下含预应力钢筋的桥上CRTSⅡ型板式轨道结构计算模型,研究不同外部荷载作用对纵连钢筋受力性能的影响。结果表明:宽接缝开裂会导致宽接缝位置处钢筋应力的突变;整体温降对钢筋应力的影响最大,降温幅值过大甚至会导致钢筋屈服破坏;正温度梯度对钢筋应力影响较大,会导致宽接缝开裂处钢筋应力的大幅降低;而负温度梯度和列车荷载作用下,宽接缝处钢筋应力变化均不明显。

钢筋弯曲机传动方案的比较与选择

通过对钢筋弯曲机"带—两级齿轮—蜗轮蜗杆传动"和"带—三级齿轮传动"的传动效率及传动精度的分析比较,认为:手动操作的弯曲机,宜采用"带—三级齿轮传动"结构,以利提高其传动效率;而全自动或半自动操作的弯曲机,宜采用"带—两级齿轮—蜗轮蜗杆传动"结构,以利提高传动精度.基于此,对现有传动方案提出了一种改进思路:对以传递动力为主的传动系统,可优先考虑将蜗杆传动布置在高速级;对传动精度要求较高的系统,才考虑将蜗杆布置在低速级.