UHPC-T形梁斜截面抗裂性能试验

为研究UHPC梁的斜截面抗裂性能并提出合理的评价指标和设计建议，以期能充分利用UHPC超高的抗拉性能及优秀的裂缝控制能力，设计了5片预应力UHPC-T形梁，并完成其静力加载模型试验，试验参数为剪跨比、箍筋和钢纤维含量，获得了开裂荷载、裂缝分布和应变等关键试验结果。试验结果表明：当剪跨比增加时，开裂荷载会减小，斜裂缝宽度的发展速度却加快；箍筋对开裂荷载影响较小，但能抑制斜裂缝的发展；钢纤维含量的增加会提高开裂荷载和减缓斜裂缝的发展速度。根据材料力学公式推导出斜截面开裂剪力计算公式，进一步采用极限平衡法建立正常使用阶段斜裂缝宽度的计算方法，计算值与试验值吻合良好且偏于安全。通过计算实测开裂剪力作用下斜截面的主拉应力可知：开裂时斜截面的主拉应力会超过UHPC的抗拉强度，不仅体现了UHPC的应变硬化特性，还反映了UHPC梁良好的斜截面抗裂性能。对比各国规范的斜截面抗裂设计规定，中国规范建议稿的容许应力值较为保守。基于开裂时的主拉应力水平和各国规范规定，建议放宽整体预应力UHPC梁的主拉应力限值，取为60%的弹性极限抗拉强度并考虑纤维分布的不均匀性。对于允许开裂的UHPC梁，应验算正常使用阶段的...     

混合接头装配式方钢管约束混凝土桥墩抗震性能研究

为了解混合接头(灌浆套筒和钢管剪力键相结合)及方钢管约束对装配式方形截面混凝土桥墩抗震性能的影响，分别制作混合接头连接+方钢管约束、灌浆套筒连接+方钢管约束、灌浆套筒连接+无约束的装配式方形截面混凝土桥墩试件各1根开展拟静力试验及有限元计算，分析各桥墩试件的破坏模式、结构延性、耗能能力、强度退化、刚度退化、残余位移等抗震性能及影响参数。结果表明：装配式方钢管约束混凝土桥墩试件的破坏形态基本相同，均为压弯破坏。与无约束的装配式混凝土桥墩试件相比，装配式方钢管约束混凝土桥墩试件的水平荷载峰值和位移延性系数更高；与灌浆套筒连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件相比，采用混合接头连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件滞回曲线更饱满、无明显捏缩，抗震性能更好。对于混合接头装配式方钢管约束混凝土桥墩，增大轴压比和降低长细比可提高桥墩的承载力，但降低了延性；增大约束系数可提高桥墩的承载力和延性，建议混合接头装配式方钢管约束混凝土桥墩的轴压比≤0.3,长细比≤12,约束系数取0.58～0.90。     

Analysis of ultimate uniaxial compressive strength of stiffened panel considering influence of shear load北大核心CSCD

［Objective］This study aims to explore the law of the critical compression stress of stiffened panels under the influence of in-plane shear load, and whether in-plane shear load combined with lateral pressure will introduce a strong coupling effect. ［Method ］ To this end, nonlinear finite element (FE) software ABAQUS is used to perform numerical simulation analysis under combined loads on a group of FE models. A limit state equation/curve is then derived from the dimensionless calculation results based on the minimum square error method. ［Results］The results show that the influence law of in-plane shear load on the critical compression stress of stiffened panels is clarified, and a limit state equation of stiffened panels that considers the effect of shear load is obtained. ［Conclusion］The limit state equation in this paper can provide references for modifying the ultimate strength of stiffened panels under the influence of in-plane shear load. © 2023 Chinese Journal of Ship Research. All rights reserved.     

并列异形PBL-钢纤维增强混凝土组合剪力键受剪性能研究

为解决PBL连接件在装配式组合梁中应用困难的问题，提出了一种并列异形PBL-钢纤维增强混凝土(SFRC)组合剪力键。以连接件内贯穿钢筋数量为参数，进行了5个简化单边推出试验，得到试件的破坏模式与荷载-位移曲线，对比分析关键受剪变形特征的变化规律。基于试验结果，建立与试验结果吻合较好的有限元模型，并分析了不同材料部件的应力、应变发展及分布特点；对异形钢板剪力键的断裂机制进行了初探性研究。研究结果表明：并列异形PBL-SFRC组合剪力键具有初始剪切刚度大和延性好的特点；贯穿钢筋可有效防止SFRC的纵向劈裂破坏，减小连接件的拔出效应；组合剪力键的整体性随贯穿钢筋数量的增加而提高；有限元分析较好地揭示了该类剪力键从PBL屈服到SFRC损伤再到PBL断裂的破坏过程，PBL剪力键断裂点的钢材应变较大，与钢材颈缩应变吻合较好。     

小直径剪力钉抗剪性能试验研究

为研究小直径剪力钉的受力性能及破坏形式，按照某种组合结构的剪力钉内部参数（包括剪力钉间距、钢板厚度）设计并制作3组共6件小尺寸剪力钉进行推出试件试验，从而分析其破坏过程、抗剪承载力、滑移、剪力钉轴向应变等力学行为，并与不同规范计算得到的剪力钉抗剪承载力进行对比。结果表明：小直径推出试件破坏模式均为一侧剪力钉根部被剪断；剪力钉下侧混凝土出现细小裂纹；提高剪力钉焊接处钢板厚度会减小极限承载力时的滑移；试件平均单钉抗剪承载力为27.9 kN，欧洲规范计算值与试验值吻合较好。     

反复荷载下半灌浆套筒连接件模拟及优化

为了选取适用于反复荷载作用下钢筋与灌浆料之间黏结滑移的实现方式，同时为了解决半灌浆套筒连接件在反复荷载作用下伸长位移较大及钢筋拔出的问题，提出了在灌浆锚固端增加锚固板的优化方式。采用ABAQUS软件，设置不同钢筋直径，采取单调拉伸及反复拉压两种加载制度进行加载，进行有限元模拟分析。结果表明，反复荷载制度下连接件的极限荷载降低了约5.5%;反复荷载使得连接件在线弹性阶段产生的位移增加了130%左右，且随钢筋直径增大而增大；增加锚固板的优化方案避免了钢筋拔出破坏，使得连接件极限荷载得以提升；增加锚固板使得反复荷载下每轮循环产生的位移较为均匀，且有效减少了位移总量；反复拉压较单调拉伸情况下，灌浆料损伤增加26%,优化后的连接件的灌浆料损伤略有降低。     

沉管隧道剪力键应力分析及设计参数研究

沉管隧道接头的剪力键是沉管隧道接头中的重要构件，分析剪力键的受力及影响参数对沉管隧道的安全具有重要意义。以广州如意坊沉管隧道工程为例，采用Mazars损伤模型描述混凝土的损伤和刚度衰减，建立考虑剪力键材料损伤的沉管隧道三维精细化数值模型，研究差异沉降情况下沉管隧道接头剪力键的受力性能。同时，以剪力键的应力分布作为剪力键受力和安全性的评价指标，讨论剪力键的长度、端角形式和高度等设计参数变化对剪力键应力分布的影响，给出考虑剪力键损伤情况下相关设计参数的建议值，为沉管隧道工程接头剪力键的设计及优化提供理论支持与参考。     

钢壳混凝土抗剪连接件力学性能影响试验研究

钢板组合结构在以深中通道为代表的大型沉管隧道工程中逐渐得到应用与发展，保证界面连接是核心关键技术之一。在施工因素影响下，钢壳混凝土抗剪连接件处易形成混凝土脱空现象，对承载性能造成折减。常见的角钢连接件在构造设计方面也存在一定的改进空间。基于深中通道工程设计了4组足尺推出试验，分别对混凝土脱空形状及抗剪连接构造进行了对比研究。试验结果表明，由于连接件上部混凝土参与受力，改进的T钢抗剪连接件相比角钢连接件提高了抗剪承载力；不同混凝土脱空形状对试件承载力影响不同，通常采用的三棱柱脱空形状可以代表脱空最不利工况；提出了考虑混凝土脱空的角钢连接件抗剪承载力计算公式，该公式计算结果与试验值吻合良好，可以用于后续设计研究工作。     

UHPC节段预制拼装桥梁断面设计及预应力体系研究

超高性能混凝土(简称UHPC)以自身超高的强度、韧性、耐久性等特点，提高了建造超大跨径、超长寿命桥梁的可能性，开创了“细、薄、巧、轻”的混凝土结构，彻底告别了“肥梁胖柱”。境内外对UHPC在节段预制拼装桥梁工程中的应用研究尚处试验阶段，未进入全面应用阶段，UHPC在节段预制拼装桥梁中的应用研究方兴未艾。通过TDV和MIDAS结构计算软件对境内某40 m跨径节段预制拼装PC简支梁进行UHPC应用设计，优化断面几何尺寸、预应力体系布置、转向细部构造设计。与原设计相比，混凝土用量减少1/3,截面更纤薄美观；全桥采用体外预应力体系，预应力数量为原设计的28.6%;结构受力性能达到设计要求。在细部结构设计方面采用大尺寸剪力键、加劲肋类型转向块，便于节段安装和预应力转向。研究成果可为UHPC在节段预制拼装桥梁中的应用提供参考。     

考虑翼板局部弯曲及剪力滞效应的波形钢腹板组合箱梁挠度分析

在位移场中引入挠度1阶导数考虑翼板局部弯曲，添加剪力滞强度函数和截面转角计入翼板剪力滞效应和波形钢腹板剪切变形，基于能量变分原理获得波形钢腹板组合箱梁的控制微分方程，进而推导包括挠度在内的综合考虑翼板局部弯曲、剪力滞效应和波形钢腹板剪切变形的位移变量解析解，并分析翼板局部弯曲和剪力滞效应对不同高跨比、腹板高度占比、宽跨比、板宽比组合箱梁挠度的影响。结果表明：该解析解能较精确地计算组合箱梁的挠度；忽略翼板局部弯曲和剪力滞效应将导致组合箱梁的挠度计算结果误差过大；对于波形钢腹板组合箱形连续梁，不考虑翼板局部弯曲和剪力滞效应，跨中挠度将分别被高估13.0%和低估7.0%；剪力滞效应对翼板与波形钢腹板间的剪力分配几乎无影响，翼板局部弯曲会显著降低波形钢腹板剪力承担比，大大减小梁体挠度；剪力滞对挠度的放大效应随宽跨比的增大而增大，而翼板局部弯曲对挠度的减小作用随着高跨比和宽跨比的增大及波形钢腹板高度占比的减小而显著提高；翼板局部弯曲和剪力滞效应对连续梁挠度的影响比简支梁更大。