约束混凝土墩柱截面曲率延性分析

本文利用钢筋以及约束混凝土的应力－应变关系曲线,采用“条带法”计算约束混凝土墩桩截面的弯矩－曲率关系,从而得出约束混凝土墩桩的截面曲率延性系数同轴压比、弯矩、箍筋的关系,为钢筋混凝土墩桩的延性抗震设计提供依据。     

圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件工作机理研究

利用有限元软件ABAQUS对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件进行研究,分析了混凝土强度、内外钢管屈服强度、轴压比、截面名义含钢率及空心率等参数对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件的荷载-变形关系曲线的影响规律,并对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件荷载-变形关系曲线进行全过程计算分析。结果表明:混凝土强度、外钢管屈服强度及截面名义含钢率越大,构件极限承载力越高,空心率越大,构件极限承载力越低,而随着轴压比的增大,构件承载力先增大后减小;圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件荷载-变形曲线可分为三个阶段:弹性段、弹塑性段和塑性段。通过对这三个阶段中内外钢管和混凝土固定端的截面纵向应力分布云图及钢管与混凝土间相互作用的分析,揭示了圆中空夹层钢管混凝土在压弯剪作用下的工作机理。     

波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合连续箱梁受弯性能

提出了新型波形钢腹板-双管弦杆-混凝土板组合梁, 混凝土顶板与双钢管混凝土下弦杆由波形钢腹板连接。为了分析新型组合梁在正、负弯矩作用下的受弯性能, 进行了组合连续梁的受弯试验, 研究了试验梁的破坏模式、变形特性、应变特性与混凝土顶板裂缝发展规律。根据试验结果, 提出了新型组合梁的变形和承载力计算方法, 并验证了方法的有效性。试验结果表明: 在正、负弯矩区段, 组合截面波形钢腹板各测点纵向应变很小, 跨中和支点处纵向应变峰值仅为下弦杆的3.7%和5.1%, 可忽略不计; 混凝土顶板和钢管混凝土下弦杆纵向应变沿截面高度方向基本呈线性变化, 满足平截面假定, 在外荷载作用下共同受力; 当组合试验梁达到开裂荷载140 kN时, 主梁跨中挠度理论计算值为5.8 mm, 试验值为5.5 mm, 误差约为5%, 当组合试验梁跨中截面达到极限抗弯承载力时, 荷载理论计算值为399 kN, 试验值为415 kN, 试验值略高于理论计算值, 但两者误差很小, 约为4%, 说明该组合梁的挠度和抗弯承载力理论计算方法简单、可靠。     

钢-混凝土双面组合连续箱梁负弯矩区有限元分析

钢-混凝土双面组合箱梁是由两个H型钢作钢骨架,并与上下两块混凝土板组合形成的箱形截面,可用于连续梁的负弯矩区。推导得到了负弯矩区截面弹性刚度和塑性极限弯矩的计算公式。建立集中力作用下双面组合连续箱梁负弯矩区的Ansys分析模型,得到了组合梁的荷载挠度曲线、截面应力和应变变化曲线以及钢与混凝土交界面的纵向滑移分布。与双主梁组合梁和普通组合箱梁的受力性能做比较,显示了双面组合箱梁承载能力和变形能力的优越性。     

钢筋混凝土构件的弹塑性性能分析方法比较

根据约束混凝土应力-应变关系,采用纤维单元模型与插值函数结合的方法,编制适用于计算不同截面的约束混凝土弯矩-曲率曲线的程序,经比较该程序具有良好的精度和适用性.     

路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏机理

为了合理分析软土地区路堤下素混凝土桩复合地基的稳定性,基于离心模型试验和仿真分析,研究了不同桩间距条件下路堤下素混凝土桩复合地基桩体的受力特征,引入桩体破坏逐一退出机制,分析了桩体破坏模式. 结果表明:在路堤自重和列车荷载作用下,路堤下复合地基素混凝土桩受力特征和破坏模式具有显著的桩间距效应,当桩间距分别增大至4倍和6倍桩径时,最靠近坡脚的第1列与第1、2列素混凝土桩分别产生了断桩破坏;在桩间距不变的条件下,随着上部荷载的增大,素混凝土桩最大弯矩和剪力均逐渐增大;施加列车荷载后,桩体最大弯矩和剪力往路基坡脚方向呈逐渐增大的规律,桩间距由3倍增大至6倍桩径时,靠近坡脚的桩体最大弯矩由172.9 kN?m增大至601.0 kN?m,大于桩体标定极限弯矩值,剪力由89.4 kN增大至249.1 kN,小于桩体标定极限剪力值,表明离心模型试验中素混凝土桩产生弯曲破坏而不是剪切、受压和受拉破坏,最靠近坡脚的桩最先发生弯曲破坏,随后往路基中心方向呈逐一弯曲破坏模式.      

约束混凝土墩柱截曲率延性分析

本文利用钢筋以及约束混凝土的应力-应变关系曲线,采用"条带法”计算约束混凝土墩柱截面的弯矩-曲率关系,从而得出约束混凝土墩柱的截面曲率延性系数同轴压比、弯矩、箍筋的关系,为钢筋混凝土墩柱的延性抗震设计提供依据.     

钢筋混凝土构件开裂弯矩理论计算

采用CEB-FIP标准规范推荐的混凝土应力-应变关系曲线模式,根据平面假设,推导出了常用钢筋混凝土截面由混凝土强度、配筋率及截面高度对截面塑性发展深度的影响,得到了钢筋混凝土截面抵抗矩的解析表达式。结果表明,随着混凝土强度、配筋率、截面高度增大,截面的塑性发展深度变小,然而塑性影响系数却不断增大。最后结合现行规范,给出了不同混凝土等级的开裂弯矩的修正系数,以及后铺装对现行塑性影响系数的修正。     

关于山区桥梁地震损伤评价

以震区预应力混凝土连续梁桥为例,根据地震时程荷载的工程状况,分析两种支架下墩底弯矩、墩底剪力、桩顶弯矩、桩顶剪力、梁端位移的实际差别,对板式橡胶支座和铅芯橡胶支座的山区桥梁进行损伤评估,得出两种支架减震隔震的实际效果。经研究发现,两种支座在桥墩侧移角、混凝土的压变系数、曲率延性系数以及钢筋的最大拉应变等地震反应方面的作用相近,但是铅芯橡胶支座在控制墩梁的相对残留位置方面作用显著,有利于震后交通的维持。     

锈损钢筋混凝土结构截面刚度衰变分析

针对钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土截面刚度衰变问题,基于Python语言,开发截面刚度非线性仿真程序,建立无损伤截面与损伤截面二维数值模型;分别考虑混凝土强度、截面尺寸与材料劣化导致的钢筋屈服强度降低、钢筋截面面积减小和混凝土截面损伤等问题,开展无损伤截面与损伤截面的弯矩-曲率关系计算分析,提出了考虑锈蚀率、混凝土强度与配筋率的截面刚度退化实用计算模型。研究结果表明:混凝土强度和截面尺寸影响无损伤截面刚度,截面尺寸相对刚度的影响更明显;钢筋锈蚀对损伤截面刚度的影响极为显著,随着锈蚀率的增加,截面开裂时和钢筋屈服时刚度不断减小,且开裂、破坏阶段提前发生;刚度退化实用计算模型可为钢筋锈蚀损伤混凝土结构性能检测评定提供参考。     

纤维格栅增强水泥混凝土的弯曲力学特性

为研究纤维格栅类型、纤维格栅表面处理及粗集料最大粒径对水泥混凝土弯曲力学特性的影响,对14组150 mm× 150 mm ×600 mm的水泥混凝土试件进行了四点弯曲试验,分析了试件破坏过程,探讨了纤维格栅与水泥混凝土相互作用的力学机理,提出了纤维格栅使用的若干建议.结果表明:试件属于脆性破坏;纤维格栅明显改善了水泥混凝土的弯曲力学特性,使水泥混凝土的抗弯强度提高6.62％ ～31.40％;与粗集料最大粒径为40mm时相比,粗集料最大粒径为20mm时,水泥混凝土的抗弯强度提高2.72％ ～9.97％;纤维格栅表面经环氧树脂处理后,试件的抗弯强度提高8.30％ ～ 11.88％.     

预应力CFRP布加固CRC梁的抗弯承载力计算

锈蚀钢筋会引起构件承载能力下降,为了提高构件承载力保证其完成预定的使用功能,需对其进行加固处理。结合锈蚀钢筋混凝土构件和预应力CFRP布加固后构件的受力特征,在相关试验研究的基础上,运用受力平衡方程,推导了锈蚀钢筋屈服、混凝土压碎及预应力CFRP布拉断等状态下的承载力计算公式,并将理论结果与试验结果进行了对比,吻合较好,可以用于指导工程实践。     

钢板-混凝土组合加固混凝土T梁的抗弯性能试验

设计了4根钢板-混凝土组合加固混凝土T梁进行抗弯承载力试验, 试件的主要设计参数包括损伤程度和植筋间距。采用荷载传感器、位移计和应变计, 分别测量了加载过程中试验梁的荷载、挠度、应变、裂缝的产生和发展、新老混凝土界面与钢板-加固混凝土界面的纵向滑移, 采用有限元软件ANSYS分析了试件的受力性能, 采用塑性方法研究了试件的极限抗弯承载力, 并对比了模型试验、数值模拟与理论分析结果。分析结果表明: 钢板-混凝土组合加固可使混凝土T梁极限抗弯承载力提高约2倍, 植筋间距与原梁弯曲损伤程度对组合加固T梁的极限抗弯承载力影响约为4%, 植筋间距越大, 新老混凝土界面纵向相对滑移越大, 极限抗弯承载力的数值计算值和理论计算值与试验值最大相对差值为9%, 因此, 模型试验、数值模拟与理论计算结果均表明钢板-混凝土组合加固可显著提高混凝土T梁的极限抗弯承载力。     

水下不分散混凝土配筋梁抗弯性能试验

为了研究水下不分散混凝土结构的性能,进行了水下不分散混凝土配筋梁与普通钢筋混凝土配筋梁的抗弯性能对比试验.试验结果表明,水下不分散混凝土配筋梁的抗弯性能与普通钢筋混凝土配筋梁的抗弯性能接近.因此,可以用计算普通钢筋混凝土梁受弯的理论计算水下不分散混凝土配筋梁的受弯.     

带管翼缘的钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为了研究带钢管混凝土上翼缘的钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能,进行了组合梁静力试验,建立了组合梁有限元模型,进行了非线性静力变参数分析。基于钢材的理想弹塑性模型和圆形钢管约束混凝土模型,建立了正截面抗弯承载力理论分析模型。研究结果表明:新型组合梁满足平截面假定,抗弯承载力大,延性好,钢管内填混凝土与管壁无滑移;极限抗弯承载力随含钢率与钢材的屈服强度的提高而增大,管内填混凝土强度的提高对极限承载力影响不大,但可以显著提高其延性,因此,在新型组合梁设计过程中要考虑内填混凝土强度和上翼缘钢管屈服强度之间的匹配关系;极限抗弯承载力试验值与理论计算值的比值为1.07,说明理论分析模型偏于安全。     

带混凝土翼板的圆管上翼缘钢-混凝土组合梁抗弯性能

考虑不同加载方式与下翼缘宽度, 对3根带混凝土翼板的圆管翼缘钢-混凝土组合梁进行抗弯性能试验, 分析了试验梁的抗弯承载性能与破坏形态; 基于试验梁的抗弯特征, 推导了组合梁屈服弯矩和极限弯矩简化计算公式。研究结果表明: 试验梁均发生典型的塑性弯曲破坏, 稳定性良好; 达到极限承载力时, 梁端处上翼缘钢管与混凝土翼板相对滑移均小于0.43 mm, 试验梁体现了良好的协同工作性能; 随下翼缘宽度的增加, 试验梁刚度与承载力增大, 对于下翼缘宽度分别为150、260、300 mm的试验梁, 其屈服弯矩的比值为1∶1.44∶1.55, 极限承载力的比值为1∶1.31∶1.40;随着试验梁承受弯矩的增大, 当中性轴上升至混凝土翼板时, 钢管混凝土处于受拉状态, 可不考虑钢管与内填混凝土的套箍效应, 而当塑性中性轴位于上翼缘钢管混凝土内时, 可不计入该套箍作用对极限抗弯承载力的影响, 但其可促进延性的继续发展; 试验梁的位移延性系数均大于3.35, 延性较好; 屈服弯矩、极限弯矩理论计算值与试验值的比值分别为1.02~1.04、0.96~1.03, 吻合良好, 因此, 所出提出的简化理论计算公式简单、可靠。     

混合设计的高性能钢梁抗弯性能试验

采用两点加载的方式, 对3片混合设计的高性能HPS 485W工字钢梁进行抗弯性能试验, 分析了截面几何参数对试验梁抗弯承载力、弹塑性变形和破坏形态的影响。结合跨中单点加载的试验结果, 对比分析了不同加载方式对试验梁抗弯承载力的影响, 建立了能够准确模拟试验梁抗弯过程的有限元模型, 在非厚实截面范围内对混合设计的高性能钢模型梁进行了关键参数的数值分析。分析结果表明: 对两点加载的试验梁, 抗弯破坏形态为纯弯段区出现受压翼缘与受压区腹板的局部屈曲; 随着翼缘宽厚比的降低, 钢梁的塑性转动能力明显提高; 随着腹板高厚比的增加, 钢梁的抗弯强度和延性均会降低; 对相同几何尺寸的模型梁, 加载方式改变时, 钢梁的抗弯过程相似, 但控制钢梁失效的破坏形态不同; 对混合设计的钢梁, 建议腹板与翼缘材料强度等级差不大于2个强度等级。     

圆截面钢管砼构件极限弯矩分析

分析了圆截面钢管砼构件在弯曲极限状态下,钢管和砼相互作用而产生的两种套箍作用效果;推导了理想塑性状态下的中和轴位置和极限弯矩的计算方法.     

圆截面钢管砼构件极限弯矩分析

分析了圆截面钢管砼构件在弯曲极限状态下,钢管和砼相互作用而产生的两种套箍作用效果;推导了理想塑性状态下的中和轴位置和极限弯矩的计算方法.