承载力折减系数对结构构件可靠度的影响分析

构件承载力评定是鉴定结构构件安全性的重要指标。本文采用一阶二次矩阵法得出了不同承载力折减系数下的构件可靠指标计算公式,并结合多种常用材料的抗力参数,根据非迭代方法计算出了不同结构构件对应的可靠指标。结果表明:可变荷载对结构可靠度的贡献优于永久荷载的影响,但当可变荷载与永久荷载标准值之比达到一定限值时,构件的可靠度不再提高。依照现行标准要求的承载力折减系数计算可知,结构构件可靠指标大致呈等差数列排布,此种划分方法下得出的结果与构件实际失效概率存在较大偏差,可靠指标降幅过大将对构件安全性鉴定工作产生不利影响。

C15低强度混凝土中植筋的仿真计算及承载力折减研究

国内外关于植筋技术的研究基本上是在较高强度混凝土基材上进行的,而实际工程中仍存在低强度混凝土结构用植筋技术加固的案例。本文利用大型有限元软件ANSYS10.0对C15低强度混凝土中植筋进行了非线性有限元分析,分析了不同荷载下基材和受拉钢筋应力分布的规律。得到了钢筋的荷载-应力曲线和荷载-滑移曲线;求出了三种常用钢筋的极限承载力;经过分析计算,得出了强度折减系数。结果说明,C15低强度混凝土中植筋是可行的,可以指导结构加固设计。

集簇式栓钉抗剪承载力折减系数计算方法

为给装配式钢-混组合结构梁桥集簇式栓钉抗剪连接件的设计提供参考,深入研究了集簇式栓钉抗剪连接件的受力特性。采用ABAQUS有限元软件建立推出试验有限元模型,对群钉效应及其主要影响因素进行了有限元参数化分析,并给出综合考虑混凝土强度、栓钉排数、栓钉纵向间距影响的集簇式栓钉连接件抗剪承载力折减系数计算公式。结果表明:受到群钉效应的影响,集簇式栓钉连接件的单钉平均抗剪承载力有较大程度的折减并且钉群受力呈现明显的不均匀性;随着混凝土强度的提高,φ22×200栓钉连接件抗剪承载力、抗剪刚度逐渐增大;当栓钉排数从3排增加至7排时,群钉的单钉平均抗剪承载力以及栓钉抗剪承载力折减系数逐渐降低,同时钉群受力的不均匀程度大幅提升;当栓钉纵向间距由4d(d为栓钉直径)增加至8d时,群钉的单钉平均抗剪承载力以及栓钉抗剪承载力折减系数呈现增大趋势;提出的集簇式栓钉连接件抗剪承载力折减系数计算公式计算值与有限元值吻合良好,可以为装配式钢-混组合结构梁桥集簇式栓钉抗剪连接件的设计提供理论依据。

填充墙的平面内损伤对其平面外承载力折减系数的影响

在真实地震场景下,填充墙一般会受到平面内和平面外两个方向共同的地震作用。填充墙的平面内和平面外抗震性能之间存在着较强的耦合作用,平面内损伤会导致平面外承载力降低。建立填充墙钢筋混凝土(RC)框架的有限元模型,通过模拟结果与试验数据的对比验证了模型的有效性,并利用模型进行了数值分析,探讨了砌体填充墙在双向荷载下的抗震性能以及加载模式、高宽比、高厚比和砌块抗压强度对填充墙平面内损伤后的平面外承载力的影响。最后,在试验数据和数值分析结果的基础上,提出了填充墙的平面内损伤对平面外承载力的折减系数计算式。该计算式基于填充墙平面外荷载传递机制,引入了一个综合考虑水平和竖直两个方向的几何参数。与现有计算式相比,新计算式与试验数据的拟合情况较好。

厦门地区预制中短管桩抗压承载力统计分析

本文收集了厦门地区27根φ500预制中短管桩(桩长为4.9~14.8m,桩端持力层为黏性土—强风化花岗岩)的抗压静载试验结果,采用极差法、修正箱线图法和勘察规范统计法对27根桩的抗压极限承载力分九种情况进行了归纳分析与统计,得出了预制中短管桩桩长宜按15m界定,其对应的短桩效应承载力折减经验系数为0.84等具有实际应用价值的经验参数,同时也剖析了极差法、修正箱线图法和勘察规范统计法的优缺点。

目形钢箱拱肋截面承载力计算方法

以某大桥主副拱结合处的目字形截面为研究对象,采用有限元软件ABAQUS建立目形截面钢箱拱肋局部计算模型,进行目形截面承载力和截面屈曲变形研究,并分析了钢箱高度比、中板厚度及加劲肋数量变化对截面承载力的影响。结果表明:目形截面靠近角点处的变形大于板件中间部分的变形,靠近角点处的加劲肋设计是目形截面设计关键;目形截面的承载力折减系数受中板板厚及中板纵向加劲肋划分中板份数的影响较大;我国规范和日本规范不适用于目形截面承载力折减系数计算;根据参数分析结果进行拟合,提出了适用于计算考虑局部屈曲的目形钢箱截面承载力折减系数的计算公式。

残余应力对焊接球节点承载力影响研究

依托大英县特色农产品展销基地及配套设施建设项目,讨论了空心焊接球的制作工艺流程,分析了空心焊接球焊接残余应力产生的内在机理,在此基础上,研究不同焊接工艺参数(如球直径、壁厚、管径、电弧热功率)对焊缝残余应力的影响,揭示焊接残余应力作用下的焊接残余应力变化规律,揭示焊接残余应力对接头拉伸和压缩极限承载力的影响规律,提出有效的解决方案。

粘钢加固RC梁的正截面承载力

对粘钢加固RC梁在荷载作用下的变形过程和破坏形式进行了理论和试验研究,讨论了粘钢位置和粘钢量对RC梁的短期刚度、挠度、开裂荷载、极限荷载和破坏形式等承载性能的影响,通过理论计算结果与试验结果的比较分析,得出了粘钢加固RC梁承载力折减系数主要随截面相对高度变化的结论,提出了粘钢加固RC梁承载力折减系数、抗弯承载力和挠度的计算公式,给出了工程设计建议和确定合适钢板宽厚比、粘钢位置和粘钢量的技术措施,为粘钢加固RC梁的设计和承载力确定提供了参考依据。

既有钢筋混凝土结构构件承载力估算方法

既有钢筋混凝土结构在使用过程中逐渐老化,使用功能下降主要表现为材料腐蚀劣化和截面破损,这些都将导致混凝土构件承载能力下降.其实际承载能力不可能通过破坏试验得到,往往通过一些无损检测方法对构件进行检测后依靠工程师的经验给出一个保守的估计.利用模糊数学和层次分析法把这些既相互关联又相互影响的不确定因素系统化,通过模糊隶属函数将定性描述定量化,从而计算出在这些影响因素下的综合折减系数,再与根据实测参数结合规范计算得到的结果相结合,来估算既有钢筋混凝土构件承载力,从而提高对既有钢筋混凝土结构承载能力评估的准确性.

双向偏心受压下圆端形重力式桥墩台极限承载力的计算

在承载力极限状态计算中,需要解决双向偏心受压下铁路桥涵重力式桥墩台的承载力计算问题。在该极 限状态下,不考虑截面受拉区材料参与工作,按受压区为矩形应力图形的假定进行承载力计算。这种计算假定 对双向斜偏心受压情况下的圆端形截面的承载力计算是相当复杂的。为了简化计算,引入了一个类似于在容许 应力法计算中应力重分布系数的承载力折减系数,文中给出了利用图解法求解该承载力折减系数的原则和步 骤。通过多元回归分析,给出了一组简单、实用且能满足工程精度要求的圆端形重力式桥墩台极限承载力折减 系数实用计算公式,该组公式适用于目前铁路桥涵重力式墩台常用的设计范围。

下伏空洞桥梁单排桩基桩端岩层极限承载力计算方法

针对下伏空洞桥梁单排桩基桩端岩层极限承载力问题,基于下伏空洞单桩基础桩端岩层冲切破坏理论,假定了下伏空洞桥梁单排桩基桩端岩层的破坏模式.采用空间曲面积分得到了各桩下冲切体重叠部分侧面积计算方法,进一步考虑重叠面积与桩端岩层承载力折减之间的关系,提出了下伏空洞桥梁单排双桩及三桩基础桩端岩层极限承载力计算方法 .通过试验验证了理论方法的合理性,并采用理论方法与数值模拟分析了桩间距L对下伏空洞桥梁单排双桩及三桩基础桩端岩层极限承载力的影响.结果表明:在桩间距L较小情况下冲切体局部出现重叠现象;在桩间距L为2倍桩径时,桥梁单排双桩以及三桩桩端岩层的总承载力分别为不考虑叠加效应时总承载力的75%和67%;随着桩间距L的逐渐增加双桩及三桩桩端岩层总承载能力逐渐增大,当桩间距L达到5倍桩径后其承载能力达到不考虑重叠效应时总承载力的99%以上.

大直径开口钢管桩在强风化岩中的承载力分析

依托湖北黄冈某码头工程,通过土赛效应分析对大直径开口钢管桩桩基承载力桩端阻力计算方法进行修正,并根据静载试桩和高应变动测试桩进行验证。

深层搅拌桩复合地基承载力计算参数的探讨

重点对深层搅拌桩复合地基承载力几个计算参数由定性取值法改为定量取值法,经竖向静载荷试桩检验,证明效果比较理想,可用于相关工程中使用。

基坑开挖卸荷对坑底管桩承载性状影响研究

对于先地面成桩后基坑开挖的坑底管桩基础,基坑开挖卸荷会对坑底管桩成桩挤土效应产生弱化效应,进而对管桩竖向承载力造成影响,而这方面的研究较少。本文基于Vesic圆孔扩展理论,在考虑基坑开挖卸荷对管桩挤土效应影响的基础上,建立了开挖卸荷影响下坑底管桩竖向承载力折减系数k计算方法。通过室内模型试验,对比研究开挖前后静压桩和钻孔桩荷载-沉降关系特征。结果表明:开挖卸载对静压桩极限承载力所对应变形量变化量是钻孔桩的3倍;沉降量相同时,竖向承载力折减系数k试验值为0.856,与计算值0.833相差仅为2.72%,但明显低于钻孔桩承载力折减系数k试验值0.923。此外,计算结果表明:折减系数k与基坑开挖深度/管桩桩长(H/L_(0))比值变化曲线表现出明显非线性特征,且δ取值改变对k值影响较k_(0)和c取值变化对k值影响更为显著。本文研究成果能为坑底管桩承载力设计提供有益参考。

木材老化对古建筑木梁抗弯性能的影响分析

为研究木材老化对古建筑木梁抗弯性能的影响,分析了木材的老化机理,采用等效截面法并结合国内木梁老化深度经验公式,提出了老化木梁抗弯承载力退化模型,并对某古建筑的木梁进行了承载力退化评估。对未老化与老化木梁进行了单调加载数值模拟,并通过试验验证了模型的合理性;在此基础上,进一步分析了老化均匀度与老化深度对木梁抗弯性能的影响。结合《木结构设计标准》(GB 50005—2017)中受弯构件的承载力计算公式,提出了考虑老化影响的木梁抗弯承载力折减系数计算公式。结果表明:老化对木梁抗弯承载力的影响与老化均匀度呈线性相关,与老化深度呈一元二次多项式关系。老化深度越深且老化均匀度越大,木梁承载力越低。

渤海某区块浅层气对工程影响的评估

以渤海某区块项目为例,采用保压取样方法获取待评估区域海底土层样品并对所含气体开展组分测定,定性判断浅层气成因。采用静力触探孔压消散试验方法获取地层中超孔隙水压力,定量评估对含浅层气地层承载力的折减效应。结果表明,内浅层气主要组分为甲烷和二氧化碳,气体含量较低。内地层中的浅层气可能属于生物成因气。含浅层气地层的超孔隙水压力相对上覆有效压力比值约3%,承载力折减因数为1.0%~1.1%。所采取的方法能够有效评估浅层气对海上基础设施和生产安全的影响程度,具有推广价值。

PHC-钢管组合桩在潍坊地区沿海港口建设中的应用

在中小型高桩码头设计中,PHC预制管桩具有良好的抗腐蚀性和较高的承载力,应用较为广泛,但其穿透能力和耐打击能力较弱。如山东潍坊沿海地区地层中普遍存在一层埋深浅、厚度大、标贯高的粉砂层,该土层使沉桩施工较为困难,因此提出PHC-钢管组合桩方案。结合某河口区5000吨级多用途码头的桩基变更设计,从桩基设计、有限元分析、静载荷试验、高应变检测方面综合论证方案的合理性,并进一步提出桩基桩端承载力折减系数,为该地区同类项目桩基垂直承载力计算提供了一定的依据。

开洞加劲钢板剪力墙的抗侧承载力分析

为研究墙板开洞对加劲钢板剪力墙抗侧承载力的影响,首先建立了梁-壳混合弹塑性有限元单层墙板模型,研究了极限状态下影响开洞加劲墙板受剪承载力的关键因素。在此基础上,通过大量有限元计算和参数分析,提出了用于计算开洞加劲墙板受剪承载力折减率的简化计算式,并与有限元计算结果进行对比,精度满足要求。以3个加劲钢板剪力墙试件的低周往复荷载试验研究为基础,建立了精细有限元分析模型,有限元分析结果与试验结果吻合良好,证明了模型的合理性和准确性。提出了加劲钢板剪力墙结构抗侧承载力的理论模型和计算公式,理论计算结果与有限元分析结果吻合良好。

带帽有孔管桩复合地基承载力模型试验研究

有孔管桩能够有效地加速桩周土体超静孔隙水压力时空消散,减轻沉桩效应不利影响,但桩身开孔会削弱桩体承载力。为研究开孔管桩的承载力,对软土地基中无孔管桩和有孔管桩单桩及其相应的带帽单桩复合地基进行了静载荷试验,获得了各种管桩荷载-沉降曲线、沉降-时间对数曲线、桩身轴力的变化规律。研究结果表明：星状开孔的有孔管桩承载力和桩身轴力的折减率均最小;有孔管桩单桩及其带帽单桩复合地基的总沉降和沉降回弹率均小于无孔管桩;带帽有孔管桩复合地基承载力大于带帽无孔管桩复合地基的承载力;桩身开孔有利于桩周土体分担荷载,能减小土体含水量,降低复合地基总沉降,提高复合地基承载力;桩身开孔引起管桩损失的承载力,可以从带帽有孔管桩复合地基提高的承载力中得到弥补。