采用新配筋方案小跨高比抗震连梁的试验研究

洞口连梁是抗震联肢剪力墙塑性耗能机构的关键部件,但高延性小跨高比连梁的设计仍是国内外抗震钢筋混凝土结构中至今未能有效解决的问题之一。本文作者所在研究组提出的加设对角交叉斜筋及菱形斜筋的新配筋方案,经试验证明其抗震性能优良,且便于施工,是解决这一难题的有效出路。本文着重介绍所完成的第二批低配筋率构件的试验结果以及从中得出的主要规律。

宽轨枕“中厚板”模型的结构分析、计算与配筋方案

在传统的设计与计算中，为了简化问题便于工程应用，常选择“梁”、“薄板”作为宽轨枕的力学模型。作者根据宽轨枕的几何形状和载荷特点，提出取“中厚板”作为宽轨枕力学模型的设计思想，利用胡海昌的“中厚板”理论对宽轨枕进行结构分析与计算，并进一步给出了相应的配筋方案。结果表明，正在使用中的宽轨枕横向配筋欠缺。

用宏观模型模拟新配筋方案小跨高比抗震连梁

提出了一种能保证小跨高比连梁良好抗震性能且施工简单的新配筋方案。小跨高比连梁属于两端有约束的反对称弯曲深梁,为典型的非伯努利区构件,其承载能力预计能较好地用国外近年来提出的"压杆-拉杆模型"进行模拟,但如何模拟这类特殊配筋构件,国内外未见先例。本文根据由试验得出的受力规律,尝试建立适用于这类构件受力特点的特殊压杆-拉杆模型。与试验结果的对比表明,这一宏观模型取得了较好模拟效果。

新配筋方案小跨高比连梁有效性的有限元验证

试验表明,新配筋方案小跨高比连梁具有较高的延性和耗能能力,且施工便捷,但试验数据不多。利用有限元软件ANSYS对新配筋方案小跨高比连梁的有效性进行了补充验证。数值分析结果与试验结果基本一致,新配筋方案小跨高比连梁的应力场分布更均匀,抗剪能力比普通配筋连梁更强。

碾压与常态混凝土组合的某升船机上闸首结构配筋方案

针对既要控制裂缝宽度又要控制裂缝长度的碾压与常态混凝土组成的某升船机上闸首整体坞式结构,通过对比不同配筋方案的钢筋混凝土非线性有限元计算结果,提出以材料强度标准值所得裂缝长度和宽度进行底板裂缝控制从而确定底板常态混凝土最小厚度,以材料强度平均值所得裂缝长度确定钢筋布置范围的计算原则;同时给出了符合限裂设计要求的底板常态混凝土最小厚度和配筋方案,并探讨了缝面水压的不同施加方式对裂缝的影响。计算结果表明,当缝面水压按全水头分布施加时,若裂缝长度超过钢筋布置范围,则裂缝会不断扩展,引起结构失效;缝面水压按渗透压力分布和三角形分布施加时,裂缝扩展能够收敛,且前者所得的裂缝宽度和长度均大于后者。

角木塘水电站预应力闸墩三维有限元分析与配筋方案研究

采用三维有限元数值分析方法,对多种荷载组合作用下墩体结构的受力特性进行数值模拟,得到典型工况下中墩的结构变形、预应力锚固区应力、锚块应力、预留平孔周边应力变形规律,以及拉应力分布区随工况荷载条件的变化规律,并针对预应力闸墩中的薄弱部位研究合理的初始配筋方案。研究结果表明预应力闸墩预应力效果良好,锚索布置合理,在各种荷载组合效应下整个墩体的应力和变形分布满足设计要求。研究成果不仅对优化预应力混凝土闸墩的结构设计和锚索布置方案具有重要作用,也可为同类工程的设计和安全性评价提供重要参考。

凹廊的塑性分析与配筋方案

以板的塑性分析方法对四廊的配筋方案作了详细分析，证明了用塑性分析比弹性分析要经济合理，明确地指出板中配筋的位置及其作用，可供设计参考．

不同配筋方案钢筋混凝土梁抗爆性能的比较

基于数值分析的方法,首先利用有限元软件LS-DYNA建立跨度4 m、截面尺寸250 mm×500 mm的钢筋混凝土梁有限元模型。然后采用标准配筋方案与4种不同配筋加固方案作为配筋方案、并以跨中最大挠度与整体振动周期作为其评价指标,对爆炸荷载作用下不同配筋方案钢筋混凝土梁的抗爆性能进行了比较。最后按照本文提出的经济系数的概念,对不同配筋方案梁抗爆性能的经济性进行了比较。结果表明:(1)以梁跨中最大挠度作为评价标准并通过与其他4种配筋方案进行比较,采用交叉斜筋的梁在最大药量下的跨中最大挠度最小。(2)以梁整体振动周期作为评价标准并通过与其他4种配筋方案进行比较,采用交叉斜筋的梁在最大药量下的振动周期最短。(3)通过LS-DYNA软件得到的梁破坏图可以看出,采用交叉斜筋的梁在最大药量下的破坏程度最小,并且钢筋仍然处于弹性阶段。(4)通过对5种不同配筋方案梁的经济性进行分析,采用交叉斜筋的梁在含钢量较小的情况下可有效地减少梁的跨中最大挠度。综上所述,采用交叉斜筋的配筋方案能够有效地提高混凝土梁的抗爆性能与限制梁两侧裂缝的发展,同时具有较好的经济性。

新配筋方案小跨高比连梁抗震性能试验研究

对沿连梁截面高度配置3层封闭约束箍筋的9个小跨高比连梁进行了抗震性能试验,研究了连梁的跨高比、箍筋和纵筋数量对其破坏形态、滞回性能、刚度退化、变形和耗能性能等的影响。研究结果表明:对于跨高比为0.75―1.5的连梁,无论受力纵筋是否屈服,最终还是发生剪切破坏或弯曲剪切破坏;沿连梁截面高度配置的3层封闭约束箍筋有效地改善了连梁的变形和耗能能力。根据试验结果,建立了考虑纵向受力钢筋作用的连梁受剪承载力计算公式,公式的预测值与试验值吻合较好。

新配筋方案小跨高比连梁受剪承载力计算

联肢剪力墙中的洞口连梁一般为小跨高比连梁,这种连梁的受剪承载力计算目前尚未很好解决。根据9个沿梁截面高度布置三层封闭箍筋连梁的试验结果,分析了影响连梁破坏形态、位移延性系数和耗能比的因素。研究了连梁跨高比、截面尺寸、材料强度、箍筋数量和纵向钢筋数量对其受剪承载力的影响。在此基础上,通过多元回归分析,建立了新配筋方案小跨高比连梁受剪承载力计算公式,提出了相应的剪压比限值。受剪承载力公式的预测值与试验值吻合良好。

小跨高比连梁新型配筋方式及数值分析

依据已有的关于小跨高比连梁配筋方案相关文献和研究成果,主要对布置交叉对角斜筋、菱形筋、纵筋的复合配筋方案和多层封闭约束箍筋两种方案进行了试验对比和有限元分析,研究了连梁的跨高比、箍筋和纵筋数量对其破坏形态、滞回性能、刚度退化、变形和耗能性能等的影响,并分析了构件的位移和荷载的关系,得出了一些结论。

配筋路面结构优化设计研究

以银英公路这一重载交通较大的省道为工程实例,对部分路基强度不足路段路面结构优化进行了设计,分析了路面设计方案,对其路面结构进行了讨论,得出配筋方案设计。

倒T形盖梁的牛腿设计与配筋优化研究

大跨径倒T形盖梁跨中截面纵向受力属于B区结构,横向属于D区结构,盖梁牛腿受力为两种类型的耦合作用。为研究耦合作用下的结构配筋方案,首先采用实体有限元法分析了结构的受力情况,在探明主应力和等效应力分布之后,采用规范方法进行配筋设计,然后根据有限元模拟结果构建拉压杆模型,复核计算盖梁牛腿的配筋方案。结果表明,采用规范方法进行配筋,具有一定承载力富余,可以保证结构安全性。

怒江六库水电站RCC纵向围堰防渗墙应力分析

采用二维非线性有限元分析方法,对六库水电站RCC纵向围堰防渗墙的防渗效果和应力应变状态进行了研究,在此基础上对防渗墙各截面的剪力、轴力和弯矩进行计算研究,提出了配筋方案。计算表明,防渗墙的防渗效果显著,分载作用明显,右防渗墙承受的弯矩更大些,应加大其配筋率。

大跨度箱形底板结构的分析与优化设计

预应力在大跨度结构中得到广泛的应用,但由于某水闸工程中的大跨度箱形底板的特殊性,不宜采用预应力配筋方案。对底板的外侧板厚度、填充混凝土长度及横隔舱室的数量对底板应力水平的影响进行了计算分析,在尽量不增加底板自重的前提下,根据应力水平最低的原则,得到这三个参数的最优取值范围,进而达到对底板结构进行最优化设计的目的。

基于ANSYS钢筋混凝土简支梁极限荷载研究

基于ANSYS建立钢筋混凝土简支梁有限元模型,对其进行了在集中荷载下,不同配筋方案对混凝土极限荷载的影响的研究。首先利用试验资料对有限元模型进行了验证分析。结果表明,对于混凝土简支梁极限荷载,有限元结果与试验结果吻合较好。然后对钢筋横截面分布、箍筋配筋率两个方面进行参数化研究,揭示了每种参数对极限荷载的影响规律,并根据计算分析结果,提出了几点配筋方案的建议。

高耸异型钢筋混凝土烟囱结构分析

传统单一圆筒型烟囱具有外观及实用性上的缺点,然而异型烟囱结构的研究资料却甚少。鉴于此,本文运用大型有限元计算软件ANSYS对一高耸异型钢筋混凝土烟囱结构建模并进行受力情况分析,同时给出了受控截面的配筋方案;为该类烟囱的设计及施工提供理论依据。

蒙华铁路长枕埋入式无砟轨道用桥枕的设计研究

为满足蒙华铁路桥上长枕埋入式无砟轨道结构铺设护轨条件,研发了在既有埋入式长枕上预留护轨安装接口的埋入式桥枕,研发的埋入式桥枕基本轨采用WJ-12型扣件,护轨采用扣板式扣件(专线3448-Ⅱ)。通过型式尺寸优化设计,埋入式桥枕护轨顶面与基本轨顶面高差在正常安装、最大调高和最大调低3种状态下均可满足维修标准的要求。结构设计时,考虑承载能力要求和预应力偏心影响提出了2种结构配筋方案。经理论计算和试验验证,2种方案的承载能力均能够满足运营阶段使用要求,对比方案(丝位上调5 mm,总张拉力200 k N)更有利于生产,尤其对于产品的放张和脱模更加便利,较基准方案中间部分上拱明显减小,因此作为最终方案。设计的埋入式桥枕已应用于蒙华铁路。