钢-GFRP板条-UHPC组合桥面结构开裂及裂缝宽度计算方法研究

为研究钢-GFRP板条-UHPC组合桥面结构的裂缝发展和分布规律,设计3片GFRP-UHPC组合板和2片钢-GFRP板条-UHPC组合梁试件分别进行四点和三点弯曲试验,研究组合板和组合梁试件的破坏形态及机理;分析钢筋配筋率和钢纤维掺量对组合板和组合梁开裂性能的影响;分析现行规范中的最大裂缝宽度计算方法对该组合桥面结构的适用性;基于有滑移-无滑移统一理论,考虑混凝土保护层厚度对平均裂缝间距的影响和混凝土受拉贡献,推导适合钢-GFRP板条-UHPC组合桥面结构的最大裂缝宽度计算公式。结果表明:钢-GFRP板条-UHPC组合梁破坏时钢梁下翼缘发生明显的屈曲变形,裂缝主要分布在组合梁上表面跨中区域,GFRP-UHPC组合板破坏时板端出现相对分离,裂缝主要分布在纯弯段;提高受拉钢筋配筋率能提高组合桥面结构的极限抗弯承载力、抑制UHPC表面裂缝的发展、减小裂缝宽度和平均裂缝间距,而增加钢纤维掺量对组合桥面结构的极限抗弯承载力和抗弯刚度影响较小;采用现行规范计算的组合桥面结构最大裂缝宽度理论值偏小;提出的钢-GFRP板条-UHPC组合桥面结构的最大裂缝宽度计算公式计算值与试验值较吻合,具有较好的适用性。

高强钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法的研究

结合14根配置500MPa钢筋的混凝土梁、12块配置CRB550冷轧带肋钢筋混凝土板的受弯性能试验,对钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度计算方法进行系统的研究。研究结果表明:现行国家混凝土结构设计规范GB 50010—2002裂缝宽度计算值明显大于试验值,不适用于配置高强钢筋的混凝土受弯构件。通过对国内外主要规范公式比较分析研究,并在对裂缝宽度计算方法长达20余年研究工作的基础上,独创性地提出具有概念清晰、计算精度高、简单实用等特点的裂缝宽度计算的新方法。

双面组合连续梁裂缝扩展机理与裂缝宽度研究

钢-混凝土双面组合梁是一种新型组合结构。对3根钢-混凝土双面组合2跨连续梁模型进行加载试验和有限元数值模拟研究,测得上翼缘混凝土板裂缝扩展状况,发现其主要表现为负弯矩区上混凝土板弯曲裂缝;对裂缝扩展规律与机理进行分析探讨,得到裂缝宽度随荷载增加的变化曲线;建立模型梁平面问题的ANSYS分析模型,考虑钢梁与混凝土板、受拉混凝土与钢筋间的界面滑移以及混凝土受拉产生局部损伤直至退出工作的过程,通过测量节点位移的变化得到裂缝宽度,与试验实测结果吻合良好;通过数值计算获得最大裂缝宽度与下混凝土板厚的关系。

湿筛混凝土试件的静、动破坏数值模拟

基于数字图像方法重构生成与真实骨料一致的混凝土骨料模型.混凝土各相材料的本构模型采用混凝土塑性损伤本构模型,考虑材料的应变软化,对湿筛混凝土试件的静、动破坏进行研究.研究结果表明:(a)混凝土的应力-裂缝宽度模型适用于骨料、砂浆和界面等各相材料.(b)随着应变率增加,混凝土的破坏形式明显由单条宏观裂纹向多条裂纹变化.(c)材料惯性对材料破坏荷载有一定影响,当应变率达到60s-1时材料的动力增强因子明显增大,惯性影响不可忽略;当应变率达到80s-1时材料惯性对材料破坏荷载影响较大;当应变率小于207.8s-1时由率效应引起的动力强度增加大于由惯性效应引起的动力强度增加.

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度数学模型

从计算具有混凝土径向裂缝的管道结构位移出发，导出了计算钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度的半解析、半经验的实用数学模型，经与１：１比民真实材料结构模型试验结果相对照，计算值与试验值符合良好。文中还给出算例并讨论了控制裂缝宽度的途径。

基于黏结-滑移效应的钢筋混凝土梁裂缝宽度数值计算

基于黏结-滑移理论对钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的计算进行说明,指出采用数值计算方法进行分析的必要性。在综合考虑钢筋与混凝土间的黏结-滑移效应、裂缝间混凝土拉伸硬化效应以及材料非线性本构关系等问题的基础上,建立钢筋混凝土梁构件裂缝宽度计算的数值模型。以8根HRB500级高强钢筋混凝土梁受弯开裂试验为例,将试验结果、规范公式计算结果以及数值模型预测结果进行对比分析。研究结果表明:试验梁短期最大裂缝宽度的模型预测结果与试验结果较符合,两者比值的均值为1.098,变异系数为0.146 5;而规范公式计算值则普遍大于试验值,需要进行适当修正。取等间距开裂的模型梁进行算例分析,得出平均裂缝宽度预测值与规范公式的计算值较吻合,进一步验证了该数值计算模型是一种有效的、准确的裂缝宽度分析方法。

基于损伤理论的钢筋混凝土结构裂缝分析

依据裂缝开展与受拉损伤演化之间的内在联系,提出了基于损伤变量估计裂缝宽度的基本方法.将模型与损伤本构关系以及非线性有限元方法结合,可以精细地描述钢筋混凝土构件在外力作用下的非线性行为,特别是裂缝开展规律.与试验结果的对比表明,该方法不但具有良好的精度,而且能够描述构件非线性发展全过程中裂缝产生和扩展的规律.基于该方法精细分析混凝土结构中裂缝产生和发展的过程,可以为实际工程的分析和设计提供有力的依据.

基于ANSYS的钢筋混凝土构件裂缝宽度计算方法

以大型通用有限元计算软件ANSYS为平台,建立了荷载作用下钢筋混凝土构件裂缝宽度的一种计算方法。采用ANSYS中的Solid 65单元模拟混凝土,Link 8单元模拟钢筋,三维非线性弹簧单元Combine 39模拟钢筋-混凝土界面的粘结滑移关系,将Houde提出的钢筋-混凝土间的粘结滑移本构模型引入ANSYS中以确定Combine 39弹簧单元的荷载-位移关系式。此外,在现有混凝土裂缝宽度计算方法的基础上,推导出适用于有限元分析的裂缝宽度计算公式,并应用ANSYS软件提供的二次开发工具——参数化编程语言(APDL)编制程序,在ANSYS后处理中实现混凝土构件裂缝宽度的计算功能。算例分析表明,与现有方法相比,该方法能更准确地计算各级荷载作用下钢筋混凝土构件的裂缝宽度。

预裂混凝土氯离子扩散系数计算模型及验证

为探讨水胶比、裂缝宽度、裂缝深度等因素对预裂混凝土内氯离子扩散的综合影响,采用快速氯离子迁移系数法获取多因素影响下的氯离子扩散系数,并考虑水胶比、时间衰减和裂缝等因素,建立了氯离子扩散系数计算模型。结果表明,氯离子扩散系数随水胶比增大而增大,在0.05~0.50mm裂缝宽度范围内与裂缝宽度成正相关,裂缝处氯离子渗透深度与裂缝深度成正比;氯离子扩散系数计算模型拟合结果与试验结果均吻合较好。

聚丙烯纤维混凝土梁裂缝发展的试验研究与模型计算

为探究PP-ECC梁在弯曲荷载作用下的裂缝发展规律,制作了8根PP-ECC梁和2根RC梁,首先通过四点弯曲加载研究了其裂缝发展形态、裂缝宽度和延伸高度,并与RC梁进行对比;然后,在考虑梁构件受弯时ECC的抗拉能力的基础上,基于粘结滑移理论和平截面假定建立了裂缝平均间距模型、裂缝最大宽度模型及裂缝最大延伸高度模型,并通过模型计算结果与试验结果的对比对各模型的合理性和准确性进行了验证。结果表明:PP-ECC梁在单轴拉伸时具有明显的应变-硬化特性,呈现多条微裂缝发展的破坏模式;PP-ECC梁在弯曲荷载下的裂缝数量显著多于RC梁,且裂缝发展贯穿整个试验过程;PP-ECC梁主裂缝宽度和延伸高度均小于RC梁,且随荷载增加而呈现较均匀的发展状态;基于粘结滑移理论建立的PP-ECC梁裂缝平均间距模型的精度系数在0.95~1.05之间,裂缝最大宽度模型的精度系数在0.85~1.2之间,基于平截面假定建立的裂缝最大延伸高度模型的精度系数在0.95~1.1之间。

钢纤维混凝土裂缝宽度计算方法综述

为准确计算钢纤维混凝土梁的裂缝宽度,设计2组6根不同配筋率的混凝土梁试验方案。基于试验裂缝宽度数据以及对国标、德标和国际规范Model Code的理论研究,分析得出以下结论:Model Code计算的裂缝间距最大,不同配筋方案对国标裂缝间距的影响不明显,对德标的影响最大。对比钢筋混凝土应变差,国标计算结果最大,Model Code的计算结果最小。外荷载及不同配筋方案均对于国标应变差影响最大。比较3种规范的裂缝计算误差率,可知Model Code计算结果相对精确,国标与德标误差均比较大。另外,国标钢纤维折减系数明显偏大,对裂缝宽度计算比较保守,而德标系数偏小,导致裂缝宽度计算结果偏小。目前,针对国标裂缝宽度计算参数的研究不足,建议进行更深入的试验研究。

钢筋混凝土简支梁裂缝宽度相似率计算公式探讨

通过6组18根不同比尺的钢筋混凝土简支梁的模型试验,对不同比尺、不同钢筋根数及不同钢筋型式的模型之间的裂缝相似规律进行了探讨,并在分析裂缝宽度相似率的各个主要影响因素的基础上,推导了裂缝宽度相似率的一般计算公式。试验结果表明,在使用荷载下,钢筋混凝土简支梁的裂缝相似率并不等于几何相似比λ。当钢筋根数及型式相同时,不同模型比尺下的钢筋混凝土简支梁的裂缝宽度相似率约等于模型几何相似比的平方根λ;当钢筋根数及型式不同时,裂缝宽度的相似率近似与模型几何相似比的平方根λ^(1/2)成正比,但同时还要考虑钢筋根数与钢筋表面形状对裂缝宽度相似率的影响。上述研究成果对于合理地利用钢筋混凝土结构模型试验的结果来预测和评判原型结构的裂缝开展情况,以及今后建立更为合理的裂缝宽度计算公式,均具有重要的理论意义和实用价值,可供工程实践应用参考。

混凝土劈裂抗拉强度与轴心抗拉强度关系研究

国内外学者对混凝土劈拉与轴拉强度的强度关系的研究结论并不一致,为更好地研究两者强度关系,基于黏聚裂纹模型理论,进行了的圆柱体试件尺寸为150 mm×300 mm,垫条宽度变化范围为5～20 mm共8个级别的劈拉试验和尺寸为100 mm×100 mm×550 mm的棱柱体轴拉试验。建立了劈拉强度和直拉强度关系比fts/ft与圆柱体试件直径和特征长度比D/Lch的回归方程,并给出了公式中参数的取值,对大体积混凝土结构的设计及检测有一定的参考价值。

钢筋混凝土梁裂缝相似性与计算方法

结合结构仿真模型试验相似理论,依据裂缝宽度计算理论与试验数据统计分析,分别推导出钢筋混凝土梁平均裂缝间距与最大裂缝宽度的相似比计算公式。通过二组二维相似及1组3维相似的钢筋混凝土原型梁与模型梁实测平均裂缝间距与最大裂缝宽度的对比试验,研究了本文计算方法的适用性。实现了由模型钢筋混凝土梁的裂缝分布和宽度反演到原型梁的目的,为钢筋混凝土变态仿真模型试验设计提供了科研依据。

唇裂硬腭一期修复对完全性腭裂手术及牙弓发育的影响

目的:观察单侧完全性唇腭裂患儿唇裂硬腭一期修复对腭裂修复手术及患儿牙弓发育的影响。方法:40例年龄为3~6月龄的单侧完全性唇腭裂患儿,随机分为两组。观察组:行唇裂及硬腭一期修复;对照组:仅行唇裂修复。然后两组患儿均在1岁半时行腭裂修复。两次手术时分别取两组患儿上牙颌模型,测量上腭裂隙的宽度变化并进行比较;腭裂修复术时,对比两组患儿出血量的多少以及所作松弛切口的差异性,对两组牙颌模型进行牙弓的长、宽测量并做比较。结果:通过对牙颌模型的测量,发现在腭裂手术时观察组腭裂隙缩窄更明显,较对照组有显著性差异,具有统计学意义(P<0.05);腭裂手术时,观察组较对照组所作松弛切口更少,平均出血量也更少,均有显著性差异(P<0.05);1岁半时,两组患儿牙弓发育无明显差异(P>0.05)。结论:单侧完全性唇腭裂患儿唇裂及硬腭一期修复可使上腭裂隙缩窄更明显,腭裂修复时所作松弛切口更少,减少了术后上腭骨面裸露面积,减轻了对患儿上颌骨生长的抑制作用,有利于患儿恢复;早期犁骨瓣关闭硬腭短期内对牙弓发育无明显影响。

疲劳荷载作用下部分预应力混凝土梁裂缝宽度计算模型

为了模拟部分预应力混凝土(partially prestressed concrete,PPC)梁疲劳裂缝扩展过程,建立在疲劳荷载作用下PPC梁裂缝宽度数值计算模型。首先,以静载黏结应力-滑移关系为基础,提出非预应力钢筋疲劳黏结应力-滑移关系;然后给出疲劳荷载作用下开裂截面非预应力钢筋应力计算方法,重点考虑不同类型受拉钢筋之间的应力重分布、累计残余应变(混凝土和非预应力钢筋)及受拉钢筋面积损伤的影响。最后,基于黏结-滑移理论,建立疲劳裂缝宽度计算模型,并利用2组(H1和H2组)PPC梁疲劳试验对其进行验证。研究结果表明:裂缝宽度计算值与试验结果吻合较好,同时对于低配筋率的H1组试验梁而言,利用该模型得到的裂缝宽度相对保守,因此,适于PPC构件的抗疲劳设计及验算参考使用。

SRC中钢骨锈蚀率与混凝土锈胀裂缝宽度的计算

随着服役时间的增长,钢骨锈蚀产生锈胀力将导致混凝土保护层开裂,影响钢骨混凝土结构的耐久性。应用金属腐蚀学理论和弹性力学的方法建立了钢骨锈蚀率的计算公式,并结合混凝土断裂力学中的虚拟裂缝模型方法,得到裂缝间传递应力与裂缝宽度的关系,并对钢骨锈蚀率和裂缝宽度进行了算例分析。分析结果表明,钢骨锈蚀率随着时间和混凝土锈胀裂缝宽度的增加而增长,随着混凝土保护层厚度、混凝土强度等级和钢骨下翼缘的尺寸增加而减小。

建筑裂缝大数据处理平台架构

建筑裂缝影响建筑物的安全和美观,裂缝变化过程中会产生大量数据,将大数据应用到建筑裂缝中是技术发展的需要。若国家建立建筑数据平台,存储试验、工程和事故的大数据,通过输入数据条件可直接输出构件的最佳设计结果。结合结构构件的传统公式及设计方法,构建建筑裂缝大数据平台,建设建筑裂缝数据中心,运用大数据随机森林和GDBT算法估测出最佳建筑构件的设计,对建筑裂缝进行分析和预测并提出裂缝处理的解决方案。

弯曲荷载作用下PP-ECC梁裂缝发展规律试验研究

本文通过四点弯曲试验,研究PP-ECC梁在弯曲荷载作用下的裂缝发展规律,并与RC梁进行对比.研究结果表明:新裂缝的产生几乎贯穿了PP-ECC梁的整个加载阶段,并且在极限阶段呈现出多条主裂缝共同发展的破坏状态,同时,裂缝的发展模式以及发展形态也更为多元化.而RC梁表面不再有新裂缝产生,在加载后期则会出现单条较为明显的主裂缝;相同配筋率下,PP-ECC梁破坏时产生的裂缝数量远高于RC梁,裂缝数量增长率分别为420%和780%,并且随着配筋率的提高,RC梁与PP-ECC梁受拉区产生的裂缝数量逐渐减小;RC梁受拉区底部裂缝的延伸率达到了100%,而PP-ECC梁底部受拉区裂缝的延伸率则随着配筋率的提高而逐渐提高,平均延伸率为66.83%,远低于RC梁,较低的裂缝延伸率说明了PP-ECC梁具备比RC梁更好的受拉区裂缝控制能力.PP-ECC梁的最大裂缝宽度远小于RC梁,其最大裂缝宽度分别为RC梁试件的35.3%和38.5%,主裂缝的宽度随着加载级别的提升而呈现出近线性发展规律,PP-ECC梁的主裂缝的发展更为均匀稳定,并且随着配筋率的提高,RC梁与PPECC梁的最大裂缝宽度不断增大;PP-ECC梁裂缝最大延伸高度小于相同配筋率下RC梁的裂缝最大延伸高度,同时,加载过程中,PP-ECC梁的主裂缝宽度和裂缝数量发展以及主裂缝延伸高度和开裂宽度发展均体现出较高的一致性和同步性.

混凝土结构钢筋锈蚀率BP神经网络预测模型

文章基于对钢筋锈蚀率与锈胀裂缝关系的分析,建立了根据锈胀裂缝宽度预测钢筋锈蚀率的BP神经网络模型,并将该模型的预测结果与采用线性拟合法预测的结果进行了比较。结果表明:用BP神经网络模型可以较准确、简便、快速地预测钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀率。