New unified failure model on evenly distributed reinforced concrete members with box section

It is urgently needed to describe the structural collapse process under extreme conditions to survive people.For reinforced concrete structures it is still a difficulty to describe the failure of reinforced concrete members under complex internal force combination,such as under axial forces,bending moment,shear forces, and torsion working together.In this paper,based on the traditional Nielsen model,a new unified failure model on reinforcement evenly distributed concrete members with box section under combined forces is introduced.The advantages of the proposed new model are to consider the dowel actions of reinforcements and reasonably to consider of the shear carrying capacity of concrete,especially when compression stress of concrete is in a high value.Finally,the theoretical results of the new model are compared with a series of experimental results of box section members.The comparison has verified that the new model is more accurate and feasible for the design and calculation of box section members.     

Experimental study of the shear capacity of glass fiber reinforced polymer reinforced concrete beam with circular cross section

In order to research the shear behavior of glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforced concrete beam with circular cross section, based on the test results of 36 concrete beams subjected to four-point loading up to failure, the shear capacity and mechanical properties of deformation were analyzed comparatively between GFRP reinforced concrete (GFRP-RC) beams and steel reinforced concrete (steel-RC) beams. Furthermore, influencing factors of shear capacity of GFRP-RC beam with circular cross section were also investigated. The test results indicate that the failure modes of GFRP-RC and steel-RC beams are the same, but the crack patterns are slightly different. And, the shear capacity of GFRP-RC beam firstly increases with the reduction of shear span ratio, and then decreases. In addition, it was found that the influencing coefficient of GFRP on concrete increases with shear span ratio reducing.     

Limit analysis for reinforced concrete rectangular members under bending,shear and torsion

The ultimate strength of reinforced concrete （RC） rectangular members subjected to combined bending, shear and torsion is obtained from the limit analysis proposed in the present paper. Based on a warped failure surface determined by external loads, and a reasonable assumed stress distribution balancing external loads but not violating the yield condition, the bending-shear-torsion interaction can be derived from equilibrimn conditions. According to the definition of lower-bound theorem in limit analysis, the calculated ultimate loads will be carried safely by the structure. The present method is a simple approach to obtain carrying capacities for RC elements under complex external loads. After comparing with the test results, a good agreement has been observed. The present method can be extended to explain the failure mechanism of RC members subjected to axial loads, and it is possible to develop a simple unified theory of RC members for engineering.     

组合结构箱梁扭转极限承载力计算方法研究

对受扭组合结构箱梁进行理论分析,提出了配筋率与混凝土破坏模态和钢筋屈服模态之间的相互关系.提出了组合结构箱梁的扭转极限承载力计算方法.通过与实验结果进行比较,验证了所提出计算方法的正确性.     

组合结构箱梁扭转极限承载力计算方法研究

对受扭组合结构箱梁进行理论分析,提出了配筋率与混凝土破坏模态和钢筋屈服模态之间的相互关系。提出了组合结构箱梁的扭转极限承载力计算方法。通过与实验结果进行比较,验证了所提出计算方法的正确性。     

Ultimate Strength of Annular Reinforced Concrete Members Under Combined Actions

Annular reinforced concrete(RC) members are commonly used in bridge structures and offshore platforms. These RC members often fail under the combined actions of axial force, bending moment, shear force and torsion load in hazards of earthquake and wind. It is very important to study the failure mechanism of annular RC members under combined actions. This study proposes a model to analyze the ultimate strength of annular RC members under combined actions using limit failure theory. A new method is established to determine the geometric parameters of the warped failure surface, and the new calculation model for the ultimate strength is obtained using the equilibrium conditions based on the geometric parameters and the stress distribution on the failure surface. The proposed model calculations are compared with a series of experimental results of annular RC members, and they correspond well with the experimental results. The proposed model is feasible for engineering application.     

暗支撑型钢混凝土剪力墙抗震性能试验研究

为了研究不同数量暗支撑对型钢混凝土剪力墙的抗震性能影响,选取4个剪跨比为1.75的矩形截面型钢混凝土剪力墙试件进行了低周反复荷载下的试验研究（其中1个为普通剪力墙对比试件,3个为工字钢暗支撑剪力墙试件）,对比分析了不同数量暗支撑条件下型钢混凝土剪力墙试件的破坏特征、承载力、刚度、延性、滞回特性及耗能能力.试验研究表明:带暗支撑型钢混凝土剪力墙试件的裂缝细密且分布区域较大,塑性铰发展充分,滞回曲线饱满,耗能能力明显提高;带暗支撑型钢混凝土剪力墙试件的屈服荷载和极限荷载相比普通剪力墙分别提高了88.76%和91.97%,极限位移角提高26.67%,抗震能力比对比试件显著提高.      

不同含水率对钢筋混凝土柱推倒分析的影响

混凝土含水率影响到混凝土的力学性能,从而对钢筋混凝土结构性能有较大的影响.结合钢筋混凝土短柱单调静力推倒的相关试验,应用SAP2000程序,建立并验证了钢筋混凝土柱有限元分析模型,在不同含水率条件下,对钢筋混凝土柱进行了推倒分析.结果表明：随着含水率的增加,构件基底最大剪力和变形能力呈先提高后降低的趋势,且随着含水率的增大下降幅度越来越大.     

钢筋砼长柱偏心距增大系数计算方法比较

偏心距增大系数是钢筋混凝土长柱承载力分析的重要参数,根据各国不同的计算方法,以两个理想模型和一个实际工程为例,分析了长细比和偏心距对柱的偏心距增大系数的影响规律,比较了各国计算方法的差异,阐述了长柱的工作机理、破坏过程,为探索新的简化计算方法提供参考.     

钢筋混凝土异型管涵的力学性能研究

通过对钢筋混凝土圆管涵进行结构优化,研发了一种新型的钢筋混凝土异型管涵结构,并对该异型管涵进行相应室内试验和有限元分析。室内静载试验采用千斤顶加压形式,分级加压直至钢筋混凝土破坏,得出钢筋混凝土异型管涵的极限承载能力、结构力学特性、裂缝发展趋势和结构破坏形式等。结合ANSYS有限元模型,深入了解异型管涵的受力性状和力学性能。通过对比圆管涵可知,钢筋混凝土异型管涵极限承载能力大大提高,结构受力也更为合理。     

空间刚架结构钢-混结合段的力学性能

为了研究某高速铁路空间刚架结构钢-混结合段的力学性能及传力机理,对其进行了1∶2大比例节段模型试验及非线性有限元分析.对试验模型分别进行正常使用极限状态与承载能力极限状态加载,测试主要构件的应力、变形分布及其随加载历程的变化;结合非线性有限元分析,探讨了结合段传力构件之间的荷载分配关系.研究结果表明:钢-混结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;结合段内混凝土、钢板、剪力键等均处于弹性工作阶段,且应力分布均匀,具有较高的安全储备;钢-混结合段能有效传力,承压板和剪力键各自分担50%的荷载,荷载分配较合理.      

钢筋混凝土偏心受压构件受压承载力的合理分析

依据弹塑性力学原理,讨论了钢筋混凝土偏心受压构件截面分析的一般方法,研究了构件在轴心压力和弯矩的联合作用下,构件正截面的受力性能及承载力问题.通过理论分析和具体实例,结合钢筋混凝土偏心受压构件的截面计算问题,对教材中传统计算及论文中精确计算的结果进行了比较,认为在进行截面设计时,截面复核的步骤不容忽视,且明确此时轴向力设计值并不等于轴向受压承载力设计值,由此给出合理的分析方法,以便于工程计算及分析的合理化.     

既有钢筋混凝土梁桥的承载力可靠度分析

承载力可靠度是反映既有钢筋混凝土梁桥安全性的重要指标．对于既有钢筋混凝土梁桥,其材料强度和结构尺寸可以通过现场检测获得,同时,在桥梁服役期间内,桥梁已经承受了某一水平荷载的验证,并且桥梁各主要失效模式问存在相关性．综合考虑多种因素,建立了既有钢筋混凝土梁桥承载力可靠度分析的模型和方法,并应用于一座跨径为19．5m的5片简支梁桥的承载力可靠度评估中．     

HB-FRP加固混凝土梁研究综述

为总结混合粘贴纤维复合材料(HB-FRP)加固方法的研究成果, 推动其在混凝土梁维修加固领域的更广泛应用, 调研了HB-FRP加固法的研究现状, 揭示了外贴HB-FRP在外荷载和环境侵蚀下容易发生剥离的问题; 阐述了HB-FRP抑制FRP加固后剥离的工作机理, 分析了HB-FRP加固体系的构造特征及其对界面黏结力的影响; 总结了已有黏结-滑移模型和剥离荷载模型, 研究了加固梁的抗弯和抗剪性能; 分析了当前工作的不足, 并展望了下一步的研究方向和思路。分析结果表明: 外荷载和环境侵蚀均可能引起FRP剥离, HB-FRP加固同时发挥了化学黏结、摩擦和销栓作用, 有效地抑制了FRP剥离; 目前几种HB-FRP黏结-滑移关系的主要区别为达到界面黏结强度时FRP是否会发生稳定的滑移; 黏结界面极限剥离荷载取决于其黏结-滑移关系; HB-FRP加固可用于正截面抗弯和斜截面抗剪, 加固梁承载力和加固效率可得到大幅提高; 增加FRP配置率和钢扣件数量能有效提高加固梁的抗弯能力, 钢扣件间距对加固梁承载力的影响和加固设计准则还不明确, 裂缝和外荷载对加固梁的剥离荷载、材料利用率和破坏模式影响显著; 加固梁抗剪强度的增加主要来自FRP和混凝土提供的剪力, 而箍筋的影响较弱; 增加FRP加固量和减小条带间距能显著提高加固梁的抗剪承载力; 后续应继续研究HB-FRP加固设计理论, 提出考虑材料与构造特征的黏结特性计算模型和基于界面剪力的HB-FRP钢扣件间距设计方法, 进而建立HB-FRP加固混凝土梁的优化抗弯、抗剪设计方法和设计公式。      

圆形截面偏压构件正截面抗压承载力计算系数探讨

根据JTG D 62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,比较了圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数D的查表值与公式计算值的差异,提出了修正方法。分析结果表明:该方法具有较好的计算精度,满足桥梁设计需要。     

圆形截面偏压构件正截面抗压承载力计算系数探讨

根据JTG D 62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,比较了圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数D的查表值与公式计算值的差异,提出了修正方法.分析结果表明:该方法具有较好的计算精度,满足桥梁设计需要.     

PP-ECC梁抗弯性能试验研究

为研究聚丙烯纤维水泥基复合材料（PP-ECC）梁与普通钢筋混凝土梁在弯曲荷载作用下力学性能的差异,通过四点弯曲加载,对PP-ECC梁的抗弯性能进行了试验探究. 对PP-ECC梁的弯曲破坏过程进行了阶段划分;基于计算假定和简化后的PP-ECC本构模型推导出PP-ECC梁各阶段的理论临界荷载;通过试验结果对计算模型进行验证,并对比相同配筋率下PP-ECC梁与普通钢筋混凝土梁在抗弯承载力、裂缝发展形态、跨中最大变形以及延性等方面的差异. 研究结果表明:受拉区PP-ECC材料开裂之后并不退出工作而是协同受拉钢筋参与全截面受力;使用简化本构模型计算的PP-ECC梁理论抗弯承载力计算模型精度达到0.83～1.17,具备较良好的精度;PP-ECC梁在达到极限状态时,受拉区呈多裂缝稳态发展,在达到80%极限承载力时,最大裂缝宽度小于0.2 mm;相同配筋率下,PP-ECC梁在每一加载级别的变形、跨中最大变形以及位移延性系数均高于普通钢筋混凝土梁（跨中最大变形和位移延性系数平均提高71.39%和42.84%）,并且随着配筋率的提高,跨中最大变形和位移延性系数下降;配筋率相同时,PP-ECC梁的极限抗弯承载力较普通钢筋混凝土梁平均提高6.09%.      

结构截面改变在既有双曲拱桥加固中的应用探讨

通过介绍双曲拱桥典型的病害,分析了常用的加固方法的优缺点,采用改变截面形式对辽宁省某双曲拱桥进行加固,即拱肋之间新增新浇钢筋混凝土拱板,使其与拱肋、拱波形成箱型截面,通过提高截面面积、改善截面刚度的方式提高双曲拱桥的承载力。     

预应力超高强混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究预应力超高强混凝土梁的受弯性能,对4根后张法有粘结预应力超高强混凝土梁进行了试验研究,分析了预应力筋高度和预应力筋配筋率对其受力过程、破坏形态和裂缝开展情况的影响,并通过大型通用有限元程序ANSYS对预应力超高强混凝土梁承载力进行了模拟计算。结果表明：预应力筋高度和预应力筋配筋率对超高强混凝土梁的承载力和裂缝开展情况均有一定的影响; ANSYS模拟计算所得的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载与试验结果较吻合。研究结果可为超高强混凝土梁的设计及研究提供一定的基础依据。     

碳纤维与混凝土界面粘结应力计算方法

为了确定碳纤维加固混凝土结构承载过程中胶层部位的剪应力分布规律,判别碳纤维与混凝土界面间是否发生剥离破坏,进行了碳纤维布加固混凝土构件的拉伸试验,基于弹性理论,推导了已知力作用下的任意点胶层界面剪应力与碳纤维正应力的计算方法。计算结果表明碳纤维与混凝土界面的剪应力、正应变的分布规律与试验结果相吻合,计算方法有较高的精度,计算得出胶层部位的极限剪切强度为3.96 MPa,在实际工程中,为防止剥离破坏的发生,应确保胶层剪切应力小于此值。