装配式混凝土剪力墙水平拼缝U型闭合筋连接抗震性能试验研究

为综合评价水平拼缝U型闭合筋连接的装配式混凝土剪力墙抗震性能,对其足尺试件进行了低周反复荷载试验并与现浇试件对比.试验结果表明:对于破坏形态,U型闭合筋连接试件与现浇试件基本相同;由于水平拼缝的存在,U型闭合筋连接试件的受力全过程的表现形式与现浇试件不相同;两者滞回曲线均较饱满,骨架曲线走势基本一致,耗能能力接近;两者极限位移角分别为1/46和1/49,位移延性系数均为4,满足延性要求;U型闭合筋试件较现浇试件初期刚度、开裂荷载有所降低,但峰值荷载承载能力提高.装配式混凝土剪力墙结构水平拼缝采用合理构造可以达到与现浇结构相当的承载能力、延性以及抗震耗能能力.

装配式剪力墙结构中U型套箍钢筋连接的锚固性能研究

装配式剪力墙结构是一种顺应我国住宅产业化要求的结构形式,由于其低碳、节能和环保的特点,目前已经得到越来越多的重视和应用。针对装配式剪力墙结构中预制墙体的钢筋连接,提出一种新型的钢筋连接方法,即U型套箍钢筋连接,基于试验工作和数值模拟研究U型套箍钢筋连接中U型钢筋锚固性能,包括锚固试件的荷载-位移曲线、破坏形态、混凝土开裂行为、钢筋变形行为及钢筋混凝土黏结性能。研究结果表明:U型钢筋的埋深直接影响锚固试件的破坏形态,U型钢筋深埋时时,试件延性良好,性能可靠。

织物增强混凝土(TRC)永久模板叠合混凝土结构U形梁模的研制

提出一种采用TRC薄板(织物增强混凝土textile reinforced concrete)作为永久模板叠合RC结构体系,在预制TRC永久模板中浇筑混凝土,两者共同组成结构构件。TRC永久模板具有抗裂性、高延性和良好的耐久性,既起到模板的作用,又作为结构的一部分参加共同工作,有利于保护钢筋,提高结构构件的耐久性和有效的承载力、延性,节约大量的施工模板。进行了U形TRC永久梁模的研制,设计了U形梁模的制作模板和部分主筋的定位方法,并进行了U形梁模的制作。初步试验结果表明该技术的可行性。

预制拼装桥面板UHPC湿接缝抗弯性能分析

为优化预制装配式桥面板超高性能混凝土(UHPC)湿接缝构造,开展弯矩作用下的预制拼装桥面板UHPC湿接缝抗弯性能分析。采用内聚力模型模拟接缝界面,在与试验结果对比验证的基础上,对不同湿接缝宽度、不同湿接缝界面形式、不同配筋率的桥面板有限元模型进行了参数化分析。研究结果表明:UHPC湿接缝宽度可减小到15 cm;建议采用楔形或菱形接缝界面形式;湿接缝内最大配筋率应不超过2.6%。

U型预应力混凝土支护板桩承载力计算方法

采用I字形截面构件水平承载力计算方法计算U型预应力混凝土支护板桩水平承载力,其中U型计算截面运用截面等效法简化为I字形截面,预应力计算按照预应力混凝土结构构件预应力损失法。该计算方法简单快捷,计算结果与现有U型预应力混凝土板桩承载力试验数据吻合较好,可靠性较高。

温度荷载对大型U形预应力渡槽的影响研究

U型渡槽由于自重较轻,在施工上相对于矩形渡槽有较大的优势,因此在南水北调工程中具有较大的运用前景,而温度荷载是大型渡槽的重要荷载之一,由于其计算较为复杂,目前对大型渡槽的研究较少。采用三维有限元方法分析了重力荷载作用下的大型U形渡槽的受力特点,给出了相应的预应力钢筋布置方案,并通过瞬态有限元方法计算了夏季日照与冬季寒潮两种最不利工况下的渡槽应力值,并分析了温度荷载对大型U形预应力渡槽的影响。

重力式U型斜交桥台的开裂与加固的非线性有限元模拟分析

随着我国交通事业的迅猛发展,在桥梁建设中,大体积的重力式U型斜交桥台经常被采用,而很多桥台在施工中或投入使用后不久便出现开裂现象.经调查发现,裂缝大多出现在前墙与长侧墙交汇处附近,因此,探究造成桥台开裂的主要原因及采取何种加固改进措施,已经成为亟需解决的问题.笔者引入非线性有限元理论,土体按服从DP屈服准则的弹塑性材料处理,土体与混凝土之间采用接触分析,通过对各种尺寸的桥台进行的仿真模拟得出结论:台后土压力是导致桥台开裂的主要原因.然后,拟采用钢筋混凝土圈梁法对桥台进行加固,达到了很好的效果.

高应力煤巷结构增强型U型钢棚支护技术研究

针对鹤壁二矿回采巷道普通U36型钢支架难以维持巷道稳定的现状,采用理论和数值模拟方法研究了支护方案和5种结构增强型U型钢支架支护方案对半圆拱形巷道的控制效果,确定了相应的支护参数.现场应用结果证明,采用横梁和两侧纵撑的增强性U型钢棚支护方案,能够提高支架的整体承载能力和有效地控制巷道的变形.此方案对于推广U型钢支架在高应力巷道中的应用具有重要的意义.

预制桥面板UHPC-U形钢筋湿接缝受力性能试验研究

针对目前装配式组合梁桥预制桥面板湿接缝宽度大、现浇量大的劣势,提出宽度较小的UHPC-U形钢筋接缝。为检验该接缝的力学性能,设计制作3个桥面板试件(JF-1,混凝土整板试件;JF-2,30cm宽UHPC-U形钢筋接缝试件;JF-3,60cm宽普通混凝土-U形钢筋接缝试件)进行静力弯曲试验,对比其极限承载力、抗裂性能及抗弯刚度。结果表明:3个试件的抗弯承载力相近,破坏形态均为剪跨区的弯剪破坏,湿接缝不会削弱桥面板的抗弯承载力;UHPC能显著提高湿接缝的抗裂性能;各试件的荷载～位移曲线基本相同,抗弯刚度基本一致,接缝对试件的抗弯刚度影响较小;试件JF-2、JF-3具有同等的抗弯强度及刚度,可以将UHPC作为湿接缝浇筑材料来减小接缝宽度。

损伤钢筋混凝土U形梁的非线性动力特性识别研究

为研究钢筋混凝土U形梁非线性动力特性与其损伤程度之间的关系,本文对一根1∶10缩尺比例的简支钢筋混凝土U形梁进行了静动测试验。通过静力加载对梁造成不同程度的损伤,在各级损伤加载条件下,对U形梁进行动测试验,采集加速度-时间信号,通过滤波和EMD分解出各状态下的一阶、三阶频率信号,用Hilbert变换识别出各状态下的一阶和三阶振幅-时间曲线和频率-时间曲线,最终得到频率-振幅图和归一化频率-振幅对比图。通过分析得到钢筋混凝土U形梁的非线性动力特性与其损伤程度之间的关系,以及对于完整性要求很高的结构可以利用其非线性振动特性来进行损伤检测,而对于一般的U形梁或其他结构单独使用非线性振动特性来进行损伤识别是不可靠的,可将其作为一种手段预警结构损伤并与其他检测方法结合使用的结论。

负弯矩作用下钢筋混凝土U型叠合梁受力性能研究

针对一种由预制U型梁、预制板和现浇板组成的新型钢筋混凝土叠合梁,开展了负弯矩作用下钢筋混凝土U型叠合梁与现浇对比梁的足尺模型试验,对其破坏形态、截面承载力、位移延性和滑移等进行了较为系统的研究。研究表明:负弯矩作用下叠合梁和现浇梁均发生了受弯破坏;达到峰值荷载时叠合梁中预制板与现浇层之间、预制梁与预制板之间和预制梁与现浇层之间的最大滑移值均不大于0.5 mm;叠合梁的负弯矩截面抗弯承载力较现浇梁约低1%;叠合梁的位移延性系数为8.16,较现浇梁的位移延性系数高17%。本文研究成果可为这种新型钢筋混凝土U型叠合梁的工程应用提供技术依据和参考。

松散煤层巷道U型钢支架补强技术分析

为解决松散煤层巷道支护难题,以淮北矿业集团涡北煤矿8100机巷为研究对象,对未补强和采用双排锚杆补强技术的U型钢支架承载能力进行理论的结构力学分析,得到了未补强和采用补强措施后的U型钢支架的内外边缘应力。研究表明:采用补强措施的U型钢支架的内外边缘应力显著降低,支护效果明显增强。

托盘式U型路基结构机理研究

基于高速铁路路基工后沉降变形控制标准高,常规路基占用耕地多,基底面积大,地基处理费用较高等情况,研究一种技术可行、经济合理、具有很好的强度、稳定性和耐久性及控制路基变形的能力的托盘式U型新型路基结构,使其有效控制深厚压缩层地基路基变形,减少路基处理费用和路基工程的占地量,为路基工程结构的设计提供一种全新设计理念。

U型桥台常见病害机理与加固技术研究

U型桥台作为经典的桥台结构形式,在桥梁设计中运用十分广泛。在桥梁运营过程中,U型桥台由于受力形式复杂,容易出现各种病害。根据大量的现场调查,U型桥台的常见病害具有共性。本文在归纳U型桥台主要病害类型的基础上,深入分析U型桥台病害机理,提出U型桥台加固方法。运用ANSYS有限元软件的非线性分析功能,建立加固前后桥台的三维空间实体模型,通过不同高度和宽度的桥台受力分析,对比研究加固前后U型桥台的应力和位移情况,从而对各种加固方法的加固效应加以评估。研究表明:土压力等荷载作用下导致的台身主拉应力偏大,尤其是前墙与侧墙交汇处,是桥台台身开裂的主要内因,因地制宜采用合适的加固方式可有效防止桥台开裂。

合肥市U型钢筋混凝土地道桥的静载分析

U型钢筋混凝土地道桥的受力计算比较复杂,涉及到挡土墙土压力计算的水土分算和水土合算,本文通过大型有限元软件ANSYS,建立U型钢筋混凝土地道桥的有限元模型和力学模型,对其进行三维有限元荷载应力分析。

U型薄壁RC受扭构件非线性分析模型及应用

为实现混凝土U型薄壁受扭构件的非线性力学性能分析,本文基于Vlasov开口薄壁结构弹性理论、变角空间桁架模型和微分方程数值解法,提出了钢筋混凝土U型薄壁构件受扭非线性分析模型.针对开口薄壁受扭构件同时存在自由扭转和翘曲扭转的特点,分别推导了U型薄壁截面自由扭转和翘曲扭转非线性刚度分析模型,进而建立了开口薄壁构件受扭非线性分析模型.所提出的受扭非线性分析模型同时考虑了混凝土和钢筋的材料非线性特性、开口薄壁构件的几何非线性特性和自由扭转与翘曲扭转的耦合效应.利用所提出的受扭非线性分析模型编制相应的分析程序,并对5个U型薄壁钢筋混凝土构件进行受扭全过程分析,分析结果与5个U型薄壁钢筋混凝土受扭构件的试验结果均吻合较好,从而验证了所提出的U型薄壁钢筋混凝土构件受扭非线性分析模型的正确性.所提出的受扭非线性分析模型具有计算简单和分析精度较高的特点,可进行混凝土U型薄壁桥梁受扭非线性分析并为该类桥梁的工程设计提供参考.

某公路U型桥台病害原因分析及加固设计

采用ANSYS软件建立了桥台三维有限元模型,研究了裂缝成因及加固措施,结果表明:桥台在设计荷载作用下的受力状态良好,强度满足要求,通过采取桥台填料换填、注浆以及桥台前墙加固,并改造路面搭板等措施,达到了预期的加固效果。

不同围岩条件下U型钢支架关键加固位置的研究

基于普氏压力拱理论和力法原理,提出巷道支护中U型钢支架的力学模型,研究了U型钢支架的承载特性和加固技术,分析了U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角之间的关系。研究结果表明:U型钢支架横截面的弯矩主要与巷道围岩的垂直压力、水平压力、巷道断面尺寸、弹性模量、岩体重力密度、冒落拱底宽、岩石抗压强度和坚固性系数等因素有关;U型钢支架关键加固位置与岩石内摩擦角、冒落拱底宽有关;U型钢支架拱梁关键加固位置介于65°~71°之间,随着岩石内摩擦角的增大,拱梁关键加固位置距拱顶变远;U型钢支架腿柱关键加固位置在0~1.01 m内,腿柱关键加固位置随着岩石内摩擦角的增大而逐渐下移。

软岩硐室U型钢支护结构稳定性分析及加固措施研究

根据张集矿第二副井主排水泵房的围岩物理性质,对其存在的软岩硐室进行U型钢支护设计。利用ANSYS有限元分析软件建立U型钢模型,对其进行稳定性分析,绘制其应力图、位移图和弯矩图。结果显示,其应力主要集中在拱脚和两帮处,最大位移发生在拱顶处,为372.783mm;最大弯矩位于巷道两帮,为162kN·m,弯矩分布沿两帮竖直方向向下呈线性增大。根据分析结果提出加固措施,即在U型钢凹槽上每隔500mm焊接补强板,同时在其凹槽内填充混凝土提高支护刚度,通过60d围岩收敛量监测,证明加固措施取得了良好的效果。

锚焊U形钢板加固钢筋混凝土梁的抗弯性能研究

设计了3根锚焊U形钢板加固的混凝土梁试件,并进行了四点弯曲加载试验,获得试件的破坏形态、荷载-挠度曲线、钢板和混凝土界面滑移情况以及各材料在加载过程中的应变发展情况,分析了加固梁的受力模式。采用有限元软件ABAQUS分析配筋率、抗剪螺栓间距、抗屈曲螺栓数量和钢板厚度对加固梁性能的影响特征和变化规律。试验结果表明,锚焊U形钢板加固混凝土梁的破坏模式属于延性的弯曲破坏,且整体性良好。有限元分析结果表明,配筋率越高的构件,加固效果越差;增加翼缘抗剪螺栓间距、梁底抗剪螺栓间距和腹板抗屈曲螺栓数量可以限制钢板的滑移和屈曲失稳,一定范围内能增加梁的极限承载力;加固钢板越厚,加固梁的刚度和承载力越大,并且钢板厚度的不同对梁的屈服变形和极限变形均有一定的影响。