The Effects of Using a Specially Designed Stirrup on Kinetic Energy Absorption by the Knee Joint of 12 Show Jumping/Eventing Riders

The use of Winderen Knee Protection Solution stirrups compared to standard iron stirrups, reveals the following benefits: 1) A reduction of stress or strain time in the order of 14 seconds per minute of activity whilst walking and 5 - 7 seconds less whilst trotting or cantering for muscles around the knee. 2) A reduction of stress or strain time in the order of 25 seconds per minute of activity whilst walking and 9 - 10 seconds less whilst trotting or cantering for ligaments around the knee. 3) A significant improvement in the E-score (less time exposed to stress and shock) and ST-score (lower force around the knee) whilst walking. 4) A considerable improvement in rider comfort and feeling of leg stability (self-assessment) compared with the owners current stirrups, whilst riding.

Performance of Cross-Shaped Concrete Columns Confined by Stirrups

The stress-strain curves of confined concrete were obtained based on tests of seven cross-shaped columns confined by stirrups under axial load. The experiment results showed that the strength and deformation of confined concrete can be enhanced effectively by stirrups for cross-shaped columns. Compared with the non-confined concrete, when the stirrup characteristic value is in the range of 0.046-0.230, the confined concrete compressive strengths has an increase of 8%-43%, and the strain corresponding to the peak stress of confined concrete has an increase of 25%-195%. According to the test results, the effects of stirrup characteristic and stirrup spacing on the compressive strength and strain of confined concrete were analysed. It is shown that the compressive strength of confined concrete has a linear relationship with the product of stirrup characteristic value and stirrup effective restraint coefficient, and the strain corresponding to the peak stress of confined concrete has a nonlinear relationship with the product of stirrup characteristic value and stirrup effective restraint coefficient. The stress-strain curve equation of confined concrete was proposed for cross-shaped columns, and the calculated curves are in good agreement with the experimental curves.

Effects of Stirrups on Steel Corrosion and Expansion in Concrete

Steel corrosion is the main occasion for durability degradation of concrete structures. For existing corrosion-expansion models of reinforcement, effects of stirrups were not considered, thus, they cannot entirely reflect the actual corrosion and expansion states. Based on uniform corrosion hypothesis and current models, a corrosion-expansion model for steel in concrete members is presented, which considered the effects of stirrups. Verification result of the model by test data indicates its full significance in structural inspection and life evaluation fields.

Seismic Performance of High-Strength Short Concrete Column with High-Strength Stirrups Constraints

The seismic performance of four short concrete columns was investigated under low cycle and repeated loads, including the failure characteristics, hysteretic behavior, rigidity degeneracy and steel-bar stress. The influences of reinforcement strength, stirrup ratio and shear span ratio were also compared. Test results reveal that the restriction effect of stirrups can improve the peak stress, so the bearing capacity of specimen can be improved; for the high-strength short concrete column with high-strength stirrups, it was more reasonable to use ultimate displacement angle to reflect the ductility of the specimen, and the yield strength of high-strength stirrups should be devalued when calculating the stirrup characteristic value; the seismic performance of short column would be improved with the increase of volume–stirrup ratio and shear span ratio; the high-strength stirrups and high-strength longitudinal reinforcements did not yield when the load acting on the specimen reached the peak value, which brought adequate safety stock to these short columns. © 2017, Tianjin University and Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

双面叠合装配式管廊侧墙面外抗震性能试验

为研究采用螺旋箍筋套筒底节点连接的预制双面叠合式管廊侧墙在面外荷载作用下的受力变形性能,对2个采用该节点连接的足尺侧墙试件进行了不同轴压比下低周往复加载试验,并与对应2个现浇试件作对比,初步揭示了螺旋箍筋套筒底节点和竖向轴压比对管廊侧墙面外抗震受力变形性能的影响。试验结果表明:两种试件滞回曲线均较为饱满,具有良好的抗震耗能能力,满足装配式结构抗震变形设计要求;叠合装配试件上部区域剪切变形均高于现浇试件,且裂缝遍布整个墙体高度范围,具有良好的面外变形能力。

亚欧传播链上中国古代马球的器材与打法考论

马球运动是一项由人、马、球杆、球等要素组合起来的复杂竞技运动,自公元7世纪开始在亚欧大陆广大区域流行。考证分析中国历史文献和考古出土文物,并对比古代波斯、朝鲜、日本等国的文献、文物资料,在亚欧传播链上考察中国古代马球器材和打法的历史演变。认为:马球比赛中对阻挡“球路”的规则限制是自唐代以来马球竞赛和谐进行的核心条款,其最大限度地避免了双方马匹迎头相撞的伤亡事件,在中国古代出土壁画中也呈现出马头朝向同一方向的竞赛场景;马球能够在亚洲多地流行得益于公元5世纪马镫技术的发明,马镫使“人马合一”,能够完成马球运动所需要的各种高难度技术动作;唐代已降至明代,马球的球杆迭次发生标志性变化,折射出亚洲各地马球运动发展的“同”与“异”,充分说明古代马球运动的跨文化交互影响。

锈蚀钢筋混凝土黏结滑移本构模型及数值模拟应用

为研究纵筋与箍筋共同锈蚀对钢筋混凝土黏结性能的影响,采用电渗—恒电流—干湿循环的加速锈蚀方法对25个钢筋混凝土(RC)试件进行锈蚀,进而对其进行拉拔试验,研究了纵筋锈蚀、箍筋锈蚀、保护层厚度和箍筋间距等参数对黏结性能的影响规律。分析了锈蚀对混凝土与钢筋界面间黏结力的影响,将黏结性能退化归因于材料性能退化和约束效应退化,基于试验数据,建立并验证了一个考虑设计参数、纵筋及箍筋共同锈蚀的修正黏结滑移本构模型。结合所提本构模型及微元算法建立了锈蚀纵筋应力-滑移模型,基于OpenSees平台,将所建模型应用于零长度截面单元中,通过串联纤维梁柱单元与零长度截面单元建立了考虑黏结滑移变形的锈蚀RC构件数值模型,根据锈蚀RC柱拟静力试验数据对该模型的准确性进行验证,并采用仅考虑锈蚀损伤的纤维模型进行辅助验证。结果表明:混凝土与钢筋界面间黏结力随锈蚀程度的增加呈先上升后下降的趋势,增加保护层厚度可略微增加黏结强度,而箍筋加密对黏结强度提升明显;与纤维模型相比,所建锈蚀RC纤维模型承载力、累计耗能和极限位移误差分别降低12.8%、23.5%和14.2%,表明所建模型可合理计算钢筋滑移的贡献且准确预测锈蚀RC柱地震整体响应。

基于数据库的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法

玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验主要研究弯折半径与直径之比对弯拉强度的影响,直线段抗拉强度对弯拉强度的影响研究较少。本文基于ACI 440.3R-12中B.5试验方法,开展3组(9个弯拉试件)不同直线段抗拉强度的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验研究。3组试件直线段抗拉强度分别为530(A组)、850(B组)和1100 MPa(C组),弯折半径与箍筋直径之比均为3。试验结果表明:所有试件均发生玻璃纤维增强复合材料箍筋弯折段被拉断的破坏模式;A、B、C组试件弯拉强度分别为325、445和530 MPa。本文系统收集了国内外已有93个弯拉试件,并结合本文9个弯拉试件建立了玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度试验数据库。基于数据库统计分析,提出了保证率不小于95%的玻璃纤维增强复合材料箍筋弯拉强度计算方法。

薄壁拉筋矩形钢管混凝土墩柱抗震性能研究

相比圆钢管混凝土墩柱,矩形钢管混凝土墩柱的惯性矩大、稳定性强,但其对填充混凝土的约束较差。为探究端部拉筋和加载方向对矩形钢管混凝土墩柱抗震性能的影响,开展2根方形和2根矩形钢管混凝土墩柱的拟静力试验,分析比较端部拉筋以及加载方向对桥墩的刚度、承载力、耗能、刚度退化以及残余变形的影响规律。并采用ABAQUS有限元软件建立拉筋钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型,有限元模型中混凝土单元引入裂缝,钢材引入韧性损伤以考虑更准确的拉筋钢管混凝土桥墩的抗震性能退化规律。研究结果表明:与传统钢管混凝土桥墩相比,端部拉筋约束钢管混凝土墩柱的屈服荷载、水平峰值荷载、累计耗能和弹性刚度分别提高49.3%、42.8%、24.1%和15.1%,抗震性能优于传统钢管混凝土桥墩。与弱轴加载相比,强轴加载时桥墩的屈服荷载、峰值荷载累积耗能和弹性刚度分别提高了45.1%、44.9%、51.7%和7.1%,表明强轴加载时更易发挥抗震性能。采用有限元软件建立的钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型与试验结果吻合良好,反映了循环荷载下拉筋钢管混凝土桥墩的塑性大变形阶段承载力退化现象和滞回曲线“捏拢”效应。有限元模型计算的裂缝高度位置与试验结果基本一致。研究结果可为进一步优化钢管混凝土墩柱的设计提供参考。

锈蚀箍筋矩形柱轴压承载力试验及理论研究

为探究箍筋锈蚀对钢筋混凝土矩形柱轴压性能的影响,以截面形状、箍筋布置、体积配箍率、锈蚀程度为变化参数,设计了27个钢筋混凝土矩形柱试件,并采用全浸泡电化学加速锈蚀法对其中的18个试件进行加速锈蚀。通过轴压试验研究了试件的破坏形态及各参数对其力-位移曲线的影响。结果表明:随着箍筋锈蚀率的增加,试件的初始刚度、极限承载力及延性均有所降低。试件的配箍率越低,其极限承载力降幅越显著。而后,基于锈蚀箍筋约束混凝土峰值应力、纵筋压屈模态下剩余承载力及保护层锈胀剩余承载力模型,建立了锈蚀箍筋约束混凝土矩形柱的极限承载力计算模型。通过预测值与试验值的对比,验证了模型的准确性与适用性。该模型可为锈蚀钢筋混凝土结构的剩余承载力的计算及安全评估提供指导。

考虑箍筋约束的630MPa高强钢筋抗压强度发挥水平研究

在高强钢筋混凝土大偏心受压构件设计计算中纵筋抗压强度发挥水平会影响其抗压强度取值,而现行《混凝土结构设计规范》尚未对此做出明确规定。基于现行规范对630 MPa级高强钢筋混凝土大偏心受压柱的受压纵筋强度发挥水平进行了理论分析;同时设计制作了8个630 MPa级高强钢筋混凝土大偏心受压柱试件,开展单调等偏心距加载试验测得混凝土构件表面应变和高强纵筋应变,研究高强钢筋混凝土大偏心受压构件中受压纵筋实际强度发挥水平;对比分析理论计算结果与试验研究结果的差异及其产生原因,最终提出了采用箍筋约束混凝土本构模型分析高强钢筋混凝土大偏心受压柱受压纵筋强度发挥水平的新思路。研究结果表明:高强受压纵筋在试验中均发生屈服,抗压强度能够充分发挥;构件受压区应变分布仍符合平截面假定,现行规范公式的形式仍满足要求,但混凝土极限压应变的规范取值偏小导致理论计算得到的高强受压纵筋抗压强度发挥水平低;引入箍筋约束混凝土本构模型可较好地反映混凝土大偏心受压构件中高强受压纵筋抗压强度实际发挥水平,基于MANDER模型的高强受压纵筋应变计算值与试验实测值比值的平均值为1.044,标准差为0.148,变异系数为0.142,精度最高、预测结果最优。研究将为高强钢筋纳入现行规范理论分析体系,加快高强钢筋大规模推广应用提供参考和依据。

FRP箍筋强度保留率分布模型与可靠性分析

基于文献数据,采用假设检验法,开展纤维增强复合材料(FRP)箍筋强度保留率分布规律研究.通过Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验对比了Weibull分布、正态分布及对数正态分布这3种模型对FRP箍筋强度保留率的拟合优度.结果表明:当FRP箍筋弯折半径(R)与箍筋直径(D)之比(R/D)在常规范围内(3~5)时,对数正态分布为最优分布模型,据此得到95%和50%保证率下FRP箍筋强度保留率分别不小于32.46%和43.79%;中国、美国、日本和加拿大四国规范保留率预测公式计算结果的保证率仅为24.1%~40.3%,偏于不安全.根据中国FRP纵筋与箍筋的强度保证率要求,当R/D=3、4、5时玻璃纤维增强复合材料(GFRP)箍筋强度保留率不小于38.86%、35.68%、46.09%.

配FRP矩形箍混凝土梁的受剪承载力研究现状

钢筋在恶劣环境中极易发生腐蚀,导致混凝土构件的力学性能退化,而采用纤维增强复合材料(FRP)箍代替钢筋能有效规避这个问题。但FRP箍较低的弹性模量使得梁易产生脆性的剪切破坏,同时其各向异性的特点使得FRP箍筋的弯折强度大大低于直线段强度,导致配FRP矩形箍混凝土梁的受剪承载力低于钢筋混凝土梁。近20年来,国内外学者为了探究配FRP矩形箍混凝土梁的实际应用价值,进行了一系列实验研究及理论推导,提出了受剪承载力以及FRP箍筋弯拉强度的计算方法。本文全面总结了上述有关研究成果,并对今后的研究方向进行了展望,以期为该类结构构件的应用发展提供参考。

锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件恢复力模型优化

箍筋锈蚀后受其约束的钢筋混凝土构件承载能力、强度、刚度都降低,塑性、延性变差,影响了构件的抗震性能。研究基于恢复力模型,考虑到箍筋锈蚀后约束混凝土应力-应变关系的改变,建立锈蚀箍筋约束混凝土压弯构件的退化三线型恢复力模型,并进行有限元分析。结果表明,按照构建的恢复力模型计算得到的骨架曲线、滞回曲线与试验结果较为接近,由此得出该模型有效。

Fatigue shear performance of concrete beams reinforced with hybrid(glass-fiber-reinforced polymer+steel)rebars and stirrups

Reinforced concrete beams consisting of both steel and glass-fiber-reinforced polymer rebars exhibit excellent strength,serviceability,and durability.However,the fatigue shear performance of such beams is unclear.Therefore,beams with hybrid longitudinal bars and hybrid stirrups were designed,and fatigue shear tests were performed.For specimens that failed by fatigue shear,all the glass-fiber-reinforced polymer stirrups and some steel stirrups fractured at the critical diagonal crack.For the specimen that failed by the static test after 8 million fatigue cycles,the static capacity after fatigue did not significantly decrease compared with the calculated value.The initial fatigue level has a greater influence on the crack development and fatigue life than the fatigue level in the later phase.The fatigue strength of the glass-fiber-reinforced polymer stirrups in the specimens was considerably lower than that of the axial tension tests on the glass-fiber-reinforced polymer bar in air and beam-hinge tests on the glass-fiber-reinforced polymer bar,and the failure modes were different.Glass-fiber-reinforced polymer stirrups were subjected to fatigue tension and shear,and failed owing to shear.

螺旋箍筋约束UHPC加固混凝土柱大偏心受压性能试验研究

设计了4根近似1/2足尺UHPC(超高性能混凝土)加固普通混凝土柱和1根未加固普通混凝土对比柱,进行大偏心受压试验研究,旨在研究方形螺旋箍筋约束UHPC加固方法的有效性,主要研究不同螺旋箍筋间距和加固层是否配置螺旋箍筋对普通钢筋混凝土大偏心受压柱受力性能和变形情况的影响。对试验柱的破坏现象、承载力、侧向挠度、钢筋应变以及混凝土压应变等进行分析。试验结果表明,方形螺旋箍筋约束UHPC加固效果显著,该加固法对构件承载力提高幅度较大,并且能有效提高构件延性;提出螺旋箍筋约束UHPC加固法计算基本假定,推导出螺旋箍筋约束UHPC加固柱的大偏心受压正截面承载力计算公式,承载力计算值与试验值误差较小,研究结果可为此类加固方法工程设计计算提供参考。

内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压力学性能

钢管混凝土作为一种发展前景广阔的结构形式,具有较好的承载力和塑性变形能力。矩形钢管混凝土柱作为其中常见的一种形式,在实际工程中的应用较为广泛。该研究基于矩形钢管混凝土在实际应用中存在的长短边约束不一致和对核心混凝土约束不足两个问题,探究一种新型的矩形钢管混凝土构件,即内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱。为此,对11根内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱、2根内置跑道形箍筋的矩形钢管混凝土柱、2根普通矩形钢管混凝土柱开展了轴压力学性能试验,重点分析了并束距、钢管壁厚、混凝土强度等级、箍筋间距、箍筋直径、内置用钢量等重要参数对内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力和延性的影响规律。结果表明:在总用钢量不变的情况下,将矩形钢管的壁厚减薄,并加工成异形箍筋内置于核心混凝土中,能够有效地提高试件的轴压承载力和延性;内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压过程可以分为4个阶段——弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化段、下降段;相比于普通矩形钢管混凝土柱,内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱有更为饱满的塑性强化段。在试验和参数分析结果的基础上,采用已有的约束混凝土本构模型,推导得到内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式。该研究可为实际工程应用提供科学依据和数据参考。

钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁受剪抗裂性能试验研究

为解决纤维增强聚合物(FRP)配筋混凝土梁的受剪抗裂性能不足和挠度过大等问题,在混凝土中掺入具有优良阻裂特性的钢纤维是一种有效途径。通过8根钢纤维—玻璃纤维增强聚合物(GFRP)箍筋混凝土梁的受剪试验,研究了钢纤维体积率(0.5%、1.0%、1.5%)和剪跨比(1.5、2.0、3.0)对试验梁斜截面抗裂性能的影响。结果表明:钢纤维能够有效抑制GFRP箍筋混凝土梁内部微裂缝的扩展,提高其整体刚度和抗裂性能。当剪跨比为2.0时,钢纤维体积率为1.5%试验梁的开裂剪力相对于未掺纤维对比梁增加了38.4%。随着剪跨比增加,试验梁受剪抗裂性能逐渐降低。基于试验数据和已有研究结果,提出了钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁开裂剪力的建议计算方法,该方法的计算值与试验值吻合良好。

实现地下室外墙止水钢板免焊接的装配式箍筋体系施工技术研究

工业与民用建筑现浇框架-剪力墙结构中,地下室外墙水平施工缝处常规采用连续预埋止水钢板进行防水处理,当其与剪力墙边缘构件或者框架柱交叉时,止水钢板在高度范围内与墙、柱箍筋存在碰撞,无法按照设计要求布设。针对止水钢板与墙、柱箍筋交叉碰撞构造各种传统处理方法存在的不足,创新采用一种装配式箍筋体系实现地下室外墙止水钢板免焊接安装,集免截箍筋、免伤主筋、免钻免焊止水钢板等多功能于一体,替代箍筋穿焊、断筋点焊、外侧补强等传统工艺,防止因箍筋截断导致的现浇构件受力性能降低,消除因焊伤对止水钢板造成的渗漏隐患,同时保证墙、柱箍筋的连续性及止水钢板的防水性,显著提高现浇结构实体质量及地下室外墙施工缝防水抗渗效果。