二次受力RC梁增大截面加固配筋限值研究

通过分析在不同初始荷载下增大截面加固钢筋混凝土梁的极限破坏,研究二次受力对相对界限受压区高度和最大加固钢筋量的影响,得到加固梁发生塑性破坏时构件的相对界限受压区高度和加固钢筋的最大用量计算公式。利用有限元软件ABAQUS进行计算验证,计算结果与分析吻合较好。     

加固配筋限值下钢筋混凝土梁正截面承载力研究

使用多年的混凝土结构或多或少出现病害,需要进行加固,但是考虑二次受力情况下RC加固梁正截面承载力计算公式尚未明确提出。文章通过分析不同初始荷载作用下增大截面法加固钢筋混凝土梁的极限破坏,研究二次受力对最大加固钢筋量及正截面承载力的影响,得到RC加固梁在加固配筋限值范围内正截面承载力计算公式。并与有限元软件分析结果进行对比验证,结果表明公式计算结果与分析结果基本一致,可为结构加固承载力计算提供参考。     

素混凝土柱极限承载力计算方法

开展了19根素混凝土柱极限承载力试验,提出了素混凝土柱长细比和偏心率的合理取值范围,采用非线性有限元方法对试验柱承载力进行计算,通过理论分析和试验数据回归,提出了素混凝土柱极限承载力计算方法。计算结果表明:当试验柱长细比大于15与偏心率为0.3时,素混凝土柱的破坏模式为截面受拉破坏,未能充分发挥混凝土以受压为主的材料性能;当试验柱长细比不大于15与偏心率不大于0.3时,其破坏模式为截面受压破坏。承载力有限元算法计算值与试验值的平均比值为0.995,方差为0.001 8,计算值与试验值吻合较好,有限元算法可用于素混凝土柱的参数分析。提出的素混凝土柱极限承载力计算方法考虑了长细比和偏心率对承载力影响的耦合作用,其计算值与有限元算法计算值的平均比值为0.976,方差为0.003,表明提出的算法具有较高的精度,且偏安全。     

跨海大桥U-RC组合桥墩设计

为解决跨海桥梁桥墩施工与防腐问题,提出了超高性能混凝土(UHPC)-钢筋混凝土(RC)组合桥墩新结构,简称U-RC组合桥墩,以UHPC外筒作为永久模柱,现浇内核钢筋混凝土;以平潭海峡大桥为工程背景,开展了U-RC组合桥墩的结构设计与计算,并与原设计方案的工程量和造价进行了比较;进行了3根内核RC柱、3根UHPC模柱、3根U-RC组合桥墩的极限承载力试验,测量了试件的混凝土纵向应变与横向应变,研究了试件的破坏形态与裂缝发展过程,得到了试件的极限承载力试验值,分析了U-RC组合桥墩的受力性能。研究结果表明:U-RC组合桥墩的承载力大于设计内力,满足现行规范要求;采用UHPC模柱取代钢模板的桥墩设计方案,可节约钢材约2 410t,工程造价节省约30%;3根UHPC圆筒的极限荷载均值为1 342kN,3根RC柱的极限荷载均值为1 370kN,二者之和小于3根U-RC组合桥墩极限荷载均值3 033kN,说明UHPC模柱对核心混凝土有一定的套箍作用,采用简单迭加方法计算U-RC组合桥墩的轴压极限承载力是可行且偏保守的;在轴压试验中,U-RC组合桥墩的破坏模式为核心混凝土的横向变形导致UHPC模柱出现竖向裂缝,并与核心混凝土在界面处分离;达到极限荷载破坏时,外包UHPC层出现纵向裂缝,荷载增大,裂缝增长,并有混凝土剥落现象,但U-RC组合桥墩破坏时其外包UHPC层纵向应变未达到极限压应变。     

矩形不锈钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为了研究矩形不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能,对7组不同截面尺寸的矩形不锈钢管混凝土短柱进行轴压试验,得到了不同试件的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-横向应变曲线、荷载-纵向应变曲线、荷载-长宽比曲线,分析了矩形截面长宽比对试件承载力的影响. 研究结果表明:矩形不锈钢管混凝土短柱在轴向压力作用下,其典型破坏模式为试件局部向外屈曲破坏;在相同长宽比的情况下,壁厚由4 mm增加到6 mm时,试件承载力增加25%~57%;在相同壁厚的情况下,长宽比由1增加到2,试件承载力减小22%~30%;将本文试验数据与国内外普通碳钢钢管混凝土柱的相关规范和标准的计算结果进行对比分析,发现不锈钢管混凝土短柱轴压承载力较相同截面的普通碳钢钢管混凝土短柱承载力平均高出14%;通过数值拟合得到了轴压承载力计算公式,该计算公式能较好地预测矩形不锈钢管混凝土短柱轴压承载力.      

圆形截面混凝土偏心受压构件极限承载力的理论分析

根据混凝土材料非线性的应力－应变关系,采用非线性分析的方法,对圆形截面的混凝土偏心受压构件的极限承载力做了理论计算,建立了荷载偏心对承载力影响的折减系数计算方法,为简化计算方法提供了理论依据。     

双向偏压作用下钢筋混凝土任意截面极限承载力的简便计算

阐述了钢筋混凝土任意形状截面在双向偏压荷载作用下极限承载力的简便计算方法。混凝土、钢筋的实际应力－应变关系用三次多项式分段模拟，截面刚度系数用格林积分方法计算。以截面最大受压纤维处的应变为变量，用直接搜索法逼近截面极限荷载，所推导出的公式简单，计算方便，并给出截面极限承载力计算实例。     

碳纤维加固二次受力混凝土梁理论计算方法

为研究二次受力影响下碳纤维网格-聚合物砂浆复合加固梁的抗弯性能,完善其抗弯极限承载力和挠度的计算理论,基于受压区混凝土本构关系,推导出不同破坏模式下碳纤维加固梁的极限抗弯承载力公式,并提出识别加固梁破坏模式的计算判据.按刚度解析法,推导出二次受力下碳纤维加固梁短期刚度计算公式.采用插值拟合法对M-xn、M-β1等二元方...     

纵向初应力作用下圆钢管混凝土轴压短柱受力机理

应用连续介质力学,确立钢管在纵向初应力作用下的圆钢管混凝土同心圆柱体钢管和混凝土受压时的计算模型,推导了初应力作用下的钢管混凝土组合弹性模量计算公式和组合应力-应变关系全曲线的表达式,分析了不同初应力系数下钢管混凝土加载过程中的钢管轴向应力-应变关系、环向应力-应变关系以及核心混凝土的轴向应力-应变关系、径向应力-应变关系的变化情况,探讨了初应力系数对钢管混凝土力学性能的影响。分析结果表明:随着钢管纵向初应力的增大,核心混凝土的纵向刚度、径向压应力、纵向强度与钢管环向拉应力也有所降低,而相应的钢管纵向压应力有所增加,套箍约束作用和极限承载力也有所降低,但对组合弹性模量影响不大。     

钢箱-混凝土组合偏心受压构件正截面承载力计算方法探讨

基于钢筋混凝土偏心受压构件承载力计算原理,对钢箱-混凝土组合截面偏心受压构件正截面承载力计算方法进行初步探讨,可提出一套简化的计算公式,用以方便设计和施工。     

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数研究

采用压溃理论和三维仿真模型，分析了钢筋混凝土拱肋在几何非线性、材料非线性、几何缺陷以及混凝土压碎、开裂、骨料嵌锁等因素耦合作用下的极限承载力，以使它的确定更符合实际．重点研究了初始几何缺陷、截面形式、荷载形式和矢跨比等对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响．研究结果表明：混凝土材料的力学特性对大跨径钢筋混凝土拱桥的极限承载力有明显影响；大跨径钢筋混凝土拱肋的极限承载力随初始几何缺陷的增加按分段二次曲线规律减小，与拱肋长细比遵循三次曲线关系规律．     

一种GFRP材料工字型梁截面合理性研究

新型玻璃纤维增强复合材料（GFRP）工字型梁具有重量轻、耐腐蚀以及架设方便等特点,在工程应用中前景十分广阔。为了得到复合材料构件横截面的更合理形式,选用拉挤成型GFRP工字型梁作为分析试验对象。使用Kollar公式、Tsai-wu准则和特征值屈曲方法分析了梁的极限承载能力,针对破坏特点对梁进行了局部的补强,并进行了试验研究。试验结果表明：工字型截面的补强方法能有效提高梁的承载能力,但这种局部补强后的破坏形式表明材料的抗拉强度仍未充分发挥,且对梁刚度改善并不明显。     

截面转换技术加固T梁工程运用

分析钢筋混凝土T型梁桥的缺陷和病因的基础上,通过和以往加固方法的比较,利用箱梁优点和从力学方程说明截面转换技术,并结合工程实例进行详细阐述,进一步证明截面转换技术可以有效地提高T梁承载力。     

高恢复性钢筋混凝土圆柱的抗震试验研究

为了使钢筋混凝土圆柱在遭遇超过现行规范设定水准的巨大地震时仍能保持正刚性且残余变形足够小，提出了采用高强低粘结的无预应力钢绞线作为柱纵筋的办法. 为了验证这种方法的有效性，进行了4根钢筋混凝土圆柱的常轴压低周水平往复试验，其中3根采用钢绞线纵筋，1根采用普通钢筋作纵筋，研究了剪跨比和塑性铰区横向约束方式对钢绞线混凝土柱抗震性能的影响. 试验结果表明:剪跨比为3和4的配置钢绞线为纵筋的钢筋混凝土圆柱位移角达6%时，仍保持正刚性，且残余位移角在2%以内；和普通钢筋混凝土圆柱相比，当位移角为6%时，钢绞线混凝土圆柱的侧向承载力提高了90%，残余变形降低了73%；在柱的塑性铰区（1.5D，D为截面直径）采用螺栓连接的钢板进行横向约束可将柱的侧向承载力进一步提高15%，残余变形进一步降低21%；由于钢绞线存在明显的粘结-滑移效应，基于平截面假定的分析方法不适用于采用钢绞线的钢筋混凝土柱侧向承载力的评估.      

CFRP约束砼短柱轴心受压状态下的试验研究

碳纤维增强塑料(CarbonFiberReinforcedPlastics),简称CFRP,是一种新型的工程建筑材料,目前在土建工程中运用十分广泛.笔者对CFRP约束砼短柱在轴心受压状态下的力学性能进行了试验研究,并和普通砼短柱、普通螺旋箍筋短柱的力学性能进行了对比,对比试验表明:CFRP约束砼柱在轴心受压情况下,可以大大提高构件的承载能力.在工程中采用约束砼柱这一结构新形式和利用CFRP加固旧砼柱具有一定的参考价值.     

GFRP约束砼圆柱试验研究

传统的砼受压构件中采用配置箍筋的方法来达到对砼约束的目的.本文对玻璃纤维增强塑料(GlassFiberRe inforcedPlastics,简称GFRP)约束砼圆柱的力学性能进行了分析和试验研究,并与普通砼圆柱进行了对比.     

价值工程理论下钢管玄武岩纤维混凝土短柱经济性分析

用正交试验法设计9根钢管玄武岩纤维混凝土短柱,以短柱实测承载力作为功能评定指标,以短柱原材料成本费用作为成本评定指标,运用价值工程理论进行短柱的经济性分析：承载力条件下最优因素水平并不是经济效果最好、价值指数最高的因素水平,含钢率较低的钢管玄武岩纤维混凝土短柱其经济性更好。     

新型五螺箍矩形短柱轴压承载力计算分析

螺旋箍筋应用于钢筋混凝土柱能明显提高柱的承载力及延性,为了研究五螺箍矩形混凝土短柱在轴心受压荷载作用下的力学性能和轴压承载力计算方法,首先,结合已有文献中的试验建立有限元模型,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,以验证有限元模型的正确性;其次,基于材料用量相等的原则,设计了4种不同配箍形式的矩形截面柱,基于已验证了的有限元模型开展了不同混凝土强度对上述4种柱的轴压承载力和延性的影响研究;最后,通过对五螺箍柱进行参数分析,提出了基于体积配箍率的轴压承载力计算方法. 研究结果表明:五螺箍较五环箍、矩形箍和矩形螺旋箍柱构件承载力均值分别提高0.78%、6.70%和13.73%,延性系数均值分别提高2.00%、10.32%和10.41%,说明五螺箍柱有较高的承载力和延性;与各国规范提出的公式进行对比,本文建议的轴压承载力计算方法较为简便,且与试验值的误差均值仅为2.83%.      

带肋方钢管混凝土桥墩的经济效果分析

计算比较了钢筋混凝土、方钢管混凝土和带肋方钢管混凝土柱的工程造价,结果表明:带肋方钢管混凝土柱比方钢管混凝土柱节省了约42%左右的钢材费用,降低了35%的工程造价;虽然带肋方钢管混凝土柱的工程造价比钢筋混凝土柱高出了47%,但带肋方钢管混凝土柱的施工方便,且可以缩短一半以上的施工工期;在桥墩中采用带肋方钢管混凝土,不仅使墩身具有较大的强度和刚度,而且使桥墩结构轻巧美观,因而综合经济效果良好。     

钢筋混凝土桁架拱桥病害分析及加固技术

在系统调查与分析钢筋混凝土桁架拱桥病害的基础上,提出了采用增大截面、黏贴钢板、黏贴碳纤维布的综合加固方法,对从事旧桥加固的工程技术人员有一定的借鉴作用。