某高温气冷堆示范工程大跨单侧钢板混凝土组合梁受力机理研究

对某高温气冷堆示范工程大跨单侧钢板混凝土(HSC)组合屋盖中的一榀主梁进行缩尺静载试验研究,分析加载过程中试件的挠度、应变和裂缝的发展,研究了此类构件的受力特点和破坏形态。建立了HSC组合梁试件的有限元模型并进行分析,结果表明极限荷载作用下试验和模拟得到的跨中最大挠度基本一致,梁侧腹板下部混凝土表面最先出现微小裂缝,该类型构件中的钢板和钢筋混凝土可有效地形成组合截面共同工作,整个构件具有较高的承载力和延性性能。本文结论可作为核电厂单侧钢板混凝土组合梁初步设计和动力分析的参考。

钢板-混凝土组合桥面板组合梁桥受力性能分析

为探明钢板-混凝土组合桥面板(SCCD)组合梁的抗弯性能与传力机理,明确组合桥面板底钢板的受力作用,建立经理论计算和试验模型验证的SCCD组合梁和普通钢混组合梁实体单元模型,并对比两者的受力性能。结果表明:与理论分析和模型试验结果相比,建立的实体单元模型计算结果的误差均在10%以内;将弹性设计方法与实体有限元计算结果进行对比,两种方法得到的SCCD组合梁屈服荷载和弹性极限刚度仅差5.17%和5.79%;由荷载-挠度曲线可知,SCCD组合梁破坏时,由于底部钢板的作用,使混凝土的荷载下降段较平缓,且应变增长量较大,而普通钢混组合梁下降段趋势明显。SCCD组合梁具有较好的延性和结构安全性。

装配式钢板混凝土组合梁桥荷载横向分布研究

装配式钢板混凝土组合桥在工程中的应用越来越广泛,对其荷载横向分布的研究显得愈发重要。为了准确计算其荷载横向分布系数,结合一3×40 m跨径四主梁装配式钢板混凝土组合桥工程实例,通过横向对比偏心压力法、刚接板法、梁格有限元法、实体法有限元法计算所得横向分布系数影响线与横向分布系数,得到不同理论计算误差。分析横梁间距、横梁高度、桥面板厚度对荷载横向分布系数影响线的影响。结果表明:与实体法有限元模型相比,梁格法有限元模型计算所得荷载横向分布系数所得误差最小,边梁为-0.05%,中梁为-0.19%;杠杆原理法与偏心压力法所得荷载横向分布系数偏大,最大不超过14%。降低主梁高度、增加桥面板厚度对减小荷载横向分布系数效果较好。

基于层次分析法的钢板-混凝土组合梁桥施工风险分析评价

高速公路桥梁施工过程中影响施工安全的不确定因素较多。为了结合工程建设管理实际,加强施工现场安全生产管理,采用层次分析法建立了基于钢板-混凝土组合梁桥主梁段拼装运梁、顶推落梁、永久支座安装、行车道板预制吊装等主要过程中可能发生的各类典型安全事故的数学模型并进行风险评价。分析结果表明,顶推落梁过程较为重要,其发生的落梁倾覆和局部屈曲安全事故影响较大。分析结果对项目施工现场安全防护具有指导意义,施工中应有针对性地加强防护措施。

钢-压型钢板混凝土组合梁裂缝的试验研究

为研究钢 混凝土组合梁在负弯矩作用下混凝土翼缘裂缝的发生和发展情况 ,对 8根钢 压型钢板混凝土组合梁进行了试验研究。结果表明 ,影响组合梁裂缝的因素比较复杂 ,需要采取有效的措施加以控制。同时 ,结合试验和理论分析 ,进一步完善了钢 混凝土组合梁混凝土翼缘最小配筋率、开裂弯矩和最大裂缝宽度的计算方法 。

带钢板-混凝土组合桥面板的组合梁疲劳性能试验研究

为研究带钢板-混凝土组合桥面板的组合梁在疲劳荷载下的受力性能,对2个试件进行静力试验研究,并对6个试件进行等幅疲劳试验研究。疲劳试验试件按承受正弯矩和承受负弯矩两组类型试件分别考虑,在各组试件中均主要考察疲劳荷载上、下限值及疲劳荷载幅值等因素对带钢板-混凝土组合桥面板组合梁的疲劳破坏模式及疲劳累积损伤的影响。疲劳试验过程中对组合梁试件在各主要循环加载次数下的动挠度、残余挠度、混凝土应变、底部钢板应变、试件钢梁应变及试件受弯刚度进行试验测量和分析。疲劳试验结果表明:正弯矩组合梁试件的疲劳破坏形态为组合梁底部钢梁疲劳断裂破坏,进而受压区混凝土压碎破坏,试件疲劳寿命主要与试件疲劳应力幅有直接关系,而疲劳荷载的上、下限值对疲劳寿命影响较小;负弯矩组合梁试件在200万次循环荷载下均未发生疲劳破坏且仍具有较高承载能力和刚度,表现出了良好疲劳性能。研究成果可为该类型组合梁设计应用提供依据。

钢板与轻骨料混凝土组合梁试验研究

通过钢板与轻骨料混凝土组合梁的试验,研究影响其抗弯及变形性能的主要因素,详细地分析了其变形性能,建立其抗弯承载力计算公式,得到其荷载 变形关系曲线·考虑钢板与混凝土组合梁本身结构及受力性能的复杂性,以数值积分方法为基础,考虑材料非线性,提出了一个钢板与混凝土组合梁从加载直至破坏的全过程非线性分析模式,编制计算程序,进一步明确钢板与轻骨料混凝土组合梁不同受力阶段的工作特性,得到其弯矩与曲率、荷载与变形关系曲线,计算结果与试验结果对比,二者吻合良好·

钢-压型钢板再生粗骨料混凝土组合梁受弯性能

为了解钢-压型钢板再生混凝土组合梁受弯性能,分别对5个钢-压型钢板再生粗骨料混凝土组合梁和2个钢-压型钢板普通混凝土组合梁进行重复荷载作用下的受弯试验,对比分析其受弯性能,研究抗剪栓钉布置数量与形式、板厚和型钢尺寸对再生粗骨料混凝土组合梁的承载力、挠度、破坏形态的影响.试验结果表明:钢-压型钢板再生粗骨料混凝土组合梁与普通混凝土组合梁的受弯性能相近、破坏形态相似.在试验基础上,参照现行普通混凝土组合结构设计规范,给出钢-再生粗骨料混凝土组合梁的受弯极限承载力和挠度计算方法,计算结果与试验结果比较表明,其计算误差与钢-普通混凝土组合梁相近,可用于钢-再生粗骨料混凝土组合梁设计.

钢-压型钢板混凝土组合梁计算的修正折减刚度法

由于滑移效应的影响 ,采用栓钉剪力连接件的钢 压型钢板混凝土组合梁的刚度和抗弯承载力均有所降低。本文在折减刚度法的基础上 ,建立了适用于钢 压型钢板混凝土组合梁的修正折减刚度计算公式 ,并进一步建立了考虑滑移效应影响的弹性抗弯承载力计算公式。

复合钢板对GFRP-混凝土组合梁性能的影响

为了克服GFRP-混凝土组合梁刚度低和抗剪能力弱等缺点,结合钢材刚度大、抗剪能力强和价格低等优点,提出了一种新型GFRP/钢-混凝土组合梁。以某一特定GFRP-混凝土组合梁为例,通过理论计算,分别考察了在GFRP箱梁下翼缘、腹板和U形部位(双腹板和下翼缘)中复合钢板后钢板体积比(复合部位处钢板体积与总体积之比)对GFRP-混凝土组合梁性能的影响,同时对比分析了在GFRP箱梁下翼缘中复合单向CFRP的情况。分析结果表明,复合钢板后,GFRP-混凝土组合梁的性能得到了大幅提升。

爆炸荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应分析

本文应用分层Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的非线性动力有限元法，研究化爆和核爆荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应问题，探讨其动力响应特性以及钢板设置方式对钢筋混凝土梁动力响应的影响。

钢板与轻骨料混凝土组合梁滑移性能研究

在钢板与轻骨料混凝土组合梁中,钢板与轻骨料混凝土的交接面必产生相对滑移,这种滑移是影响组合梁受力性能的一个重要因素,可降低组合梁的承载力,增加组合梁的变形.通过5根钢板与轻骨料混凝土组合梁的试验研究,分析了钢板与轻骨料混凝土组合梁的交接面滑移性能,利用弹性理论,建立其交接面相对滑移微分方程,得到不同工况下的钢板与轻骨料混凝土组合梁滑移计算公式,并通过试验对其进行验证,理论计算结果与试验结果吻合良好.

钢-混凝土组合梁开孔钢板连接件受力性能的试验研究

通过一片带有双排开孔钢板连接件的钢-混凝土组合梁的两点对称加载试验,对交界面处混凝土板与钢梁的相对滑移、交界面处应变差、跨中截面的应变发展变化以及横向贯通钢筋的荷载-应变关系等进行了分析,进而研究了开孔钢板连接件的受力和抗滑移性能。结果表明,该连接件受力性能较好,抗滑移性能明显优于栓钉连接件。

新型外包波纹钢板-混凝土组合梁负弯矩受力性能研究

基于课题组提出的新型外包波纹钢板-混凝土组合梁以及对其正弯矩受力性能的研究,以下翼缘钢板厚度为参数,进行了2根新型组合梁的静力加载试验,以研究其负弯矩受力性能。在试验研究的基础上,推导出新型外包波纹钢板-混凝土组合梁负弯矩区抗弯承载力计算公式,并用有限元对公式进行验证,计算值与试验和有限元值吻合良好,可供工程应用参考。

双不锈钢板混凝土组合梁抗剪性能有限元分析

基于数值模拟验证试验正确性基础上,本文采用有限元软件ABAQUS建立6个分析模型,研究了双不锈钢板混凝土组合梁中抗剪钢筋直径和间距对双不锈钢板混凝土组合梁抗剪承载力影响.结果表明,增大抗剪钢筋直径和缩小间距均可提升试件的极限抗剪承载力,且提升幅度与抗剪配筋率(与直径、间距相关)成正比.该分析结果为后续系统全面地开展双不锈钢板混凝土组合梁参数分析提供参考.

钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁弯曲刚度研究

完成了8个钢-闭口型压型钢板轻骨料混凝土组合梁试件的静力试验,对组合梁弯曲刚度计算方法进行研究。分别介绍了换算截面刚度法、考虑滑移的刚度折减法及修正折减刚度法这三种目前常用的组合梁刚度计算方法,并采用刚度折减法和修正折减刚度法计算了8个组合梁试件的刚度及跨中变形,并与试验结果进行比较分析,最终根据分析结果对组合梁的刚度计算方法提出建议。

钢-压型钢板混凝土组合梁的极限负弯矩强度

组合梁的抗剪连接程度是影响组合梁极限承载能力的重要因素。为此 ,推导了压型钢板混凝土组合梁负弯矩强度计算公式 ,讨论了采用线性内插法的简化计算方法 。

钢板-混凝土组合梁两架一铺法架设施工技术

西乡泾洋河特大桥位于山岭重丘区,平曲线半径小且连续变化,根据施工现场实际情况,对钢板-混凝土组合梁架设方案进行比选,决定采用架桥机架设施工。采取"两架一铺"的架设实施方案,对架桥机进行适应性改造,介绍了该桥架设施工工艺流程和施工方法。

粘钢板增强钢筋混凝土组合梁的抗剪承载力研究

通过对４个粘钢板加固钢筋混凝土框架梁在低周反复荷载作用下的试验研究，分析了粘钢加固梁的受力性能，初步提出了加固框架的抗剪承载力计算公式和对现行施工方法的改进建议。

U形钢板-混凝土组合梁拼接节点受拉试验研究

空腹夹层板结构的U形钢板-混凝土组合下肋梁采用装配化施工时,将拼接节点设置于跨中位置具有受力明确、施工方便的优点,但拼接节点处的较大拉力也使其成为整个结构的薄弱区域.为研究U形钢板-混凝土组合下肋梁拼接节点的力学性能,设计了5组U形钢板-混凝土组合梁拼接节点足尺试验模型,开展了拉力荷载下的静载试验,通过与有限元模型进行对比分析,明确了拼接节点在拉力作用下的内力分布规律与破坏模式,揭示了栓钉布置形式、混凝土强度、钢筋直径等因素对拼接节点力学性能的影响规律.研究发现:U形钢板-混凝土拼接节点约71%荷载由U形钢板承担,29%荷载由纵向钢筋承担,且拉力作用下节点内力沿试件长度方向分布并不均匀;在极限荷载作用下,组合梁拼接节点的混凝土将发生劈裂破坏,U形钢板最大应力达到屈服强度的95%以上,并与混凝土发生剥离.此外,通过对比分析5组试件的试验结果以及有限元参数化分析结果,发现随着栓钉数量的增加,节点极限承载力提高4%~8%,且U形钢板底板应力随栓钉数量的增加而增加;而提高混凝土强度和增大面筋直径可减小U形钢板的应力,但减小幅度较小.