钢筋混凝土双向板火灾试验研究

进行了一块四边简支与一块四边固支钢筋混凝土双向板足尺试件在恒载-升温工况下的火灾试验。介绍了试件的设计、试验方案以及观测内容和方法。主要研究了双向板在受火过程中沿板厚混凝土的温度场分布规律、钢筋的温度变化、板平面内外的变形、板边转角随温度的改变情况以及固支板支座反力随火灾作用的变化。试验结果表明,在荷载和温度的耦合作用下,沿板厚存在非线性温度场,固支板的支座反力有显著的重分布,板的面外变形比常温下显著增加;四边简支与四边固支钢筋混凝土双向板具有与常温下不同的破坏模式,四边简支板破坏主要出现在长向跨中以及吊装阶段配置在板顶的负弯矩钢筋截断处;四边固支板在板顶出现椭圆型盆状塑性铰线。

抗冲切元件对板柱节点受力性能的影响

为了研究不同抗冲切元件对板柱节点的破坏形态、刚度和延性的影响,用ABAQUS有限元软件对配有六种不同抗冲切元件并受不平衡弯矩作用的板柱节点进行有限元分析,研究结果表明:抗冲切锚栓不仅能有效的提高节点的受冲切承载力,又能改善节点延性;普通抗冲切剪力架可明显提高节点抗冲切性能,腹板开洞的剪力架可改善节点的延性。设抗冲切元件后,各试件实现冲切面的外延,破坏面发生在元件内或元件外,对板柱节点实际工程施工提供理论指导。

中强螺旋肋钢丝预应力空心板受力性能的数值分析

为了探讨中强螺旋肋钢丝预应力空心板的受力性能,在以往试验研究的基础上,编制了非线性全过程数值分析程序.运用该程序分析了175块不同跨高比、配筋率和张拉控制应力的空心板,得出了挠度跨度比与以上三因素的回归方程,相对误差在5%以内,进而得出了以延性破坏为目标的张拉控制应力的取值 数值分析结果与试验结果符合较好.

组坯方式对正交胶合木双向板弯曲性能的影响

【目的】近年来,随着国家在节能减排方面的要求提高,以及大力倡导使用新型绿色材料,木材作为一种传统绿色环保的建材逐渐受到人们的青睐。正交胶合木(CLT)板是近年来兴起的一种建造现代木结构建筑的新型构件,具有良好的整体性、稳定性以及较高的强度。为了研究组坯方式对正交胶合木(CLT)双向板的弯曲性能,本研究采用2种组坯方式(三层交叉和四层交叉)制作了2组厚度相同的胶合木双向板试件,研究其静力弯曲性能。【方法】用于制作试件的原材料为兴安落叶松板材与聚氨酯结构胶粘剂,制作2组、每组2个共4个正交胶合木双向板试件,通过千斤顶在板的跨中施加单点集中荷载,同时测试和分析应变、挠度和极限荷载等数据,观察裂缝开展及破坏形态,研究胶合木双向板的弯曲性能,探讨其最终破坏特征和破坏机理;运用正交各向异性弹性薄板理论对CLT双向板进行了挠度分析,并与试验结果进行了比较。【结果】正交胶合木(CLT)双向板的破坏形态主要是板底横纹受拉破坏,当加载至极限荷载80%左右时,承载能力快速下降。对于相同厚度的CLT板,四层组坯与三层组坯相比,受弯承载力提高了22.7%。【结论】对两组胶合木双向板构件的结构力学性能(平均值)进行比较,三层正交胶合木双向板与四层正交胶合木双向板相比,厚度相同的双向板在四边简支的情况下增加板的胶合层数能提高双向板的整体承载能力。正交各向异性弹性薄板理论计算正交胶合木双向板弹性阶段的挠度值与试验值吻合较好,表明提出的方法合理、可靠。

预应力混凝土叠合板弯曲性能研究

为辅助某装配式结构工程的施工,对其预应力混凝土叠合板进行四点弯曲试验,研究了其荷载-跨中挠度曲线、荷载-纵筋应变曲线的变化规律,分析了其开裂荷载、峰值荷载、挠度和破坏形态,并将峰值荷载的试验结果与规范计算结果进行了比较。结果表明:在加载初期,预应力叠合板表现出与整浇板相同的受力特点和变形特征;但是,峰值荷载后,叠合板的叠合面出现裂缝,预制预应力板与后浇板共同工作能力降低。叠合板的受弯承载力的计算结果与实测值吻合较好;在正常使用阶段,底部预制预应力板与上部后浇板可共同工作,不会在界面出现裂缝。

角点支承双向极系结构的塑性分析

本文对角点支承双向板系结构利用塑性铰线法作了塑性极限分析。文中就破坏模式、极限承载力公式的建立等进行了新的探讨，并用“予应密肋双向板”和“双钢筋密肋板”试验结果［１］［６］进行验证，所得结果与试验较为吻合。最后与作为下限解的条带法结果比较，也只接近．说明了本文结果的合理性。

钢筋混凝土板柱节点破坏模式判别公式的评估

钢筋混凝土板柱节点的破坏模式主要分为弯曲破坏和冲切破坏。为避免冲切破坏对实际工程的不利影响,国内外学者从板柱节点破坏的影响因素出发,提出多种判别公式以预测破坏模式,及时采取有效措施可避免冲切破坏的发生。本文将收集国内外已有的钢筋混凝土板柱节点破坏数据对现有的判别公式进行对比评估,目前准确度最高的是由R.Y.XIAO提出的判别公式,考虑的影响因素最为全面。该研究可为今后进一步预测钢筋混凝土板柱节点的破坏模式提供思路和方向。

薄层加固空心板桥抗弯承载力提升分析

当前公路桥梁改扩建工程中大量空心板桥因承载能力严重不足而面临拆除新建的难题,研究实用、高效的空心板桥顶面薄层加固方法可为该问题的解决提供重要途径。为获得薄层加固对空心板桥抗弯性能实际提升效果,以改扩建工程中13 m简支空心板桥为工程实例,提出了采用普通混凝土或超高性能混凝土(UHPC)进行空心板桥顶面薄层加固方案,并采用有限元软件建立C30混凝土及UHPC薄层加固空心板单梁、空心板桥非线性数值分析模型进行全过程计算分析。结果表明:采用C30混凝土和UHPC两种不同材料对空心板单梁、空心板桥进行顶面薄层加固,不仅对于结构的弹性、极限抗弯承载力有明显提高,而且可增大桥梁的安全系数,提高桥梁的安全使用性能。相对而言,采用UHPC薄层加固对结构抗弯承载力提升效果更为显著;而使用UHPC薄层加固空心板桥时,需结合原空心板配筋情况选用相匹配的加固层厚度,确保UHPC强度的有效发挥。

考虑骨料级配的混凝土靶板接触爆炸破坏模式

基于Voronoi技术建立混凝土靶板三维细观模型,并利用有限元软件对混凝土靶板在接触爆炸载荷作用下的动态响应及损伤破坏进行了模拟研究。模型考虑了骨料粒径、体积分数、级配等细观因素,真实地反映了高强度骨料和低强度砂浆对混凝土材料动态力学性能的影响。通过与参考实验结果对比可知,该细观模型可以对混凝土靶板的爆坑尺寸和破坏形貌等特征进行有效描述。在此基础上,分析了骨料级配对混凝土靶板塑性变形及破坏模式的影响规律,并对骨料在混凝土靶板爆炸响应过程中的影响机制展开讨论。研究结果表明:冲击波在混凝土靶板内部的球面传播特性受到骨料的干扰,混凝土靶板的损伤分布具有随机性。连续级配和间断级配骨料分布下,混凝土靶板受到骨料级配的影响较小,其破坏尺寸相差较小,破坏模式呈现明显的剥落特征;而单级配骨料分布下,混凝土靶板受到骨料级配的影响较为显著,其破坏尺寸变化幅度较大,破坏模式表现出明显的贯穿特征。此外,单级配骨料分布的混凝土靶板内部产生的约束力更大,其塑性变形能力较差。该研究成果将在细观尺度为混凝土的抗爆性能评估与结构优化设计提供重要的理论与工程应用价值。

整体结构中钢筋混凝土双向板火灾试验研究

利用自行研制的火灾试验炉,对足尺整体结构中钢筋混凝土双向板在火灾作用下的性能进行试验研究。介绍了整体结构足尺模型与火灾试验炉的设计、试验方案以及观测内容和方法,描述了试验现象及板的破坏特征,研究了双向板在受火过程中沿板厚的温度场分布规律以及板平面外和平面内的变形。结果表明:火灾作用下,沿板厚存在非线性温度场及较大的温度梯度;整体结构中相邻未受火构件的约束对受火双向板的火灾行为影响显著;主裂缝出现在受火板板顶靠近内板边的1/4跨度处(板顶负弯矩钢筋截断处),由于结构连续性及相邻构件间的互相约束,与受火板相邻的未受火板顶也出现了规则裂缝;受火板顶主裂缝的形成和发展引起板内弯矩重分布,导致最大平面外位移最终发生在距板中心不远,偏向于内板边的位置;整体结构中钢筋混凝土双向板具有较好的抗火性能。

混凝土面板坝面板变形模式与水平向挤压破损研究

研究了混凝土面板在横断面内的变形模式和概化方法,探索了面板变形与面板坡向应力的关系和面板坡向应力的产生机制,揭示了时间、库水位等外部条件对面板坡向应力变形的影响模式,发现坝体变形导致的面板顺坡向挤压或拉伸是面板应力的主要来源。以三板溪面板堆石坝为例,研究了面板水平向破损原因,坝体较大的流变变形引起的面板顺坡向变形是面板较大坡向应力的主要来源,面板在库水推力作用下的局部弯曲变形、一期面板先期浇筑后坝体沉降的影响、特殊地形导致的面板水平向高应力以及垫层亏坡等造成的面板既有弯曲等都增大了面板坡向应力,并导致面板在结构存在缺陷的一、二期面板施工缝处发生破损。

四边简支钢筋混凝土双向板火灾试验研究

进行了2块四边简支钢筋混凝土双向板足尺试件在恒载-升温工况下的火灾试验。研究了双向板在受火过程中沿板厚混凝土的温度场分布规律、钢筋的温度变化、板平面内外的变形、板边转角随温度的改变情况。试验结果表明,在荷载和温度的耦合作用下,沿板厚存在非线性温度场,板平面外变形比常温下显著增加;四边简支钢筋混凝土双向板具有与常温下不同的破坏模式,裂缝主要出现在板顶的长边跨中、距短边支座1/4处以及角部;在火灾作用下板的荷载传递路径有明显改变。

钢框架结构中钢筋混凝土双向板火灾试验研究

利用自行研制的火灾试验炉,进行了足尺三层钢框架结构中钢筋混凝土双向板在恒载-升温工况下的火灾试验。介绍了钢框架足尺模型与火灾试验炉的设计以及试验观测内容和方法。描述和分析了试验中板的裂缝开展及破坏特征。研究了双向板在受火过程中沿板厚混凝土的温度分布、钢筋的温度变化以及板的平面外和平面内的变形。结果表明:火灾作用下,沿板厚存在非线性温度场及较大的温度梯度;在荷载和温度的耦合作用下,受火板顶沿板边出现密集裂缝,最终形成圆形塑性铰线,由于结构连续性及构件间的相互作用,与受火板相邻的未受火楼板板顶也出现了规则裂缝;火灾中受火板的平面外变形基本对称,最大平面外位移发生在板中心;周边相邻未受火构件对受火板有较强的侧向约束作用,导致板边未产生向外膨胀的平面内位移,而是随板挠度的增长一直向内收缩;整体结构中钢筋混凝土双向板具有较好的抗火性能。

单钢板混凝土组合板面外承载力计算方法

单钢板混凝土组合板作为一种新型结构形式,在我国尚未形成完善的设计理论和计算方法,国外相应标准也无法直接借用。以单钢板混凝土组合板面外加载试验的试验结果为基准,参考国内外现行标准,提出相应计算假定,并推导了单钢板混凝土组合板的正截面和斜截面承载力计算式以及板的挠度计算式。利用该算式对试验构件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。

配置受冲切锚栓的混凝土板柱连接的试验研究

本文报导8块钢筋混凝土板柱连接的试验结果。一块没有受冲切钢筋，其余7块配置受冲切锚栓。文中阐述了板的破坏形态和特征，讨论了受冲切锚栓对板的承载能力的影响，并提出这类构件受冲切承载力的计算方法。按此方法计算所得值与国内外试验结果的符合程度较好。本试验结果可供今后修订设计规范作参考。

均匀及非均匀荷载作用下柱下梁板式筏基反力变形及破坏特征试验研究

本次试验对高跨比1/6的梁、板厚跨比1/12的两组梁板式筏基模型进行加荷试验。试验表明,梁板基础呈现整体正向挠曲、内部区域反向挠曲特征。荷载通过柱传递至梁,再由梁传递到板,当柱下荷载均匀时,在地基承载力特征值内,地基反力非直线分布,梁下平均反力与柱下平均反力相差不大,约为总平均反力的1.1～1.15倍,板下平均反力小于总平均反力,板格中点处的地基反力约为总平均反力的55%,结构破坏时裂缝出现在板格上表面,裂缝贯通后呈对角线破坏形态;对于角部区域板块,角柱位置的地基反力与平均反力的比值约为1.2,其余部位地基反力均小于平均反力,区格板中心下的反力最小,约为角柱位置的地基反力的40%。结构破坏时梁中部顶面首先开裂,裂缝向下延伸至板边,由板边沿平行于梁的方向向板中心呈渐进式破坏,裂缝贯通后呈十字交叉破坏形态。