Advanced unified failure model on uniformly reinforced concrete box section members

Based on the traditional Nielsen model,a unified failure model on the uniformly reinforced concrete box section members under combined forces was introduced by Luo and Liu.One of their contributions is adjustment of the shear carrying capacity of concrete at the member failure surface.In the unified failure model,the comparison with the experimental results verified this adjustment.Nevertheless,it should be pointed out that the adjustment factor of shear carrying capacity at member failure surface for the reinforced concrete members in the unified failure model is a fixed adjustment constant for all experiment data,which is basically determined by curve fitting.However,the adjustment factor should vary with the normal stress at the member failure surface.In this paper,an advanced theoretical model is introduced,in which the adjustment factor of shear carrying capacity at failure surface is a variable related to the normal stress at failure surface.Furthermore,the advanced unified failure model on the uniformly reinforced concrete box section member can still be expressed in a simple form.Finally,the comparison with several groups of test data has verified that this advanced model is more accurate and feasible to be used in design.     

盐冻损伤钢筋混凝土纯弯构件截面非线性分析

在试验基础上, 引入损伤力学中的Loland模型进行盐冻混凝土的单轴抗压分析, 并将模型下降段修正为非线性关系表达式。依据试验数据, 对《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)建议的混凝土应力-应变表达式中的参数进行回归, 结合修正Loland模型, 得到与冻融循环次数和水灰比相关的混凝土盐冻损伤本构模型。编制Fortran程序, 应用所提出的本构模型对盐蚀、持续荷载和冻融循环共同作用下的钢筋混凝土梁进行截面非线性全过程分析。研究结果表明: 多因素复合作用下, 随冻融循环次数与水灰比的增加, 混凝土初始损伤不断增大, 峰值应力降低, 对应应变加大, 但延性无明显变化; 盐冻条件下, 随着持续荷载增大, 梁的极限承载力降低。     

混凝土箱梁温度应力研究

在实桥观测与试验研究的基础上 ,对温度荷载所产生的温度应力对混凝土箱梁的作用进行了探讨。     

CFS加固RC箱梁斜截面承载力理论分析与试验

根据非线性有限元理论,建立CFS加固RC箱梁的三维非线性有限元分析模型,对箱梁进行斜截面承载力分析.针对箱梁桥的开裂特点与受力情况,制作4根RC箱梁并进行CFS加固RC箱梁的模型试验,通过逐级加载,研究CFS加固RC箱梁斜截面时的破坏全过程,分析CFS加固RC箱梁斜截面的受力特点和加固箱梁的极限承载力,对有限元计算结果与试验结果进行对比分析,进一步验证了理论计算模型的正确性.     

混凝土箱梁的温度场研究

在实桥观测与实验研究的基础上,论证了大气变温对混凝土箱梁的作用,探讨了混凝土箱梁在日辐射作用下所产生的温度场及其影响。     

钢筋混凝土桥梁耐久性评估研究

通过对耐久性问题的合理评估进行研究,建立钢筋混凝土桥梁耐久性模糊综合评估方法。运用模糊数学的方法,建立钢筋混凝土桥梁耐久性评估模型。通过工程实例的验证可以得出,该评估方法适用于钢筋混凝土桥梁的耐久性评估且简便易行。     

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。     

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.     

重庆沙滨路砼箱涵受荷损伤研究

笔者基于对箱涵开裂的宏观力学分析 ,运用损伤力学的理论论证了箱涵开裂的原因 ,推得了箱涵顶板所能承爱的极限荷载为 31 17kN·m ,为实际荷载的 30 %左右 ,初步估计砼箱涵的损伤区 ,极限深度 1 5 6cm .换言之 ,从损伤力学的观点可见 ,箱涵开裂是必然的     

钢筋混凝土L形柱受力性能有限元分析

采用Opensees软件对钢筋混凝土L形柱进行受力性能有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好。根据计算结果,获得试件柱根的弯矩-曲率滞回曲线和钢筋的应力-应变滞回曲线,并对影响钢筋混凝土受力性能的主要因素进行参数分析。     

混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层温度应力分析

为了探求混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层在温度变化条件下引起开裂的破坏机理,采用现场监测与理论仿真模拟相结合的手段研究了沥青混凝土铺装层在低温、高温季节,以及夏季阵雨引起大幅降温等情况下的温度场分布及引起的温度应力,并与车辆荷栽作用下的沥青混凝土铺装层力学响应进行了对比分析．计算结果表明,沥青混凝土铺装层在大幅降温条件下产生的拉应力要明显大于日变化条件下的计算结果;由实测温度场得到的拉应力峰值出现在沥青混凝土铺装层表面;大幅降温引起的铺装层拉应力要大于车载作用下的计算结果;在沥青混凝土铺装层的设计中要重点考虑温度荷载的作用．     

重庆地区水泥砼路面病害分析及治理对策

根据重庆地区水泥砼路面结构应用及病害情况调查成果 ,分析了重庆地区水泥砼路面病害的原因、机理和影响因素 ,提出了水泥砼路面病害的处治对策 ,对于山区水泥砼路面结构设计、病害治理和提高水泥砼路面使用品质与投资效益具有一定参考价值     

碳纤维加固预应力钢筋混凝梁抗弯试验研究

为进一步了解加固预应力梁的受力性能,通过试验研究了碳纤维布加固预应力钢筋混凝土梁的抗弯性能,量测了各试验梁的钢筋、碳纤维和跨中截面混凝土表面的应变、梁的变形曲线、裂缝的形态和发展及正截面受弯破坏形态等;得出了试验梁的跨中荷载-挠度曲线,并且对试验结果进行了分析.试验结果表明,粘贴碳纤维布可以明显提高梁抗弯承载力,粘贴一、两层纤维布的完好梁承载力提高幅度分别为44.73%和55.81%;初始微裂缝对碳纤维布加固预应力混凝土梁的影响较小.     

大跨PC箱梁桥腹板裂缝的控制研究

本文对大跨预应力砼(PC)箱梁桥从设计和施工两方面对如何有效地控制腹板裂缝进行了讨论,并给出了在建的连续刚构桥纵向筋的部分预应力测试结果,现有夹片式预应力群锚张拉工艺和张拉设备存在着亟待改进的地方,无粘结竖向预应力技术将成为确保竖向短力筋有效预应力的有效措施.     

超载对RC梁桥疲劳可靠性的影响分析

基于传统的用于疲劳可靠性分析的累积损伤模型和英国BS5400规范中标准疲劳车,以某钢筋混凝土梁桥为背景,研究了车辆超载对钢筋混凝土梁桥疲劳可靠度的影响和车辆超载与交通量增长同时作用下该钢筋混凝土梁桥疲劳可靠度的时变规律。研究结果表明：在相同的使用寿命情况下,超载水平越高,细节的疲劳可靠度指标越低,发生疲劳失效的概率相应也越大;同时考虑超载与交通量增长将大大缩短桥梁的疲劳寿命。与只考虑超载情况相比,服役后期细节的疲劳可靠度指标将急剧减小,桥梁在设计基准期内发生疲劳破坏的风险将显著增加。     

水泥砼路面早期破坏的力学机理研究

用有限元方法分析了不同结构和不同材料强度的多种路面结构 ,在荷载作用下砼板中的应力变化 ,以探讨引起砼路面破坏的力学机理和因素 ,其结果表明 :各结构层的强度和厚度达不到设计要求 ,将引起砼路面板的应力显著变化 ,结构不合理和施工质量差是引起水泥砼路面早期破坏的两大主要因素 ,并提出了避免水泥砼路面早期破坏的措施     

碳纤维板增强钢筋砼梁强度性能试验研究

通过碳纤维薄板加固补强钢筋砼梁的抗弯试验,采用改变碳纤维薄板粘贴长度、梁的缺口高度和配筋率等参数,对加固梁的强度性能进行了较系统的试验研究,并初步分析了界面的剥离失效机理.     

凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

连续配筋混凝土多指标配合比设计方法

采用MEPDG软件分析了连续配筋混凝土路面路用性能对于混凝土抗压强度、干缩应变、温缩系数等参数的敏感性。通过室内试验研究了水泥用量、水灰比等混凝土配合比组成参数对路面设计参数的影响。根据均衡设计的理论, 建立了连续配筋混凝土多指标配合比设计方法, 推荐了各配合比组成参数的范围, 并建立了水灰比与混凝土干缩应变、温缩系数间的回归方程及弯拉强度与抗压强度间的关系式。分析结果表明:连续配筋混凝土配合比设计的控制指标宜包括抗压强度、干缩应变和温缩系数, 水泥浆含量宜小于22%, 最大公称粒径宜为19.0~26.5mm。根据多指标的配合比设计方法得到的混凝土能更好地满足连续配筋混凝土路面的性能要求。     

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。