核心混凝土对钢管混凝土受剪性能影响的试验

在钢管轻集料混凝土抗剪性能研究的基础上,进行了核心混凝土对钢管混凝土抗剪性能影响的试验．从抗剪试件的变形和应变变化过程的特征人手,分析了不同混凝土类型、不同混凝土强度试件以及空钢管的受力性能差异,对比了核心混凝土在抗剪受力过程中粘结滑移的影响．试验结果表明：钢管混凝土构件在受剪时,钢管对混凝土提供了套箍作用,而核心混凝土填充于空钢管中,可显著提高空钢管的抗剪性能．在参数相同的情况下,钢管轻集料混凝土与钢管普通混凝土构件的受剪性能相当,混凝土的强度对钢管轻集料混凝土构件的抗剪性能影响不明显．钢管混凝土构件在受剪时,核心混凝土与钢管之间存在微小滑移,对抗剪性能的影响可忽略．     

基于桁梁实桥试验的钢管混凝土界面传力机制

为分析钢管混凝土桁梁桥的承载性能和钢-混凝土组合作用机理,进行了桁梁上、下弦钢管混凝土界面传力行为实桥试验和全桥板壳-实体有限元参数分析;以主跨71 m的简支半穿式钢桁梁桥为依托,沿其上、下弦杆节间长度范围内共布设102个应变测点,测试并分析了加载车作用下钢管轴向应变分布和钢-混凝土界面传力特征;采用ABAQUS软件建立了试验桥板壳-实体有限元模型,经实测挠度与应变数据验证模型的可靠性后,进行了界面连接状态、界面抗剪刚度、钢管厚度、管内混凝土强度等对钢管混凝土界面传力性能的参数影响分析。分析结果表明:钢管轴向应变分布规律可反映钢管混凝土界面传力的基本特征;钢管混凝土桁架上、下弦杆节点区域均出现界面剪力不均匀分布现象,钢-混凝土界面有效传力范围内钢管轴向应变呈负指数函数分布,其他区域钢管轴向应变保持不变;完全脱黏的钢管混凝土桁架弦杆的钢管轴向应变在节点一定范围内呈二次抛物线函数分布;钢管轴向应变因界面连接状态所表现出的不同应变分布规律和剪力传递长度可用于评价钢管混凝土组合作用强弱和界面工作状态;桁架弦杆的剪力传递长度随钢管厚度和管内混凝土强度的增加而增大,钢管厚度的影响更显著;在钢管混凝土桁架弦杆内设置抗剪连接件可缩短剪力传递长度。      

新老混凝土结合面抗剪性能试验研究

对6组共18个Z型抗剪试件的新老混凝土结合面进行了全过程抗剪试验，考察了新老混凝土结合面不同处理方法对其抗剪性能的影响．试验结果表明：结合面的不同处理方法对其抗剪性能影响较大，涂刷水泥净浆的效果远好于直接浇筑新混凝土和涂刷商品界面剂，植入抗剪钢筋能显著提高结合面抗剪性能．根据研究结果建议，在实际加固工程中，抗剪钢筋植入深度最好大于钢筋直径的10倍．     

应用简化的软化桁架模型设计钢筋混凝土短牛腿

阐述了简化的软化桁架模型的传力途径、设计步骤.用简化的软化桁架模型对钢筋混凝土短牛腿进行抗剪强度分析和设计,考虑的参数包括混凝土强度、剪跨比和水平箍筋的数量.通过对一个钢筋混凝土短牛腿的实例进行了验算,与混凝土结构设计规范(GB50010-2002)规定方法的计算结果是一致的,证明了所提出的简化的软化桁架模型的有效性、实用性.     

水泥路面接缝传力杆周围混凝土损伤塑性分析

为揭示水泥路面接缝传力杆周围混凝土的受力特性与损伤机理,基于ABAQUS有限元软件,介绍了混凝土损伤塑性(CDP)模型及其参数确定方法,应用CDP模型模拟了混凝土试件单轴拉伸和压缩试验,通过对比模型试验结果验证了CDP模型参数的准确性;在此基础上,建立了接缝设置传力杆的水泥路面三维有限元模型,分析了在不同轴载作用下水泥路面接缝传力杆周围混凝土的塑性应变、损伤因子和等效应力的分布和发展规律,对比了采用CDP模型与混凝土弹性模型时传力杆周围混凝土的应力差异。分析结果表明:对于混凝土单轴拉伸、压缩试件,基于CDP模型的应力-变形全曲线模拟结果均与试验结果一致,说明CDP模型及其参数确定方法准确;对于接缝设传力杆的水泥路面,当荷载作用在接缝传力杆黏结端上方板边时,传力杆黏结端混凝土的受力最为不利;随着轴载的增大,传力杆黏结端底部混凝土率先发生损伤塑性,等效应力逐渐减小;当轴载从100 kN增大至250 kN时,传力杆周围混凝土塑性区范围从底部135°~225°扩展至60°~300°,底部150°~210°范围内混凝土发生完全损伤塑性而退出工作,等效应力趋于0,应力重分布导致更多的荷载由传力杆两侧和上部混凝土承担;若传力杆周围混凝土采用弹性模型,传力杆底部混凝土等效应力将不断增大而超过极限强度,因此,分析传力杆周围混凝土应力集中问题建议采用CDP模型。      

PBL加劲肋方钢管混凝土界面传力性能的有限元分析

为探讨PBL加劲肋的方矩形钢混凝土界面抗剪粘结滑移的力学性能,研究PBL加劲肋对界面传力性能的影响以及PBL构件界面的传力规律。采用有限元分析软件ABAQUS对比了构件分别通过粘结作用和PBL键在剪力传递长度内应力的变化规律和传递效率。结果表明:PBL键在界面传力方面承担主要角色,在剪力传递长度内自然粘结作用和PBL的传力模式相同,界面应力的变化并不均匀,自然粘结作用的传力效率远小于PBL键。     

砂浆对灌芯混凝土砌块砌体抗剪性能影响试验

对铺浆和无浆两组共24个灌芯混凝土砌块砌体抗剪性能分别进行了试验,对各砌块的抗剪破坏过程进行了观测.根据试验现象及所采集的加载数据,分析了铺浆灌芯混凝土砌块和无浆灌芯混凝土砌块的抗剪破坏机理及破坏形态.用所测得的抗剪强度平均值与砌体规范抗剪强度平均值公式的计算值进行对比,试验值略高于规范公式的计算值.分析表明,水平灰缝处的砂浆对灌芯混凝土砌块砌体的抗剪性能及抗剪强度影响较小,而竖向灰缝处的砂浆有利于改善灌芯混凝土砌块砌体的抗剪受力性能,影响砌体的抗剪破坏形态,进而提高砌体的抗剪强度.     

钢管混凝土柱徐变稳定性分析

为了探讨混凝土徐变对钢管混凝土柱轴向荷载作用下长期稳定性的影响,基于能量法和按照龄期调整的有效模量法,应用失稳准则,推导了考虑徐变和屈曲前变形的两端铰接、一端固定一端铰接和悬臂柱3种边界条件下的钢管混凝土柱长期稳定临界力计算公式,研究了该类柱徐变稳定临界力与核心混凝土强度的影响规律,并将规范取值与该临界力进行了对比. 研究结果表明:考虑徐变的钢管混凝土柱稳定临界力与徐变系数有关,相同计算长度但不同边界条件的该类柱徐变稳定临界力一致;核心混凝土强度的提高,会减小徐变对构件稳定临界力的影响;当按现行混凝土结构设计规范对核心混凝土强度等级低于C45的钢管混凝土柱进行设计时,应注意徐变失稳问题;钢管混凝土柱的徐变稳定承载力在前60 d下降明显且占总下降量约80%,在100 d后承载力逐渐趋于稳定.      

国内外钢筋混凝土桥墩地震作用下抗剪计算方法对比

为了探讨国内外钢筋混凝土桥墩在地震作用下抗剪计算方法的不同,对比分析了国内外公路和铁路桥梁抗震设计规范相关条款.通过有限元截面应力分析软件Xtract对6组钢筋混凝土桥墩模型进行了计算分析.结果表明：相对于实测值,7种规范关于钢筋和混凝土共同提供的抗剪能力计算值是安全可靠的.建议墩柱的计算宽度应采用核心混凝土尺寸,不应单纯地以一个保守定值来衡量位移延性及轴向压力对混凝土抗剪能力的影响,应动态地把这两个因素考虑进去.     

考虑横向预应力效应的钢-混组合梁桥PBL剪力键试验研究

为研究钢-混组合梁桥PBL剪力键的抗剪承载能力及其影响因素,以兰州小砂沟大桥为工程背景,设计3类13组共33个试件,采用推出试验的方法进行试验研究,对比分析了PBL剪力键的破坏形态、破坏机理以及抗剪承载能力的影响因素,提出了考虑横向预应力效应的PBL剪力键抗剪承载能力的计算公式.研究结果表明:贯穿钢筋直径、钢板开孔孔径以及钢板厚度的增加均能有效提高PBL剪力键的抗剪承载能力;横向预拉应力的存在促进了混凝土的开裂,使得混凝土、钢板及贯穿钢筋的强度和刚度无法得到充分发挥,从而降低了PBL剪力键的承载能力,对单孔抗剪承载能力降低可达10%;横向预压应力的约束作用延缓了混凝土的开裂,使得混凝土、钢板及贯穿钢筋的强度和刚度得到充分发挥,提高了PBL剪力键的承载能力,对单孔抗剪承载能力提高可达20%;考虑横向预应力效应的公式计算结果与试验结果吻合较好.      

混凝土空心砖砌体抗剪强度试验研究

通过试验研究了混凝土空心砖砌体的抗剪强度.试验结果表明:混凝土空心砖座浆面采用盲孔面设计,提高了砖和砂浆的粘结性,大大增加了剪切面积;砂浆的销栓作用能有效提高砌体的抗剪强度;混凝土空心砖砌体的抗剪强度要高于粘土实心砖、混凝土空心砌块砌体的抗剪强度.提出了混凝土空心砖砌体的抗剪强度计算公式.     

工字形柱刚接柱脚底板的合理设计

柱脚刚接的工字形截面柱承受较大的弯矩M、轴力N和剪力V，在弯矩和轴力作用下，底板尺寸大、厚度厚，本文通过底板区格的划分，锚栓布置和利用垫板传力等方法，大幅度减少底板的厚度．通过试验和国家建筑标准图04SG518—3的多年应用证实，该方法安全可靠．文章还论述了柱底摩擦力和锚栓抗剪等问题．     

应用改进的稳健设计法分析短牛腿的抗剪承载力

介绍了改进的稳健设计法,并引入新的信噪比.用软化桁架模型分析钢筋混凝土短牛腿抗剪承载力,并应用改进的稳健设计法分析影响钢筋混凝土短牛腿抗剪承载力的几个基本因素,考虑的因素包括混凝土抗压强度、剪跨比和钢筋屈服强度.通过分析可知钢筋屈服强度这个因子对短牛腿抗剪承载力最为敏感,剪跨比和混凝土抗压强度次之.与田口方法相比改进的稳健设计法的分析结果与试验结果吻合较好,应用更加准确、方便.     

钢筋混凝土不等肢异形柱抗剪性能试验研究

为了考察钢筋混凝土不等肢异形柱的抗剪性能,对12个不等肢异形柱试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究．试验结果表明：异形柱的2个柱肢均发生较为严重的破坏,翼缘也具有抗剪作用;随翼缘增大,钢筋混凝土不等肢异形柱斜截面的抗剪承载力提高;水平荷载作用方向不同时,不等肢异形柱的抗剪承载力和变形能力不同．根据试验结果,考虑翼缘混凝土对异形柱抗剪承载力的作用对相关规范中给出的公式进行了修正,使之适用于钢筋混凝土异形柱抗剪承载力的计算．     

钢骨混凝土L型截面异形柱抗震性能影响因素探讨

通过四根L型截面钢骨混凝土柱在压、弯、剪共同作用下的低周反复加载试验,探讨轴压比、剪跨比、配箍率对钢骨混凝土异形柱滞回曲线、耗能性以及延性的影响,对于异形柱施工具有一定的工程指导意义。     

传力杆对水泥混凝土路面的影响

针对水泥混凝土路面常见的破坏形式,在路面接缝处设置长度为0. 41m的传力杆,通过模拟水泥混凝土路面设置传力杆与不设置传力杆,研究路面受荷板与相邻不受荷板在受力与竖向位移上的区别。结果表明:在标准轴载作用下,设置传力杆能够减小约受荷载板14%的竖向位移、10%的层底最大压应力,能够减小荷载作用的影响范围的大小;未受荷板能够有效地接收到相邻受荷板传递的力,而引起自身竖向位移以及应力变化;设置传力杆后,随着荷载的增大,相邻未受荷板的压应力、竖向位移均随着荷载的增加呈线性增加,可见传力杆对水泥混凝土路面板分散受力有积极作用。     

连续配筋水泥混凝土路面裂缝传荷系数三维有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,采用梁单元模拟纵向钢筋,根据Timoshenko梁理论,确定支撑反力的作用长度。采用三向弹簧单元模拟钢筋和混凝土界面联结,竖向(z方向)弹簧单元模拟混凝土对钢筋的支撑;刚度分配按照"贡献面积"的原则,通过在相邻混凝土面层板侧面对应结点设置三向弹簧单元,模拟集料嵌锁的传荷作用;建立并验证考虑裂缝传荷系数的CRCP三维有限元模型。利用该模型分析标准轮载作用下路面结构参数对混凝土面层板在裂缝附近的力学响应和裂缝传荷系数的影响。结果表明,增大混凝土板厚度,板边应力和裂缝传荷系数均明显减小;增大基层厚度和土基强度,板边应力和裂缝传荷系数略有减小;增大裂缝刚度,可提高裂缝的传荷系数,减小裂缝处混凝土面层板的受力。     

混凝土植筋粘结锚固性能的拉拔试验研究

对120个混凝土植筋试样进行了室内拉拔试验,对比分析表明钢筋直径、混凝土强度、锚固长度和植筋孔径是影响钢筋平均极限拉拔力与胶-混界面极限平均粘结力的重要因素;混凝土预埋筋和后植筋中钢筋平均极限拉拔力相差不大,采用后植筋补强混凝土强度可以达到与预设钢筋相同的效果;混凝土试块主要出现三种破坏形式即钢筋拉断、胶-混界面破坏和混凝土劈裂。进而,基于理论分析建立了试件拉拔试验中钢筋极限拉拔承载力计算式。     

混凝土路面钢筋机械连接性能的数值分析

钢筋机械连接在旧有混凝土路面修补中得到了广泛应用。本文采用有限元数值分析方法对于不同配筋率的混凝土路面板进行有限元分析,确定不同配筋率对混凝土路面板内粘结界面处的应力影响。结果表明：当新老混凝土粘结为一体时,新老混凝土界面处应力随配筋率变化很小,连接件所起到的作用不明显。一旦新老混凝土界面处产生裂缝,并产生相对位移,钢筋连接件则有效的抑制裂缝的发展,增强新老混凝土界面处的抗剪能力,进而指出路面修补中合适的配筋率。     

劲性钢筋混凝土框架顶层边节点静力及抗震性能试验研究

本文根据对15个径性钢筋混凝土顶层边节点试件的试验结果（其中6个为低周往复加载），探讨了其破坏模式，传力机理及抗剪强度和延性，提出了一个与试验结果符合较好的抗剪强度计算公式。