GFRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料筋(GFRP)代替传统钢筋,开展了以GFRP筋的抗拉强度、平衡配筋率、最小配筋率、挠度为控制条件的不同配筋情况下GFRP筋增强混凝土梁的力学性能试验,对GFRP梁在荷载作用下的截面特性、裂缝分布、极限承载力和破坏形式等力学特性进行深入研究,为进一步在工程中开展应用提供了试验参考.     

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋在混凝土梁中的抗弯性能研究

论文从以玻璃纤维增强塑料筋替代钢筋应用在海港工程等恶劣环境混凝土结构中,以解决钢筋锈蚀所引起的混凝土结构耐久性问题的思路着手。在对玻璃纤维筋材料基本物理力学性能研究的基础上,以钢筋为对比,进行了10mm的玻璃纤维筋混凝土构件的三点抗弯试验。结果表明:GFRP筋在抗拉性能方面远高于钢筋,但抗剪及抗压性能比钢筋差;GFRP筋混凝土梁的抗弯曲破坏能力高于钢筋混凝土梁,但同样荷载下,GFRP筋梁的挠度大于钢筋混凝土梁的挠度;最终破坏时钢筋混凝土梁只有纵向裂缝,而GFRP筋除了有纵向裂缝外,还有横向裂缝。     

集中荷载作用下的钢筋混凝土叠合梁斜截面承载力

根据试验结果，以普通钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式为基础，采用对比分析方法，研究了混凝土强度，箍筋特征值，预制截面高度与叠合面高度之比，一期作用跨中弯矩与预测截面极限承载弯矩之比等参数对钢筋混凝土叠合梁受剪承载力的影响规律，提出了集中荷载作用了钢筋混凝土叠合梁受剪承载力的评估方法和对实际工程设计的建议。     

不同层数CFRP布加固锈蚀RC梁抗弯承载力试验研究

给出CFRP布加固锈蚀RC梁抗弯承栽能力试验研究的结果.共浇筑了10根试件(150 mm×250 mm×1400 mm),其中2根试件作为基准梁既不腐蚀也不加固,2根试件进行腐蚀但不加固,其余6根试件腐蚀后并用不同层数CFRP布加固.腐蚀试件的锈胀裂缝宽度均达到0.3 mm.四点弯曲抗弯承载力试验研究结果表明:钢筋锈蚀质量损失小于5%时,结构的承载能力没有明显退化;粘贴1层、2层和3层CFRP加固腐蚀梁的极限荷载相对未加固梁的极限荷载分别平均提高了29.3%,41.8%和57.0%.此外,在腐蚀较为严重的华南沿海某码头结构加固工程中的成功应用表明,采用碳纤维布加固腐蚀码头结构,效果良好.     

单舵销半悬挂舵载荷计算

本文针对单舵销半悬挂舵在水动力作用下的受力情况,将舵装置组合体视为变截面细长直梁,并将变截面梁分割成几段等截面单跨梁。由单跨梁的弯曲理论,建立计算模式方程。通过舵设计数据计算,得出舵体上的剪力、弯矩、断面转角及挠度。     

预弯复合梁开裂后的正截面强度

本文根据跨度为4.0m的预弯复合梁在一次性加载破坏过程中实测的梁挠度、截面应变与作用荷载的关系,得出了预弯复合梁开裂后刚度随作用荷载的衰减规律、截面几何形心随作用荷载的移动规律,从而提出了预弯复合梁一次性加载破坏过程中,一期混凝土开裂状态时的刚度和强度实用计算式。     

体外预应力加固简支梁的跨中挠度分析

体外预应力加固作为一种加固桥梁结构的效果较好、使用较广的方法,使用前景非常广阔.本文结合了体外预应力加固技术的特点,对加固简支梁的跨中挠度开展了相关的试验研究和理论分析.正常使用状态下,根据有粘结预应力加固梁挠度计算公式,推导了考虑无粘结预应力的二次效应下的体外预应力加固简支梁的挠度计算公式.并用试验结果与计算公式的计算值进行了对比分析,结果表明,计算结果与试验结果吻合较好.     

总纵弯矩作用下的船体结构极限承载力分析

船舶航行安全是航海领域重点关注的问题之一,船体的总纵弯矩数值在不同情况下会发生变化,研究船体结构极限承载力是船舶安全航行的关键,为此提出总纵弯矩作用下的船体结构极限承载力分析方法。该方法利用有限元软件建立船体结构模型,计算船体结构总纵弯矩,以此为基础分别从船体梁结构挠度极限承载力和船体剖面平衡角度,计算结构极限承载力,并在有限元环境下展开多角度分析。结果表明,该方法可有效构建船体结构有限元模型,并有效分析船体结构不同总纵弯矩情况下,船体结构挠度极限承载力和中截面结构极限承载力分布情况,应用效果较为显著。     

预应力混凝土空心板结构承载力性能分析

通过对预应力空心板控制截面的开裂弯矩、极限弯矩、裂缝、变形挠度等的研究分析总结出试验板的受力性能;通过对静载试验下各项数据的理论计算值和试验实测值的对比来分析试验板的结构性能.     

船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法

本文基于Smith方法,应用梁-柱理论、理想弹塑性假设、平截面假设和塑性铰理论建立了加筋板单元的应力-应变关系曲线,导出了船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法并编制成FORTRAN计算程序.应用作者导出的简化逐步破坏分析方法分析计算了Reckling 23号模型总纵极限强度.计算结果表明,本文导出的简化逐步破坏分析方法和计算程序正确可靠,可供船体结构设计和使用.本文还对船体结构总纵极限强度的影响因素进行了分析,其中包括加筋板单元的载荷-缩短行为、横向压力、材料屈服强度和腐蚀等.     

强迫位移式门式刚架的强迫位移量确定方法

强迫位移式门式刚架中间设置摇摆柱,在柱顶与斜梁连接处设置强迫位移。不仅摇摆柱限制刚架跨中位移,而且强迫位移量产生的预应力可调节结构在荷载作用下的内力,使得内力分布更为均匀。如何确定强迫位移量是强迫位移式门式刚架的关键问题。文中建立了强迫位移量的确定准则：在竖向荷载的作用下,屋脊弯矩与梁柱连接处或斜梁跨中截面弯矩绝对值相等,构件内力分布达到最均匀状态。依据该准则及结构变形叠加原理,建立了门式刚架的强迫位移量的确定方案及计算公式,为强迫位移式门式刚架的初步设计奠定了理论基础。     

Prediction of hull girder moment-carrying capacity using kinematic displacement theory

The hull girder moment capacity of a very large crude oil carrier (VLCC) called Energy Concentration (EC), for which many benchmark studies have been carried out using the simple progressive collapse method (SPCM), is predicted. In this study, three approaches are used to represent the load-shortening behavior, so-called average compressive strength, of a stiffened panel, comprising the hull section: 1) kinematic displacement theory (KDT); 2) nonlinear finite element analysis (FEA); and 3) simple formulas in the common structural rule (CSR) for tankers. Load-shortening curves for various kinds of stiffened panels in EC are compared for five different scenarios with variations of load-shortening approaches and initial imperfections. In order to verify the effect of load-shortening on the prediction accuracy of the hull girder moment-carrying capacity, load-shortening curves are imported into an SPCM-based in-house program called Ultimate Moment Analysis of Damaged Ships (UMADS). Comparison of the hull girder ultimate strength for general heeling conditions, including hogging and sagging conditions, reveals that the load-shortening curves significantly affect the hull girder moment-carrying capacities. Based on our comparison of these capacities with other benchmark results, it is concluded that nonlinear FEA provided the most conservative results, KDT provided the second most conservative results, and the CSR formulas predicted the upper bound.     

舰船蒸汽管路的柔性设计分析

舰船蒸汽管路在工作中受力复杂,为了避免应力破坏需要进行柔性设计。本文按照柔性设计的方法和原则,建立舰船典型蒸汽管路模型,分别进行刚性设计和柔性设计状态下的管点合位移、合力及合力矩仿真。分析结果表明:蒸汽管路的柔性设计减少刚性设计管点受力最大值,但没有改变管点的受力趋势,支撑点附近的合力依然较支撑点中部位置管点大;柔性设计为蒸汽管路提供了更大的位移补偿,能够有效降低管路管点,特别是支撑点附近的合力矩。分析结果对舰船蒸汽管路设计时的布置和固定具有一定的指导意义。     

岸坡被动桩承载性状三维有限元分析*

为深化研究岸坡被动桩的承载特性,运用国际大型通用有限元软件ABAQUS对岸坡被动桩进行三维模拟。研究发现,坡顶荷载是被动桩桩身位移与桩身弯矩的主要影响因素,桩身位移与桩身弯矩随着破顶荷载的增大而增大;坡顶荷载对桩身弯矩的影响主要集中在斜坡范围内;桩顶荷载对减小桩身弯矩有利。结果表明,基于ABAQUS的三维有限元模拟是研究岸坡被动桩的有效方法。     

混凝土构件直接粘贴CFRP加固的腐蚀界限研究

为弥补现有规范不足、解决不同腐蚀等级构件碳纤维加固效果参差不齐的问题,在氯化钠溶液中通电模拟海洋腐蚀环境,加速腐蚀出不同腐蚀程度的RC梁,粘贴CFRP加固后进行加载试验,通过分析不同腐蚀程度构件承载力损失和直接粘贴、凿除粘贴两种CFRP处理方式的加固效果,研究腐蚀等级对海工RC梁CFRP抗弯加固的影响,并探讨直接粘贴CFRP加固的腐蚀界限。结果表明,在低腐蚀等级条件下,直接粘贴CFRP加固能有效减小腐蚀梁在荷载作用下的主裂缝宽度,减缓梁开裂的时间,提高抗弯承载力和整体刚度,但随腐蚀等级的增加,这些作用越来越弱,当梁腐蚀裂缝宽度超过1 mm、主筋锈蚀率达15%时,直接粘贴CFRP加固已不再适合。     

复合材料表面加强时冰层的应力应变状态研究（英文）

Ice crossings have been used for several reasons. First, due to the active development of the Arctic shelf, supplies and minerals are provided and transferred on special transports on the surface of ice covers. Second, ice crossings across rivers are used to reduce the length of transport routes. Traditional methods of increasing the load bearing capacity of ice are ice freezing from above, ice freezing from below, and ice strengthening through a wooden copepod flooring. Practical experience shows that the physical and mechanical properties of ice covers are unreliable and changeable in time and strongly depend on various external factors.Therefore, ice covers should be strengthened through alternative methods. Thus, predicting the bearing capacity of ice crossings and exploring methods for their strengthening are important. In this study, we consider the results of experimental and numerical studies on the bearing and deformation capacity of ice beams upon destruction from pure bending. Under pure bending, ice breaks down in the ice crossing when transports move along it. Tests were carried out with a specified reinforcement scheme. The results of the model experiments were compared with numerical calculations in the ANSYS software package. Experiments on ice beams reinforced with various composite materials were also performed. Destruction of samples in all cases occurred as a result of the formation of extensive cracks in the ice caused by the bending moment in the middle of the beam span. Based on the experimental and numerical research results, the use of a surface reinforcement in ice with various materials can increase the bearing capacity from 65% to 99% for this reinforcement scheme.     

软岩地层灌注桩抗压与抗拔承载性分析

纳米比亚油码头软岩地层无经验参数可取。根据1根抗压桩和1根压拔桩现场静载试验和应力测试结果,分析软岩地层中抗压桩和抗拔桩的侧阻和端阻,得出抗拔桩的上部砂土及粉土层中抗拔系数以及Q-s曲线呈缓变形的抗拔桩极限承载力取值。结果表明:上部砂土及粉土层中抗压桩的桩侧摩阻力充分发挥所需桩土相对位移为9~15 mm,单位侧摩阻力极限值可取30.1~48.1 k Pa;下部软岩侧摩阻力充分发挥所需的桩土相对位移大于40 mm;对2根桩的抗压过程,在最大加载条件下,实测桩端阻力分别为桩顶荷载的22.3%、27.3%,表现为摩擦型桩。采用双曲线模型预测抗拔桩极限承载力为4 896.7 k N。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥合理边中跨比研究

针对大跨度预应力混凝土连续刚构桥边中跨成比例的特点,总结并分析了国内外部分大跨度混凝土梁桥取值经验及其规律,结合工程实例建立了6个具有不同边中跨比的数值模型,分析了跨度比值与主梁受力特性间的关系,并对不同荷载作用下主梁关键截面的应力及位移变化进行了研究。     

水下爆炸脉动载荷对连续玄武岩纤维复合材料船体结构的影响

运用有限元程序MSC.Dytran模拟水下爆炸气泡脉动现象的整个过程,计算输出气泡中心位置压力时历曲线与爆炸理论吻合;采用层合板模型模拟连续玄武岩纤维复合材料,选取一般耦合算法计算流体与结构的耦合效应,计算连续玄武岩纤维复合材料舱段在脉动载荷作用下的动力响应;分析连续玄武岩纤维复合材料船体结构位移时历曲线、应力时历曲线及船底板应力云图.研究结果表明,在近场爆炸情况下,第一次脉动产生的应力波有可能比爆炸冲击波对船体造成更大的破坏;爆炸产生的脉动载荷频率接近整船或局部构件固有频率时,引发共振,对船体造成爆炸冲击破坏外的附加损害.     

京沪高速铁路高架车站道岔区桥梁设计

在京沪高速铁路高架车站道岔区桥梁设计中,考虑了道岔与桥梁的相互作用,道岔梁采用连续梁,较好地控制了道岔距梁缝的距离,在渡线两联连续梁之间插入两孔及简支梁,适当地提高了道岔梁及桥墩的刚度。通过以上措施,道岔区桥梁、轨道,道岔的强度、稳定、位移均能满足规范要求;车速350km/h的高速列车通过道岔区时,＂车-岔-桥＂动力性能满足规范要求。