PBL传剪器极限承载力的试验研究

为了考查PBL传剪器在拉-剪组合环境应力下的性能,设计了4组12个PBL传剪器试件,对其极限承载力和滑移量进行了试验研究.试验结果表明,PBL传剪器的极限承载力受孔中钢棒强度、混凝土轴心抗拉强度、钢板开孔直径、钢筋直径和环境应力类型等因素的影响.上述参数可以组合为无量纲外荷载与传剪器抗力,二者之间的关系可以用直线拟合,用于确定PBL传剪器的极限承载力.较之环境应力为拉应力,环境应力为压应力时,PBL传剪器的极限承载力绝对值大.

凹槽销栓型竹-混凝土连接件的力学性能

为了研究凹槽销栓型竹-混凝土连接件的力学性能,对2组共6个凹槽销栓型连接件进行了推出试验,位移计测量法和数字图像相关法被用于测量界面滑移。结果表明,凹槽销栓型竹-混凝土连接件的破坏始于混凝土的剪切破坏,延性系数较低,破坏模式属于脆性破坏;销栓下垂直钢筋可有效提高凹槽销栓型竹-混凝土连接件的承载力,但会引起连接件区域外混凝土剪切破坏,建议增强连接件区域外相关混凝土的抗剪承载力;由于连接件破坏损伤主要发生于连接件凸起混凝土的根部,集中破坏一侧凹槽位置处的滑移值相对上、下显著偏小,建议凹槽销栓型竹-混凝土连接件的混凝土凸起部分增设构造钢筋,抑制滑移界面破坏向混凝土梁体内部的转移。

POSS树脂水门汀对纤维桩黏固力的实验研究

目的:通过POSS树脂水门汀与另外两种常用的树脂水门汀对纤维桩黏结强度的比较,评估POSS树脂水门汀的固位力。方法:将根管预备到40#的30个前磨牙磨除釉质、暴露牙本质后随机分为3组,将直径为1.45mm规格一致的纤维桩,分别用3种树脂水门汀Clearfil DC core Auto mix、Panavia F system、POSS(polyhedral oligomeric silsesquioxane)黏固于根管内,将黏结好纤维桩的牙垂直于牙体长轴切割成厚约1mm的牙片试件,用推出黏结强度测定法,在万能力学试验机上测定黏结强度。结果:Clearfil DC core Auto mix与纤维桩的黏结强度高于POSS树脂和Panavia F system(P<0.05);POSS树脂和Panavia F system对纤维桩的黏结强度没有显著性差异(P>0.05)。结论:Clearfil DC core Auto mix对纤维桩的黏固性能优于POSS树脂和Panavia F system;POSS树脂和Panavia F system对纤维桩的固位力相近。

钢-UHPC组合结构新型剪力件的抗剪性能

为了解决钢-UHPC组合桥面板因UHPC层较薄导致剪力件高度受限、施工难度大、抗剪强度和刚度不足等问题,提出弧形钢筋、栓钉+弧形钢筋2种新型剪力连接方式.考虑剪力件直径的影响,设计7组共14个推出试件,通过与栓钉剪力件对比分析,研究剪力件的抗剪性能及承载力.结果表明:3种剪力件的破坏形态及破坏机理、荷载−滑移曲线变化规律区别明显.弧形钢筋剪力件的延性和刚度均优于另外2种剪力件,且与直径呈线性关系.基于线性回归分析,给出考虑栓钉周围楔形块对栓钉剪力件抗剪贡献的承载力计算公式、考虑弧形钢筋和其内部UHPC共同抗剪的承载力计算经验公式,计算结果与试验值较吻合.

Q690高强钢-超高性能混凝土抗剪连接件疲劳性能试验研究

为了研究Q690高强度结构钢-超高性能混凝土(UHPC)组合抗剪连接件的疲劳性能,进行了3组共12个推出试件的常幅疲劳试验,考虑了栓钉直径、单钉和群钉布置形式等因素的影响。研究表明:推出试件的疲劳破坏模式均为栓钉剪切断裂;在200万次疲劳寿命下,直径13 mm单钉抗剪连接件的疲劳强度比直径19 mm单钉抗剪连接件的高42.5%,小直径栓钉比大直径栓钉抗剪连接件的疲劳强度高;直径19 mm单钉抗剪连接件的疲劳强度比直径19 mm群钉抗剪连接件的高15.0%,单钉比群钉布置形式下栓钉抗剪连接件的疲劳强度高。将试验结果与国内外已有的普通强度钢-普通混凝土、普通强度钢-UHPC抗剪连接件疲劳数据对比分析表明,Q690高强钢-UHPC抗剪连接件具有更高的疲劳强度,其中比欧洲BS EN 1994-1-1中普通强度钢-普通混凝土抗剪连接件疲劳强度高71.8%。同时,分别提出了单钉布置和群钉布置的Q690高强钢-UHPC抗剪连接件的S-N曲线,供疲劳设计参考。

钢-混凝土组合梁螺栓连接件受剪性能试验研究

为研究螺栓抗剪连接件在钢-混凝土组合梁中的受剪性能,对24个采用螺栓连接件的钢-混凝土组合试件进行了推出试验,分析了螺栓直径、螺栓强度、螺栓埋置长细比和混凝土强度等参数对螺栓连接件的破坏模式、荷载-滑移特性和受剪承载力的影响。研究结果表明:螺栓抗剪连接件的破坏模式主要为螺栓周围混凝土受压破坏和螺栓栓杆的剪断破坏;当发生混凝土受压破坏时,增大混凝土强度、螺栓直径、螺栓埋置长细比可以提高螺栓连接件的受剪承载力;当发生螺栓的栓杆剪断破坏时,提高螺栓强度可以提高螺栓连接件的受剪承载力。在试验研究的基础上,给出了不同破坏模式下钢-混凝土组合梁螺栓连接件的受剪承载力的计算方法,建议公式的计算结果与试验结果吻合较好。

装配整体式钢-混凝土组合梁栓钉抗剪连接件受力性能试验研究

为研究装配整体式钢-混凝土组合梁中栓钉抗剪连接件的受力性能,设计了10个栓钉抗剪连接件,对其进行推出试验,得到了现浇混凝土板和预制混凝土板中栓钉抗剪连接件在单调和重复荷载作用下的界面剪力-滑移曲线以及破坏形态。结果表明:预制混凝土板中栓钉受剪承载力比现浇混凝土中栓钉受剪承载力略低,均为栓杆剪断和栓钉根部焊缝破坏;重复荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移明显大于单调荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移;重复荷载作用下的峰值界面剪力与单调荷载下的峰值界面剪力相当,其界面剪力-滑移曲线基本一致。

钢-混组合结构开孔波折板剪力件静载推出试验

剪力件是组合梁桥中钢腹板和混凝土上下翼缘板连接的关键构造,研究开孔波折板剪力件的力学性能是该种连接件设计的关键环节。通过38个开孔波折板剪力件试件及8个开孔板(PBL)剪力件对比试件的静载推出试验,研究考虑不同参数影响的开孔波折板剪力件静载作用下的受力性能,并给出开孔波折板剪力件屈服承载力及极限承载力计算公式。研究结果表明:开孔波折板剪力件推出试验过程可以划分为外荷载达到屈服承载力之前的线性阶段、荷载由屈服承载力增加到极限承载力的塑性阶段以及破坏阶段;影响开孔波折板剪力件抗剪承载能力的主要参数为混凝土强度等级、开孔孔径、贯穿钢筋面积、开孔板厚度等。同等条件下,开孔波折板剪力件抗剪承载力比PBL剪力件提高约1.5倍;给出的计算公式物理意义明确,其计算结果与本文试验结果吻合较好,可用于开孔波折板剪力件的设计计算。

钢管-钢纤维活性粉末混凝土界面黏结强度试验研究

为研究钢管-钢纤维活性粉末混凝土(RPC)界面黏结强度,共进行了27根钢管-RPC试件的推出试验,主要参数包括钢管壁厚、钢纤维体积掺量和养护温度。试验研究发现:钢管-RPC的荷载-滑移全过程曲线不同于普通钢管混凝土,具体表现为钢管-RPC的荷载-滑移曲线无明显初始峰值点,且曲线出现二次上升段;试验参数中养护温度、钢管壁厚和钢纤维体积掺量对钢管-RPC界面初始黏结强度和极限黏结强度的影响规律不同;钢管壁厚从1.41 mm增大到3.45 mm,初始和极限黏结强度分别提高了68%和64%;养护温度由20℃增加到90℃后,初始和极限黏结强度分别提高了30%和11%;不同体积掺量范围内钢纤维对黏结强度影响规律不同,表现为体积掺量从0%增加到1%时初始和极限黏结强度分别降低了2%和11%,而从1%增加到3%时初始和极限黏结强度分别提高了54%和21%。

织物顶出测试中纱线应力传递模型的拉曼研究

弹头侵彻织物过程中的载荷传递是冲击能量耗散的重要途径,有必要从细观尺度上研究纱线上的应力传递行为。本文使用微拉曼光谱法测量了织物离面顶出测试中的纱线应力分布,建立了相应的纱线应力传递模型。针对周边固支的Kevlar 49芳纶纤维平纹织物受中心加载实验,拉曼测试显示出织物存在十字形的高应力分布,主纱是载荷传递的主要路径,辅纱是传递主纱载荷的次要路径,理论模型预测的纱线应力分布符合实验测量趋势。上述工作有利于进一步探讨柔性防弹织物的能量吸收机制。

波形钢腹板与混凝土底板连接构造受剪承载力研究

为改善波形腹板与底板连接构造混凝土浇筑质量与耐久性能,提出翼缘钢板下移至混凝土板底面,开孔板连接件垂直焊接于波形钢板并贯穿钢筋的下包型连接构造。通过设计具有不同开孔板厚度、形状及焊接宽度等参数的连接构造试件,开展标准推出试验,研究其受剪承载力、抗剪刚度、剪切破坏模式以及相对滑移特征。在试验研究的基础上,考虑钢材理想弹塑性、混凝土塑性模型以及钢-混凝土界面非线性接触,建立适用连接构造受剪分析的精细有限元模型,分析结果与试验结果吻合较好。通过验证的有限元模型进行参数分析,结果表明,增加开孔钢板的厚度和混凝土的抗压强度可有效提高受剪承载力。最后,基于模型试验与有限元参数分析结果,提出布置开孔板连接的下包型构造受剪承载力的计算式,可对开孔钢板连接面外受剪承载力进行较为准确地预测。