钢护筒钢筋混凝土组合结构约束效应试验研究

针对钢护筒钢筋混凝土组合结构的竖向承载性能,本文进行了系统的轴向受压力学实验。试验采用钢护筒的厚度以及钢筋配筋率作为试验变量,共浇筑6个试件。基于试验结果分析了组合结构的典型破坏特征和破坏模式、钢护筒的约束效应以及钢筋的约束效应对组合结构承载性能的影响。研究结果为钢护筒钢筋混凝土组合结构的设计和应用提供数据基础。     

钢护筒钢筋混凝土组合构件徐变特性试验研究

针对钢护筒钢筋混凝土组合结构的长期变形特性,本文进行了系统的不同参数试件的徐变特性试验。试验采用钢护筒的厚度以及钢筋配筋率作为试验变量,共浇筑4个试件。基于120d的受压徐变试验结果量化了钢护筒和钢筋的约束效应对组合构件长期变形性能的影响。研究结果为钢护筒钢筋混凝土组合构件长期性能的设计提供数据基础。     

薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱偏心受压破坏机理研究

薄壁钢护筒与钢筋混凝土联合受力架空直立式作为一种新的码头结构形式逐渐被应用到实际工程中,然而绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构偏心受压承载性能的研究较少,还未有定论。对薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱进行单向偏心受压承载性能试验,通过各试件的破坏状态和试验数据,得到荷载-应变曲线,分析其破坏机理。结果表明:钢护筒壁厚的增大和偏心率的减小对结构承载性能提升有直接影响,可为实际工程中的结构设计提供参考。     

考虑耦合约束效应的钢护筒钢筋混凝土结构徐变特性试验研究

大尺度钢护筒钢筋混凝土组合构件核心混凝土徐变及其对组合构件力学性能的影响,是这类结构长期工作性能充分发挥的关键。通过设计考虑不同钢护筒厚度和核心混凝土配筋率的3类试件,对试件进行长期单一竖向载荷作用测试,并通过徐变数值换算得到试件不同时刻的徐变系数。试验结果表明,钢护筒-钢筋混凝土构件破坏形式呈现明显延性,试件塑性和韧性能力显著提升,轴向极限承载能力加强;钢护筒厚度的增加可增强对核心混凝土的约束能力,同期应变系数越低;量化了钢护筒和钢筋对核心混凝土的耦合约束效应,为钢护筒-钢管混凝土组合试件长期性能的设计提供数据基础。     

钢护筒-钢筋混凝土结构抗拉弯性能试验研究

对于大尺度(几何尺寸大于1.5m)钢护筒-钢筋混凝土组合结构,钢护筒-钢筋笼-混凝土之间的工作机理对其结构力学性能的影响极大,特别是横向荷载下组合结构的抗弯性能。为探索和计算这类组合结构抗拉弯性能,按几何比例1:13对C30混凝土制成的钢筋混凝土试件和不同钢护筒厚度的钢护筒-钢筋混凝土组合试件开展模型试验研究,获得不同横向荷载时试件的抗拉弯承载力变化规律,及其试件应力分布和挠度变化规律。     

钢护筒与钢筋混凝土结构承载力试验研究

为了研究钢护筒与内部钢筋混凝土(RCFST)联合受力的机理和破坏模式,以果园港二期工程桩基为原型,开展钢结构与钢筋混凝土结构协同受力机理及其设计优化技术的研究。以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为变量,进行RCFST结构短柱轴压试验。根据不同参数构件的试验结果,分析RCFST结构的破坏模式及受力机理。试验结果表明:RCFST短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,钢护筒与箍筋对核心混凝土的约束效应可以有效地抑制混凝土裂缝开展,使得钢护筒较传统的钢管混凝土结构具有更高的承载力以及更好的塑性和韧性;在钢护筒具有足够的约束效应时,钢护筒、混凝土及纵筋均在试件破坏时达到屈服,材料性能得以充分利用。     

钢护筒与钢筋混凝土协同受力机理数值分析与模型验证

以果园二期桩基为原型,对6个钢护筒与钢筋混凝土短柱结构和2个钢管混凝土短柱进行轴压试验。基于ABAQUS有限元软件,以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为参数进行分析。结果表明,钢护筒与钢筋混凝土短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,有效抑制混凝土裂缝开展,使结构具有更高的承载力、塑性和韧性。箍筋对混凝土的约束作用对钢护筒与钢筋混凝土短柱的承载力、塑性及延性性能影响显著,随着箍筋间距的减小,构件的承载力及延性性能有明显提高。     

钢护筒与混凝土桩水平受力机理数值分析与模型验证*

大直径钢护筒与钢筋混凝土水平受力桩基由于桩身刚度不连续,导致桩基与基岩结合部、钢护筒与基岩结构部出现较复杂的应力状态,需要提出科学评判依据来确定这类桩基的有效嵌固深度。建立考虑钢护筒与混凝土桩水平受力的室内物理模型和数值模型,通过大量变动参数的数值模拟和对比测试研究,探讨研究影响钢护筒与混凝土桩水平承载性能的各种因素,得到钢护筒与桩基共同作用下地基基础的力学性状规律。     

基于剥离分析的钢护筒与钢筋混凝土结构轴压性能分析与设计方法

针对钢护筒与钢筋混凝土(RCFST)结构轴压受力性能、分布规律及设计方法的问题,以重庆果园港二期桩基为原型,钢护筒厚度、配筋率、配箍率为变量,取长细比4∶1进行RCFST结构短柱轴压试验。考虑钢护筒和箍筋对核心混凝土的双重约束作用,采用剥离分析方法研究RCFST结构的受力机理、应力应变规律及内力分配规律,推导并验证RCFST短柱的轴压承载力公式。该公式基于模型试验分析结果,结合相关规范给出RCFST结构合理径厚比的选择设计方法。结论是:RCFST结构在轴压荷载作用下,处于纵向压力双应力状态,其峰值应力小于钢护筒的屈服应力;基于"统一理论"的轴压承载力计算结果更接近RCFST结构短柱的室内物理模型试验值。     

大直径钢护筒、钢横撑与钢筋混凝土桩基联合受力的节点力学性状研究*

对直径2.2 m钢护筒内填钢筋混凝土桩基与纵横向直径1.5 m空心钢管联系撑组成的码头水工结构节点,在大型 通用有限元工具Abaqus二次开发和平行算法的基础上,建立考虑节点局部细化的码头三维数值模型。通过与现场测试对比 验证和大量变动参数的数值分析,得到了核心钢筋混凝土桩基应力、外侧钢护筒应力、纵横联系撑应力、钢筋拉力和破坏 模式等节点力学性状,并分析了最不利荷载工况组合时节点工作机理,随后针对节点的力学性状和“强节点、弱构件”的 原则对节点进行了优化设计。     

深中通道组合结构圆筒的围堰设计方案

深中通道西人工岛岸壁的主体结构由57个大直径（28 m）钢圆筒及副格形成止水围堰。钢圆筒的造价较高,而且在海水环境下,钢圆筒的耐腐蚀性较差、后期维护费用较高。设计一种钢材与钢筋混凝土组合结构的圆筒方案,取代钢结构圆筒,并对此结构的可靠性、施工可行性和经济性与钢圆筒进行对比。结果表明,组合结构圆筒方案总体可行、可靠性高、成本较低,可为类似工程提供借鉴。     

钢混组合桩联接段沉桩应力传递效果分析

钢混组合桩结合了混凝土管桩造价低和钢管桩抗弯性能好的优点,在满足工程质量要求的前提下降低成本。结合工程实例开展钢混组合桩沉桩动应力测试,对联接段的应力传递效果进行研究。结果表明:联接段设计合理,能起到很好的应力传递作用。     

钢筋混凝土海洋平台结构受力分析

为完善新型型钢混凝土海洋平台的设计计算理论,本文针对梁内型钢腹板是否穿过节点区的不同情况,参考陆上新型钢筋混凝土建筑的新技术、结合海洋平台的特点,采用变角软化桁架模型,利用平衡条件、协调条件及混凝土软化应力-应变关系,并考虑"扭结"影响(强度弱化)的钢筋应力-应变关系,提出了压弯剪复合受力作用下的框架梁柱节点的受力全过程计算方法.利用该方法对国内外所作的53个框架节点试件进行了受力全过程分析,计算结果与试验结果吻合程度较好,为新型海洋石油平台的研究、设计与施工提供了有益的探索.     

Degradation of bond strength and deformation between TRC-confined seawater sand concrete and BFRP bars under chloride corrosion environment

The interfacial bonding performance between seawater sand concrete and basalt fiber reinforced polymer (BFRP) bars were tested under different textile reinforced concrete (TRC) confinement layers, confinement sequences and chloride salt dry-wet cycles. The results show that TRC confinement can change the failure mode of the specimen and improve the ductility of specimens. With the increase of corrosion age, compared with the specimens with the same restrained layers in the conventional environment, the ultimate bond strength of restrained specimens before corrosion gradually decreases, and the slip value when reaching the ultimate bond strength also slightly decreases. The bond strength of the pre-restrained corroded specimens has the same development trend. Based on the bond-slip model of deformed steel bars and concrete proposed by Eligehansen for the first time in 1983—BPE model, under the control of TRC confinement and corrosion age, the relationship between the TRC confinement layer and the ultimate bond strength and slip of seawater sand concrete and BFRP steel bar is established. By fitting and predicting the ultimate bond strength, corresponding slip value, and corrosion age control of different TRC confinement layers, it is found that the confinement effect will not be significantly improved when the confinement layers exceed 4 layers. Under long-term chloride corrosion, the failure mode of the specimen may still change into splitting failure when the number of restrained layers is small.     

船用玻璃纤维增强复合材料与钢连接结构的力学特性（英文）

The use of a glass-fiber reinforced composite in marine structures is becoming more common, particularly due to the potential weight savings. The mechanical response of the joint between a glass-fiber reinforced polymer(GRP) superstructure and a steel hull formed is examined and subsequently modified to improve performance through a combined program of modeling and testing. A finite-element model is developed to predict the response of the joint. The model takes into account the contact at the interface between different materials, progressive damage, large deformation theory, and a non-linear stress-strain relationship. To predict the progressive failure, the analysis combines Hashin failure criteria and maximum stress failure criteria. The results show stress response has a great influence on the strength and bearing of the joint. The Balsawood-steel interface is proved to be critical to the mechanical behavior of the joint. Good agreement between experimental results and numerical predictions is observed.     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

钢壳混凝土沉管组合结构徐变和收缩性能研究

以深圳到中山预投标的钢壳混凝土沉管隧道工程为例,针对钢壳混凝土沉管的组成形式,借鉴已有的钢-混凝土组合结构在收缩和徐变作用下的变形研究成果,对钢壳混凝土结构在长期作用下的受力和变形情况进行研究,采用一种简捷的计算方法对沉管横向结构在长期作用下的受力和变形情况进行计算.结果表明:由于徐变和收缩的影响,混凝土最终将近退去一半的应力值;钢壳的受力随着徐变和收缩的发展趋于均匀;随着收缩徐变的发生钢壳所承担的弯矩逐渐减小;由于徐变和收缩导致挠度增量的影响并不大.     

水泥基迁移型钢筋阻锈涂料性能研究

通过强度、握裹力、干湿冷热循环、抗氯离子渗透、阳极极化试验等方法,研究了水泥基迁移型钢筋阻锈涂料各种性能。结果表明该涂料涂刷于钢筋表面可有效抑制钢筋腐蚀,并能提高握裹力,对混凝土性能无不利影响。