地铁上盖简支单向板耐火性能缩尺试验研究

为解决大尺寸、大荷载、超限的地铁上盖单向板耐火极限难以判定的难题,依据钢筋混凝土单向板火灾下挠曲变形方程和截面内力平衡原理提出等厚度的单向板缩尺试验方法,并开展对比火灾试验验证。研究结果表明:试验过程中,足尺模型和缩尺模型的温度场和力学行为都保持一致性,最终二者的耐火极限相对误差为-4.7%,缩尺单向板的试验结果偏保守;单向板在火灾下的挠曲变形接近正弦半波函数;根据截面内力平衡原理揭示影响单向板耐火极限的关键因素底部纵向钢筋的温度。单向板缩尺模型耐火试验可以等效反映足尺模型的耐火极限。研究结果可为地铁上盖楼板耐火性能的评估和消防验收提供有效的测试方法。

匝道单向板楼盖板的等效均布可变荷载确定方法

在仓储物流项目中,匝道楼板布置方式常以单向板楼盖为主。本文分别通过对物流货车轮压垂直和平行于单向板短跨行驶时的状态,根据简支板跨中绝对最大弯矩相等原则采用查表法对匝道单向板楼盖板的等效均布可变荷载进行计算和分析,为工程项目的设计提供经验参考。

配筋石膏单向板的力学性能试验研究

制作受拉纵筋配筋率分别为0.42%、0.66%、0.95%的石膏单向板试件S1、S2、S3,通过静力加载试验,研究了其面外荷载作用下的受力性能和破坏形态。试验结果表明:试件S1和S2纵筋均首先屈服,之后弯剪斜裂缝逐渐发展成为临界裂缝,2个试件最终的主要破坏模式分别为剪压破坏和斜拉破坏;配筋率最大的试件S3纵筋屈服较晚,最终破坏模式为斜拉破坏;试件S1和S2破坏时挠度变形较大,延性较好,而试件S3极限变形较小;3个试件受力过程均与适当配筋的钢筋混凝土构件类似,分为未裂阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段3个受力阶段;随着配筋率的增大,试件的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载均有所提高。

基于多跨单向板力学模型的管幕冻结法隧道初期支护参数优化方法

管幕冻结法是一种在复杂水文条件下能够较好地控制地层沉降和涌水风险的新型工法,目前在管幕冻结法隧道设计中未考虑管幕-冻结圈承载力与隧道初期支护承载力的匹配问题,导致初期支护设计偏保守,使得初期支护钢架布置密,施工效率低,因此,需要进行初期支护优化研究。以隧道下穿秦淮新河段为依托工程,首先基于多跨单向板力学模型考虑等距钢架对上部冻结圈的支撑作用,求解组合结构内力;其次按照组合梁模型求解组合结构应力,并按照强度控制计算最大允许钢架间距;最后采用数值模拟,对初期支护参数优化进行研究。结果表明:本工程中最大允许钢架间距由中性轴以下部分混凝土强度控制,为2~3 m;拱架刚度对衬砌变形及应力影响较大,提升拱架刚度对于改善初期支护应力状态具有良好效果;综合考虑冻结圈和衬砌的变形和应力,得到适用于本工程的初期支护优化参数。

单向板在带状荷载作用下的弯矩分布分析与配筋设计

文献上现有的结构分析大多对线荷载作用下的单向板受力性能进行研究,而实际工程中荷载分布宽度无法完全忽略,研究单向板在带状荷载作用下的弯矩分布很有必要。为了能精准确定带状荷载作用下单向板的弯矩分布以及最大弯矩位置,本文导出带状荷载作用下板内弯矩的弹性理论计算公式,并利用MATLAB和ABAQUS对同一算例进行分析,验证了推导公式的合理性。本文给出可快速精确计算带状荷载作用下单向板内弯矩分布的MATLAB计算程序,并提出2种单向板设计建议,最后对带状荷载的分布宽度进行讨论,为结构工程师解决此类问题提供实用方法。

浅析《荷规》《公桥混规》计算单向板车辆荷载有效分布宽度及弯矩对比

单向行车道板在汽车车辆荷载作用下垂直于行车道板跨径方向的有效分布宽度的计算从弹性理论角度和试验验证的角度均已十分成熟。《荷规》《公桥混规》两本规范针对行车道板在局部荷载(汽车车辆荷载)作用下的分布宽度不同规定,以G206广昌白沙坪至田西村南岭脑段公路改建工程下坪中桥为例,通过规范简化计算表明,《公桥混规》计算汽车车辆荷载后轴垂直于板跨径方向的荷载分布宽度约为《荷规》计算荷载分布宽度的0.75倍。《公桥混规》计算汽车车辆荷载等效弯矩单向板的等效弯矩约为《荷规》计算单向板的等效弯矩的0.7倍。

陶粒混凝土单向板试验研究

对16块陶粒混凝土单向板进行试验研究,板的开裂弯矩、极限弯矩、正常使用条件下的裂缝宽度和挠度符合国家行业标准的技术要求.给出了开裂弯矩的计算公式,公式计算值与试验结果符合良好.

湿热环境对复合材料单向板拉伸性能的影响

湿热环境会导致复合材料层合结构力学性能下降。针对[90]16和[0]16复合材料单向板,在不同湿热环境处理后进行拉伸试验,对比分析其拉伸性能退化情况,通过断口形貌及微观形貌分析阐述其退化机理。结果表明,干燥环境下,复合材料单向板中的环氧树脂基体在高温下发生后固化,[90]16单向板拉伸强度随环境温度升高而增加,[0]16单向板拉伸强度随环境温度上升基本不发生变化; 85%RH下,单向板纤维-基体界面上产生湿应力与热应力,[90]16和[0]16单向板拉伸强度均随环境温度升高而下降; 70℃水浴中,单向板的基体树脂与纤维-基体界面均发生严重损伤,[90]16和[0]16单向板拉伸强度严重下降。

体外预应力FRP筋加固混凝土单向板抗裂及刚度计算方法

通过6块体外预应力玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋加固混凝土单向板的受弯试验,分析GFRP筋张拉应力和配筋率对混凝土单向板抗裂性能和挠度的影响。结果表明,随GFRP筋张拉应力和配筋率的增大,体外预应力GFRP筋混凝土单向板抗裂荷载提高25%~125%,跨中开裂挠度增加35%~159%,跨中屈服挠度增加21%~36%,跨中极限挠度降低13%~34%。结合本文体外预应力GFRP筋加固混凝土单向板和已有文献的体外预应力FRP筋混凝土梁试验结果,提出适合体外预应力FRP筋加固混凝土单向板和梁抗裂及刚度的计算方法。

轴向移动局部浸液单向板的1:3内共振分析

考虑单向板的轴向速度、轴向张力、流固耦合作用以及阻尼等因素,基于由von Karman薄板大挠度方程得到的轴向移动局部浸液单向板的非线性振动方程,研究了外激励作用下单向板在1:3内共振情况时的非线性振动特性.首先利用Galerkin法对非线性振动方程离散化,然后分别应用数值法和近似解析法对离散后模态方程组进行求解,获得了系统内共振情况下复杂的幅频特性曲线,并讨论了周期解的稳定性.最后研究了1:3内共振系统平均方程组的运动分岔现象.

织物增强混凝土叠合单向板肋梁楼盖抗弯性能试验研究

提出采用冲孔不锈钢钢板网叠弯成型固定高性能混合编织纤维网,由细骨料高强混凝土预制成模板,形成织物网、钢板网联合TRC增强混凝土形成永久性模板,与现浇钢筋混凝土组合成叠合结构。设计制作了1块V形永久性模板与现浇混凝土叠合单向肋梁楼盖以及1块对比肋梁楼盖,对其进行抗弯承载力试验研究。首先,V形永久性模板中掺入的聚丙烯纤维有效抑制了弹性受力阶段表面裂缝的开展;其次,在叠合单向板肋梁楼盖抗弯试验研究中,黏结面无滑移现象,整体工作性能较好。经强度、变形验算,其理论值与试验实测值比较吻合,在使用荷载下叠合肋梁楼盖的挠度限值满足规范要求。

碳纤维网格筋加固钢筋混凝土单向板的试验研究

碳纤维网格筋是一种碳纤维复合材料型材,对不同加固方式的碳纤维网格筋加固的钢筋混凝土单向板进行试验研究,并与碳纤维片材加固板进行了对比。试验结果表明碳纤维网格筋对钢筋混凝土单向板的承载力、强度、刚度有十分显著的加固效果。

预应力碳纤维布加固RC单向板的非线性有限元分析

为了研究预应力碳纤维布对单向板加固的影响,文章利用ANSYS有限元软件,以相关文献试验中G3板为例,建立非线性有限元模型并验证模型的正确性;再根据单向板是否采用碳纤维布加固及碳纤维布预应力水平和厚度取不同值共建立5块加固板,分别对5块加固板的裂缝、抗弯承载力、跨中挠度、碳纤维布的拉应变及加固材料的界面应力进行了对比分析。分析表明:与其他板相比,预应力的施加,充分发挥了碳纤维布的高强性,有效地延迟了裂缝的出现,提高了板的抗弯承载力及剥离承载力;但在使用预应力碳纤维布加固时,应同时考虑加固板的端部剥离及对延性的影响。

缝线区域及界面特性对缝纫复合材料单向板力学性能的影响研究

通过试验和显微观察研究了缝纫复合材料单向层压板缝线及其周围区域的结构和损伤的形貌 ,以及缝纫对复合材料单向板的宏观力学性能的影响。建立了缝线与基体界面强弱对复合材料单向板的强度和刚度影响的两种有限元分析模型 ,并与试验结果进行了比较分析。结果表明 ,缝线与基体的结合处的界面特性对复合材料单向板的强度和刚度都有影响 ,对拉伸强度的影响尤为显著 ;另外 ,缝线区域形成的富树脂区的存在也是影响复合材料强度刚度的重要因素。

混凝土单向板的受拉薄膜效应计算

为有效地计算混凝土单向板在大变形下的极限承载力,基于屈服线理论提出了考虑受拉薄膜效应的板块平衡法。该方法在建立板块平衡方程时计入了大变形下塑性铰线截面处逐渐显著的钢筋合力的竖向分量,即受拉薄膜效应。进行了3种不同边界条件的6块钢筋混凝土单向板的大变形静力加载试验,获得了荷载-挠度曲线、极限承载力和破坏时的裂缝形态等。将改进后的板块平衡法的计算值与试验结果进行了对比,吻合较好,适于工程设计应用。

扩张网混凝土单向板抗弯性能试验研究

通过配置扩张网混凝土单向板与普通钢筋混凝土单向板的对比试验,分析了构件受力的全过程,研究了构件的破坏形态与机理,对两者的开裂荷载、极限承载力、刚度等方面进行了对比。由于扩张网特殊的构造,网丝与混凝土之间粘结应力的传递具有其特点,因而呈现出不同的粘结机理,并据此初步分析了粘结应力的传递规律及对扩张网混凝土板裂缝间距及宽度的影响。得出了将扩张网作为受力主材以改进和加强普通钢筋混凝土板的工程与理论意义。

轴向移动局部浸液单向板非线性动力学分析

研究轴向移动局部浸液单向板的非线性动力学特性及稳定性。建立单向板非线性振动方程,考虑几何非线性、轴向移动、轴向张力、阻尼、液固耦合作用及非线性气动载荷,利用Galerkin法对振动方程离散化,获得模态坐标的非线性微分方程组。对离散的非线性方程组分别用近似解析法、数值方法进行分析,研究系统的主共振特性。

混凝土结构中单向板肋梁楼盖课程设计思考

国内大多数土木工程专业的混凝土结构理论教学,一般都会有一周左右的时间进行混凝土单向板肋梁楼盖课程设计。从20世纪70年代后期到现在,尽管混凝土结构设计规范已经几经更替,但该课程设计的形式和内容变化不大。随着建筑物震害的调查和对建筑结构体系的进一步认识,混凝土结构教材中的单向板肋梁楼盖课程设计采用的内框架结构形式已基本退出结构舞台。文章分析了单向板肋梁楼盖课程设计中存在的不足之处,并提出了相应的改革措施。

单向板与双向板的划分依据与设计中若干问题的讨论

仍采用简单条带法,通过分析载荷及弯矩在长、短跨方向的分配及随跨长比的变化情况,明确提出当按弹性理论分析时,宜采用长短跨长比为3作为划分单、双向板的界限.然后从塑性铰线法设计双向板的基本方程入手,经分析讨论后得出当按塑性理论设计时,单双向板的分界实质上是相对的,矩形板甚至正方形板究竟是单向板还是双向板,完全取决于配筋方式这一结论.最后给出了双向板按单向板设计的建议.

缝合复合材料单向板的拉压性能

缝合复合材料改善了层合复合材料易分层的缺陷,其力学性能研究具有重要意义。建立缝合复合材料单向板的三维有限元分析模型,考虑了缝合针脚造成的纤维面内和面外弯曲,分析了纤维弯曲对拉伸和压缩性能的影响。结果表明,模型能很好预测缝合单向板拉伸和压缩性能,同时考虑纤维面内和面外弯曲对预测更为有利,纤维面内和面外弯曲是影响强度的主要因素,纤维面内弯曲对模量影响较大,而纤维面外弯曲对模量的影响可以忽略不计。