碳纤维布加固具有初应力的钢筋混凝土梁抗剪极限承载力

以5片T梁模型破坏试验为基础,研究了碳纤维布粘贴层数、方式和不卸载加固对钢筋混凝土T梁抗剪极限承载力的影响。采用混凝土块单元、接触分析及单元"死活"等分析方法,应用非线性有限元对试验梁进行了全过程分析,给出了一种碳纤维布加固钢筋混凝土梁的数值研究方法。基于桁架理论,引用有效粘贴长度的概念,以粘贴层所能承受的极限抗力为计算控制参数,提出了粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土T梁的极限承载力计算方法。试验与数值对比分析表明该方法合理有效,可作为桥梁加固的设计计算依据。

钢-混凝土组合桥梁中无抗剪配筋的桥面板在轴向拉力作用下的抗剪极限承载力试验研究

完成31根钢筋混凝土梁的剪切破坏试验,对钢-混凝土组合桥梁中无抗剪配筋的桥面板在轴向拉力作用下的抗剪极限承载力进行了研究。试验中主要考虑了轴向拉力对抗剪极限承载力的影响,同时对配筋率、最小抗剪配筋、混凝土强度等级等其他因素也进行了研究。试验结果表明,欧洲规范2第1部分中用来计算无抗剪配筋的钢筋混凝土构件的抗剪极限承载力的公式过于保守,建议进行修正。

钢板剪力墙的极限抗剪承载力

钢板剪力墙由周边钢框架、内嵌钢板组成。为了充分利用钢板的届曲后强度,提高经济性,推广钢板剪力墙的应用,基于拉力场理论,推导出钢板剪力墙的极限抗剪承载力理论公式,并通过有限元程序ANSYS进行数值模拟,求出钢板剪力墙在水平单向荷载作用下的荷载位移曲线。采用不同高厚比钢板,对理论计算值和ANSYS数值模拟相比较。结果表明:其极限抗剪承载力与推导出的理论值相比,误差在1.5%以内。模拟结果验证了理论公式的计算准确。

钢-混凝土组合结构新型双钉头型栓钉剪力连接件抗剪承载力研究

以钢-混凝土组合梁中普遍采用的栓钉剪力连接件为研究对象,针对普通单钉头栓钉连接件存在根部相对薄弱、抗剪能力较差、连接容易过早失效的缺点,提出了一种新型双钉头型栓钉剪力连接件形式,并进行了推出试验有限元模拟分析,在此基础上讨论了影响新型栓钉连接件抗剪承载力的主要因素,最后结合有关规范公式提出了设计建议。研究表明：新型双钉头型栓钉提高了连接件的抗剪极限承载力（与传统栓钉相比,承载力可提高约10%）,减小了钢梁与混凝土板的相对滑移,提高了二者的共同工作能力。下钉头直径是影响新型栓钉连接件抗剪性能的主要因素,工程应用时可取栓钉下钉头直径为其杆身直径的1.2~1.3倍,此时连接件极限承载力较高,抗剪工作性能亦较好。当按照我国现行钢结构规范设计采用新型栓钉连接件的钢-混凝土组合梁时,可对单个栓钉连接件的抗剪承载力计算值乘以1.3增大系数。与采用传统栓钉的组合梁相比,采用新型栓钉的钢-混凝土组合梁初期刚度与前者基本相同,但后期会有约12%~20%的明显提高。由于新型栓钉的滑移较小,使混凝土板和钢梁共同工作效果提高。

关于钢筋桁架楼承板抗剪极限承载力试验的探讨

本文对钢筋桁架楼承板抗剪极限承载力试验进行了改进,较好的解决了试验方法中横向钢筋的滑动问题,以及钢筋桁架楼承板中腹杆与上弦钢筋和下弦钢筋不同角度的的问题,从而使钢筋桁架楼承板抗剪极限承载力试验简单易行。

配有斜筋混凝土梁抗剪承载力计算与试验

以剪压破坏时配有斜筋的混凝土梁为研究对象,考虑临界斜裂缝处各钢筋拉应力和剪应力的影响,基于极限平衡理论和复合应力状态下混凝土的强度准则,建立了极限抗剪承载力的计算公式。对配有斜筋混凝土梁进行的试验研究发现,理论值与试验值的误差不超过5%。研究表明:箍筋与纵筋、斜筋与纵筋的相对配筋率以及剪跨比对临界斜裂缝顶端混凝土受压区的高度影响较为显著,进而影响抗剪承载力;临界斜裂缝顶端混凝土在复合应力状态下发生破坏,竖向压应力的作用不应忽略;斜筋和箍筋的剪应力对极限抗剪承载力影响较小,计算中可不予考虑。

异形剪力键桥面板湿接缝抗剪承载力试验研究

为抑制钢-混组合梁桥桥面板湿接缝处混凝土开裂,提高该处极限抗剪承载力,提出一种设置于桥面板接缝处呈方台形凸起的异形剪力键。采用加载试验对带异形剪力键桥面板湿接缝试件的力学性能进行研究,并与传统桥面板湿接缝试件的试验结果进行对比。结果表明:相比传统桥面板湿接缝试件,带异形剪力键桥面板湿接缝试件的混凝土材料性能发挥更充分;异形剪力键可以有效提高桥面板湿接缝的抗剪强度,桥面板湿接缝的极限抗剪承载力提高了137%;加载过程中试件湿接缝荷载~位移曲线、混凝土荷载~剪应变曲线以及钢筋荷载~应变曲线均反映出带异形剪力键的桥面板试件力学性能更优。

混杂纤维钢筋自密实混凝土T-梁的抗剪承载力

依据Rilem应力裂缝口宽度法,考虑T-梁翼缘对抗剪的贡献,建立了混杂纤维钢筋自密实混凝土T-梁的抗剪承载力公式,与GB50010-2002、CECS 38:2004、Rilem应力-应变法进行了对比,所建立的公式较好地估计了混杂纤维钢筋自密实混凝土T-梁的抗剪极限承载力.

桥梁用高强度环槽铆钉抗剪承载力和疲劳特性试验研究

环槽铆钉具有预紧力一致性好、防松动能力优异、抗疲劳、抗延迟断裂能力强等特点,是公路桥梁连接副的理想选择。但由于缺乏相关试验研究以及工程实用案例,环槽铆钉在公路桥梁上鲜有使用。文章依托某钢混组合梁桥工程,开展了环槽铆钉双摩擦面抗剪试验、抗剪疲劳试验研究,并与传统高强螺栓进行对比。试验结果表明:(1)同类型环槽铆钉与高强螺栓荷载-位移曲线变化趋势大致相同,且环槽铆钉和高强螺栓在滑动后并没有迅速失效,高强度螺栓滑动后瞬间损失的承载力要大于同类型环槽铆钉滑动后瞬间损失的承载力。(2)环槽铆钉的抗滑移系数、滑动力和抗剪极限承载力均高于同类型高强螺栓的抗滑移系数和滑动力,且离散性更小,稳定性更好。(3)200万次疲劳试验对高强螺栓和环槽铆钉的预紧力、滑动力和极限抗剪承载力影响很小,且前者损失要大于同类型后者。研究成果对推动环槽铆钉在钢桥中的应用具有一定指导意义和理论依据。

局部锈蚀钢箱梁腹板抗剪承载力数值模拟研究

以局部锈蚀的钢箱梁为研究对象,通过数值模拟分析,对比锈蚀体积损伤程度、几何尺寸等参数对局部锈蚀影响下钢箱梁腹板抗剪极限承载力的变化趋势的影响,提出全面衡量局部锈蚀钢箱梁腹板抗剪极限承载力的合理参数,并通过数据拟合,获得用于局部锈蚀作用下计算钢箱梁剩余抗剪极限承载力的公式,公式值较为保守,具有充足的安全储备。

金属预埋吊件剪切力学性能试验研究

为确定可行的金属预埋吊件(简称预埋吊件)剪切试验方法以及为安全系数提供可靠依据,对100、150mm两种不同边距的预埋吊件混凝土试件进行抗剪试验研究。研究预埋吊件的受剪力学性能,测量楔形体破坏角度,分析荷载-位移曲线,探究混凝土楔形体破坏的抗剪极限承载力与预埋吊件的物理特性之间的关系。结果表明:试验中所有预埋吊件均发生混凝土楔形体破坏,其角度与理想状态下的破坏角度接近;预埋吊件的直径、预埋到混凝土中的深度、预埋吊件轴心到剪力垂直边缘的距离与抗剪极限承载力之间均呈正相关。

UHPC湿接缝抗剪性能模型试验研究

为研究预制拼装桥梁UHPC湿接缝极限抗剪承载力计算方法及抗剪性能的影响因素,以台州市域铁路S2线铁路桥为背景,开展13个UHPC湿接缝模型的抗剪性能试验,得到模型接缝界面处的开裂荷载、极限抗剪承载力和界面的荷载~相对滑移关系;依据既有公式计算湿接缝极限抗剪承载力理论值,并与试验值进行比较分析,研究UHPC龄期、接缝构造形式、界面压应力等关键参数对湿接缝模型抗剪性能的影响。结果表明:基于Mohr-Coulomb准则的计算式能较准确地计算钢筋搭接平接缝模型的极限抗剪承载力理论值,其它公式欠缺对接缝粘结力的考虑;对湿接缝模型施加界面压应力可以大幅提高其开裂荷载,采用钢筋搭接可以提高所有湿接缝的抗剪性能和延性水平,UHPC龄期的增长对提高键齿接缝的抗剪性能效果显著;有界面压应力的钢筋搭接UHPC湿接缝的抗剪性能最好,更适合应用于实际工程。

预制桥面板方台形剪力键湿接缝受力性能分析

为提高预制桥面板接缝界面的抗剪性能,提出一种方台形剪力键湿接缝结构型式,并研究该结构的受力性能。设计制作包含湿接缝在内的2种试件,即方台剪力键与传统平截面单元板试件,进行静力剪切加载试验。利用ABAQUS软件中摩擦-内聚力模型模拟接缝的界面特征,在对比验证试验结果的基础上,进行参数化分析,以探讨湿接缝处不同配筋率、方台剪力键特征尺寸(角度、底边长度、高度)及同等接缝界面面积内剪力键大小和数量(排数)对抗剪性能的影响。试验结果表明:含有方台形剪力键的湿接缝结构,其极限抗剪承载力比传统平截面结构提升65.5%。有限元数值模拟界面抗剪结果与试验结果吻合良好。参数分析结果表明:剪切作用下,方台剪力键湿接缝的最优配筋率约为1.2%。随着方台角度与底边长度的增加,湿接缝结构的抗剪刚度明显提高。方台尺寸对极限抗剪承载力的影响程度依次为底边长、角度、高度,当方台角度为45°,板宽与方台长度、高度之比为1︰0.8︰0.2时,接缝界面极限抗剪承载力最高。方台排数对抗剪刚度和承载力的影响较小,方台排数的增加,可有效提高湿接缝界面的抗裂能力。方台形剪力键桥面板施工简单,能大幅提高板在接缝处的抗剪性能。

防屈曲钢板剪力墙弹塑性抗剪极限承载力与滞回性能研究

防屈曲钢板剪力墙是一种新型的高层建筑钢结构抗侧力构件。采用数值方法对防屈曲钢板剪力墙在水平荷载作用下的弹性侧移刚度、抗剪极限承载力以及在低周往复荷载下的滞回性能进行了研究,提出了防屈曲钢板墙抗剪极限承载力以及弹性抗侧刚度的计算公式,供设计参考。对防屈曲钢板墙与普通钢板墙的滞回性能分析表明,防屈曲钢板墙可以显著改善普通钢板墙滞回曲线的捏拢现象,表现出更强的延性和稳定的耗能能力,是一种非常适合于高烈度抗震设防区的抗侧力体系。

基于统一强度理论生态复合墙体受剪极限承载力分析

基于试验研究及理论分析,结合生态复合墙体受力特性、破坏过程及破坏模式,提出生态复合墙体复合材料等效弹性板模型;建立生态复合墙体整体斜压杆计算模型。采用适用于各种材料复杂应力状态下的双剪统一强度理论,推导出生态复合墙体的受剪极限承载力计算公式,应用此公式对前期试验墙体进行分析。将理论结果与试验数据进行对比分析,结果表明:该模型能够较好的反应生态复合墙体的极限承载力特性,可用于不同尺寸、配筋和内填材料生态复合墙体的极限承载力验算。

玄武岩纤维布增强木梁抗剪性能试验研究

为了研究玄武岩纤维布增强木梁的抗剪性能,通过5组共15根木梁进行两点集中加载静力试验,分析和研究了不同纤维布宽度和层数等因素对木梁和加固木梁抗剪极限承载能力和挠度的影响。结果表明:在木梁受剪区域粘贴玄武岩纤维布能有效提高木梁的刚度、延性和抗剪极限承载能力。并使用ABAQUS软件对玄武岩纤维布加固木梁的抗剪性能试验进行仿真模拟,通过对比模拟结果与试验结果,验证了应用ABAQUS程序对玄武岩纤维布加固木梁进行数值模拟的可行性。

复合剪力墙结构设计计算模式的探究

在试验基础上,阐述了如何应用复合剪力墙板的弯曲开裂强度、腹剪斜裂缝开裂强度、极限搞弯载力、极限搞剪载力以及极限抗滑移承载力的理论计算公式,进行复合剪力墙结构的设计计算,从而设计出合理的复合剪力墙结构。

十字加劲钢板剪力墙的抗剪极限承载力

我国《高层民用建筑钢结构技术规程》规定了钢板墙剪切弹性屈曲不先于剪切屈服,其明显的不足是没有利用板的屈曲后强度,同时弹性屈曲也不能作为结构在弹塑性阶段的设计指标。本文应用板的大挠度弹塑性有限元方法对十字加劲方形钢板剪力墙的屈曲后性能和极限承载力进行了系统的研究,并在大量数值分析的基础上,提出了以板的平均剪切应变相应的剪应力作为钢板剪力墙承载能力的极限状态,以达到利用薄板屈曲后强度的目的,进而提出了钢板剪力墙承载力的设计简化计算公式及钢板墙侧柱刚度阈值的计算公式,供设计参考。数值计算结果表明,影响钢板墙抗剪性能主要有三个参数:板高厚比、肋板刚度比和边柱刚度。

组合连续梁桥高强砂浆填充群钉连接件抗剪承载力试验研究

以71m+110m+71m三跨连续钢-混凝土组合箱形梁桥为工程背景,采用足尺模型推出试验方法研究了高强砂浆填充群钉连接件的抗剪承载力和荷载滑移曲线。共制作了7个C65砂浆填充剪力连接件试件,其中4个为单排标准推出试件,另外3个为20根22×200的群钉试件。比较了单排钉和群钉连接件的抗剪承载力和荷载滑移曲线,推荐了相应的经验公式,并且讨论了公式的适用性。

RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带性能研究

为研究RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带剪切破坏特征及加固带抗剪极限承载力,对2根对比RC伸臂梁和2根外包钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带的RC伸臂梁进行剪切破坏试验.分析对比梁和试验梁的剪切破坏形态、开裂荷载、极限荷载、裂缝、挠度、应变的变化规律.试验表明,此抗剪加固带能提高梁的抗裂性、刚度、延性、抗剪极限承载力,其中开裂荷载提高幅度分别为35.61%、37/61%,极限荷载提高幅度分别为39.56%、51.84%.依据试验结果,采用塑性分析法求出RC伸臂梁钢纤维砂浆钢筋网抗剪加固带极限承载力计算公式.计算承载力与试验承载力较吻合,为结构加固理论提供了一种分析方法.