带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板的试验

基于临时应急和长期使用相结合的特殊需要,提出了带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板这一新型组合板,型钢加劲肋分别采用工字钢、矩形钢管和由工字钢剖分而成的T形钢三种形式。以加劲肋形式、组合板厚度和栓钉布置为参数,进行了9块组合板的力学性能试验。结果表明,通过适当地选择型钢加劲肋形式、合理地布置栓钉和确定混凝土厚度,可以保证钢承板和混凝土组合作用的发挥。

轨道交通桥梁声屏障柱脚节点计算方法研究

声屏障柱脚结构一般采用锚栓连接钢立柱与混凝土基础。此类节点受力方式既不同于钢筋混凝土结构,亦不同于钢结构的螺栓群连接,而钢结构相关设计规范和混凝土设计规范中均未给出此类节点结构受力分析计算办法。本文在轨道交通声屏障柱脚锚栓连接节点结构受力分析中,提出按平截面假定方法分析的计算原理,结合在上海申通地铁集团有限公司科研项目《声屏障风荷载特性研究》中得出的风荷载作用数值,按照计算原理得出的方法,计算了六种不同荷载组合下的柱脚节点受力,并采用有限元仿真分析并行计算,对比二者计算结果以验证该原理和方法,可供相关设计人员计算参考。

波纹腹板H型钢组合梁抗弯性能

为研究波纹腹板H型钢组合梁的受弯性能,制作4根试件进行抗弯试验,并借助有限元软件进行辅助分析。试验结果表明,波纹腹板H型钢组合梁具有较好的塑性变形性能,截面上应力分布基本符合平截面假定,钢梁腹板基本不承受弯曲正应力,腹板上剪应力均匀分布。试验得到的极限破坏弯矩可以达到理论塑性弯矩的150%以上,钢梁腹板局部承压强度高,加载点不需要设置加劲肋。结合试验结果,按照组合梁简化塑性理论,给出了多种情况下,波纹腹板H型钢组合梁抗弯承载力的设计表达式。

基于梁平截面假设的复杂细长结构动力模型简化方法

针对纵向尺度显著大于横向的复杂细长结构,提出了一个基于梁平截面假设的模型简化方法,建立了具有物理意义的基向量。同时考虑这类结构截面变形的翘曲模式,增加了翘曲基向量,得到精度较高的简化动力模型。这样的简化模型可以用于原结构在不同边界条件的动力分析。结构频率计算的两个具体算例表明了简化方法的有效性。

免拆UHPC模板RC梁受弯性能试验及承载力分析

对4根免拆超高性能混凝土(UHPC)模板钢筋混凝土(RC)梁和2根RC梁进行了受弯性能试验,试件变化参数为配筋率和保护层厚度,重点研究免拆UHPC模板RC梁的受力性能以及模板与后浇混凝土的剥离情况。结果表明:从开始加载到峰值荷载点,免拆UHPC模板与后浇混凝土界面没有发生任何滑移及剥离;峰值荷载后至构件破坏时,预制UHPC模板与后浇混凝土界面出现轻微剥离;免拆UHPC模板RC梁的开裂荷载较普通RC梁提高了近50%,屈服荷载、极限荷载提高约为10%。基于截面平衡条件、平截面假定以及UHPC、混凝土、钢筋的本构关系,建立了免拆UHPC模板RC梁的受弯承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合较好。

圆截面钢管混凝土受弯构件试验研究

通过4个圆截面钢管混凝土受弯构件的试验研究,对其基本静力性能进行分析。结果表明,在本文试验参数范围内,圆截面钢管混凝土受弯构件的荷载—跨中挠度曲线可以划分为以下3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和增强阶段;所有试件均在跨中挠度达到大约1/200跨度时结束弹性阶段。环向应变沿截面圆周分布不均匀:纵向受拉最大点环向压应变最大,纵向受压最大点环向拉应变最大。从加载之初直到大约0.7倍极限承载力,纵向应变沿截面高度分布基本符合平截面假定。试件的屈服与钢管的纵向受拉屈服几乎同步发生。对于同一点,纵向受压则环向受拉,反之,纵向受拉则环向受压;纵向受拉点的钢管对混凝土没有约束作用。

短肢剪力墙抗震性能理论分析与数值模拟

为研究短肢剪力墙的抗震性能，首先考虑边缘约束构件的影响，利用平截面假定和短肢剪力墙正截面界限配筋，建立了短肢剪力墙墙肢轴压比限值的理论计算公式，并对短肢剪力墙抗震性能研究的试验进行数值模拟．然后利用轴压比计算理论获得试验试件的轴压比限值，通过改变短肢剪力墙数值模型的墙肢轴压比数值，分别研究短肢剪力墙墙肢轴压比在大于或小于墙肢轴压比限值时对其抗震性能的影响．最后结合数值模拟分析了短肢剪力墙在不同截面高厚比下的抗震性能．研究表明：骨架曲线各特征点的计算值与试验值的比值在0．86～1．08之间，数值模拟结果与试验结果吻合较好；短肢剪力墙墙肢轴压比小于轴压比限值时，轴压比每提高0．1，其最大水平承载力提高约7．81％，延性降低约4．52％；短肢剪力墙墙肢轴压比大于轴压比限值时，轴压比每提高0．1，其最大水平承载力降低约5．50％，延性降低约6．85％，同时验证了墙肢轴压比限值计算理论的准确性；截面面积相同时，墙肢截面高厚比越大，其抗震性能越好．

持续荷载与腐蚀共同作用下RC梁的抗弯刚度计算方法

结合12片钢筋混凝土梁的抗弯试验数据,探讨了不同持续荷载等级对钢筋混凝土矩形截面梁锈蚀率的影响,通过混凝土应变数据对平截面假定进行了验证,明确钢筋应变与混凝土应变不协调是影响锈蚀混凝土梁抗弯刚度的重要因素。通过对锈蚀后钢筋质量的量测,考虑不同位置处钢筋的锈蚀状况,给出了考虑钢筋混凝土梁不同位置处锈蚀率随持续荷载等级变化的拟合公式,采用刚度解析法推导出锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度计算公式,并用试验数据对该模型进行了验证,由模型计算得到的荷载-挠度曲线与试验曲线吻合较好,该模型可为锈蚀钢筋混凝土梁挠度计算提供参考。

混凝土小砌块配筋砌体墙片受压性能试验研究

本文针对中高层配筋砌体房屋可能需要的材料性能情况,进行了6片混凝土小砌块配筋砌体墙片的受压性能试验,研究了该类配筋砌体墙片在轴心、小偏心荷载作用下的破坏特征,对平截面假定从现象上作了一定的分析验证,进行了配筋砌体的受压承载力计算并与实验结果进行了对比分析。

钢筋对混凝土徐变影响的计算

钢筋在荷载作用下的变形时效性与混凝土不同,这便在一定程度上改变了混凝土的徐变。因此,为了尽可能精确地计算混凝土的徐变,必须考虑钢筋的影响。从力学角度出发,钢筋混凝土构件与相同尺寸的素混凝土构件在相同的荷载作用下,两者的变形差异是由钢筋对混凝土的附加内力导致的。根据混凝土徐变计算公式以及相应的力平衡条件与位移协调条件,可以推导出考虑钢筋影响的混凝土徐变计算公式。此外,文章还以实例验证了公式的正确性。

混凝土梁中钢筋内部应变差及其与荷载的关系

为了探究钢筋应变梯度大小随着荷载变化而产生的影响,采用理论分析方法研究钢筋混凝土梁截面的应变分布,导出钢筋应变差公式,开展钢筋混凝土梁的有限元分析.分析表明:钢筋上、下缘应变差与截面中性轴处曲率和钢筋直径有关,而曲率与荷载有关.在此基础上,开展了钢筋混凝土梁模型试验研究.分析试验数据发现:在加载过程中,钢筋上、下缘应变差随荷载增大而变大;受压钢筋应变差与荷载之间的关系更清晰;定量上,同一根受压钢筋的上、下缘应变差比率可高达50%.研究结果表明:在测量混凝土结构中钢筋的应变时,需充分考虑钢筋内部应变梯度的影响.

新型混凝土无梁空心板基本力学性能分析

深入研究新型混凝土无梁空心板基本力学性能有助于该技术的工程推广和应用。通过ANSYS有限元分析方法对新型混凝土无梁空心板的应变、应力分布规律进行了深入研究,验证了该空心板的双向承载性和"平截面假定"。并以此为基础结合钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算方法介绍了适用于该新型混凝土无梁空心板的正截面承载力简化设计计算方法。

钢筋混凝土受弯构件开裂截面特性的解析解

文章基于平截面假定和结构平衡后各截面曲率唯一的原则,针对钢筋混凝土构件使用阶段的开裂截面特性,推导出一种新的计算方法,与现有计算公式相比,计算精度基本相当,且具有逻辑更加严密、形式更简单明了、使用参数少、计算方便等优点,能与现有规范较好地衔接。

高钛重矿渣混凝土梁受弯性能研究

为研究高钛重矿渣混凝土的结构性能,制备C50高钛重矿渣混凝土和C50普通混凝土梁,探讨两种混凝土梁截面的受弯性能。实验结果表明:高钛重矿渣混凝土梁截面平均应变符合平截面假定;其受力过程经历了弹性阶段、带裂缝工作阶段及破坏阶段,和普通混凝土梁相似;其截面受弯承载力及延性均优于普通混凝土梁,延性系数提高15.5%;在极限承载力状态下裂缝宽度为普通混凝土的2.7倍。

碳纤维复合材加固钢筋混凝土受弯构件平面假设研究

利用大型通用有限元软件ANSYS,对碳纤维片复合材加固钢筋混凝土T形梁的平面假设进行了研究,分析了各级荷载下横截面上的水平位移。分析结果表明,平面假设在所有情况下均是有效的。

钢结构柱脚锚栓设计公式的分析与改进

对钢柱脚锚栓计算方法进行了总结,提出了更符合实际受力情况的锚栓计算方法,并通过算例与其它计算方法进行了比较,证明所提出的方法比其它方法有更好的计算结果。

波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合连续箱梁受弯性能

提出了新型波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合梁,混凝土顶板与双钢管混凝土下弦杆由波形钢腹板连接。为了分析新型组合梁在正、负弯矩作用下的受弯性能,进行了组合连续梁的受弯试验,研究了试验梁的破坏模式、变形特性、应变特性与混凝土顶板裂缝发展规律。根据试验结果,提出了新型组合梁的变形和承载力计算方法,并验证了方法的有效性。试验结果表明:在正、负弯矩区段,组合截面波形钢腹板各测点纵向应变很小,跨中和支点处纵向应变峰值仅为下弦杆的3.7%和5.1%,可忽略不计;混凝土顶板和钢管混凝土下弦杆纵向应变沿截面高度方向基本呈线性变化,满足平截面假定,在外荷载作用下共同受力;当组合试验梁达到开裂荷载140kN时,主梁跨中挠度理论计算值为5.8mm,试验值为5.5mm,误差约为5%,当组合试验梁跨中截面达到极限抗弯承载力时,荷载理论计算值为399kN,试验值为415kN,试验值略高于理论计算值,但两者误差很小,约为4%,说明该组合梁的挠度和抗弯承载力理论计算方法简单、可靠。

抗弯功能微型桩试验研究与应用

通过Φ89钢管微型桩的试验,对其基本静力性能进行分析。结果表明,荷载—跨中挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段三个阶段;环向应变沿圆周分布不均匀;从加载之初至0.7Pu基本符合平截面假定;同一点的环向应变与纵向应变符号相反。比较分析可以看出,仅考虑加强体强度而未考虑桩体水泥浆强度的方法过于保守,桩体水泥浆对提高微型桩抗弯能力效果非常显著,该研究成果值得工程推广应用。

掺锂渣再生粗骨料混凝土梁受弯承载力试验研究

以再生粗骨料替代率、锂渣掺量为变化因素,设计9根掺锂渣再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验。探讨试验梁与普通混凝土梁在破坏形态方面的异同,不同再生粗骨料替代率、锂渣掺量对试验梁的平截面假定的适用性与承载力的影响。试验分析表明:在一定再生粗骨料替代率和锂渣掺量下,相对于普通混凝土梁,试验梁的抗裂性能会显著提高,而屈服、极限荷载则有幅度相对较小的提高;试验梁开裂、极限荷载可用现行相关规范方法计算。

几何尺寸对岩石抗拉强度影响的试验研究

通过对不同高径比圆盘试样进行巴西劈裂试验发现,随着高径比的增加,抗拉强度逐渐减小,呈近似三次函数关系。然而由于巴西劈裂抗拉强度是基于弹性力学平面假设得到的,与实验结果存在较大差异,同样给尺寸效应研究带来困扰。采用有限差分软件对不同高径比圆盘试样应力分布规律进行研究,结果表明:越靠近端部,水平应力越大;高径比越大,圆盘端面中点处水平拉应力越大;圆盘起裂位置发生在端面中心点而不是内部中心点。在此基础上对巴西圆盘劈裂试验方法进行修正,获得更加真实的抗拉强度尺寸效应。