配筋率及截面尺寸对简支矩形截面钢筋混凝土梁抗爆性能的影响

利用LS-DYNA软件建立了长度为3 m、截面尺寸200 mm×500 mm的简支混凝土梁有限元模型;在跨中梁顶上方布置药量W=10 kg与W=20 kg的2种TNT炸药;分别采用梁整体分析、梁钢筋应力分析、混凝土破坏及塑性变形分析3种分析方法研究了配筋率对爆炸荷载作用下梁抗爆性能的影响。然后,在药量W=20 kg的条件下,保持最大配筋率不变,研究了截面宽度与截面高度的改变对梁抗爆性能的影响。研究发现:(1)与增加纵筋配筋率相比,增加箍筋配筋率能更有效地提高梁的抗爆性能。(2)增加梁截面宽度不利于提高梁抗爆性能。(3)增加梁截面高度能减小梁跨中截面挠度、缩短振动周期、增加梁整体刚度,从而有效地提高梁的抗爆性能。(4)跨中截面梁底纵筋最大应力小于钢筋屈服强度(fy=400 MPa),支座处箍筋应力超过钢筋屈服强度。(5)"提高箍筋配筋率+增加梁截面高度"为提高矩形截面梁抗爆性能的最优组合模式。     

CFRP布加固无粘结预应力连续梁受力性能试验研究

对10根经历了极限荷载的无粘结预应力混凝土连续梁用粘贴CFRP布进行了加固.完成了10根加固梁的试验,考察了平截面假定的适用性、无粘结筋的应力增长情况、加载过程中裂缝的分布与开展、跨中变形的发展、试验梁的破坏特征等.基于试验结果,建立了考虑原梁受荷历程影响的正截面承载力计算方法,提出了以中支座控制截面在极限荷载下的弹性弯矩计算值MLoad与张拉引起的次弯矩Msec之和(MLoad Msec)为调幅对象,以相对塑性转角θp/h0为自变量的调幅系数β的计算公式.     

一类非线性不确定中立型延迟系统的鲁棒滑模控制

基于等效变形区长度提出了极限状态下混凝土梁跨中挠度的简化计算方法,继而根据梁的跨中挠度推导了体内和体外无粘结预应力筋极限应力增量的通用计算公式.以受力钢筋的配筋率、预应力筋布置形式、预应力度、跨高比、荷载形式等为参数,对无粘结预应力混凝土梁的受力性能进行了参数分析,依据分析结果,提出了以综合配筋指标和预应力度为参数的等效变形区长度的计算公式.结果表明 :所提出的无粘结预应力筋极限应力增量的计算方法及公式具有较好的适用性;多种荷载形式作用时的等效变形区长度,可取为各种荷载单独作用时等效变形区长度的加权平均值,权值为各类荷载产生的跨中弯矩.     

基于Open Sees的FRP加固RC圆柱拟静力实验数值分析

纤维增强塑料(Fiber Reinforced Polymer简称FRP)加固钢筋混凝土圆柱(Reinforced Concrete简称RC)提高其抗震性能得到广泛运用,模拟FRP加固钢筋混凝土圆柱动力荷载作用下的非线性滞回反应是桥梁抗震研究的重要内容。以6个FRP加固圆形钢筋混凝土桥墩柱的拟静力实验结果为依据,基于Open Sees中的非线性梁柱单元、零长度单元,建立了考虑弯曲变形、粘结滑移变形的桥墩柱抗震数值分析模型,同时考虑FRP及箍筋对混凝土的共同约束作用,选用吴刚强化模型作为混凝土强度依据,在对实验验证的基础上,进行参数分析。数值模拟结果与实验结果对比表明:吴刚强化模型计算的混凝土应力应变合理,纤维单元模型对加固柱的滞回曲线有较好的模拟,且能体现柱在加载过程中刚度、强度的变化,FRP加固量、轴压比、剪跨比对加固柱的承载力及破坏位移角有一定的影响。     

N式砌块砌体受剪性能试验研究

对30个N式砌块砌体抗剪试件(其中未灌孔试件6个,灌孔试件24个)进行了受剪力学性能试验研究,了解了N式砌块砌体的破坏形态及破坏机理.试验结果表明,灌孔N式砌块砌体的受剪开裂荷载与极限荷载的比值随灌孔率的不同分别为:半灌孔试件77%~82%、全灌孔试件54%~59%.随着灌孔混凝土面积的增大,N式砌块砌体表现出越来越好的延性.未灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范抗剪平均强度公式计算值高出11%,半灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范平均强度计算值高出5%,全灌孔N式砌块砌体的抗剪强度平均值比砌体规范平均强度计算值高出74%~106%.     

集中荷载下钢木组合梁试验研究及有限元分析

  目的  用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。  方法  在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。  结果  钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。  结论  钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。      

预应力碳纤维聚合物筋混凝土梁4点弯曲荷载作用下的试验与有限元分析

为了解决混凝土构件中钢筋锈蚀问题,可以用碳纤维聚合物筋替代钢筋作为增强材料,与混凝土共同受力.为研究这类构件的力学性能,以普通钢筋作非预应力筋,以碳纤维增强聚合物筋作无黏结预应力筋,制作了4根无黏结部分预应力混凝土简支梁,完成了试验梁的4点弯曲加载试验.通过有限元分析了这类梁的受力性能.结果表明:试验结果与有限元分析结果吻合良好.基于试验与分析数据,提出了这类构件正截面承载力的计算公式和刚度的计算公式.     

非对称配钢钢骨混凝土柱钢梁框架节点延性试验研究

对4个 T 形配钢柱钢梁节点和4个 L 形配钢柱钢梁节点进行了低周反复拟静力试验,研究了非对称配钢钢骨混凝土柱钢梁框架节点的延性性能和耗能能力。试验考虑了轴压比、混凝土强度等级和核心区配箍率等参数对节点延性分析的影响,并对在相同条件下 T 型试件和 L 型试件延性进行对比分析,观察了节点的受力过程和破坏形态,分析了不同因素对滞回特性的影响。结果表明,试件的延性随着轴压比的增大而减小,随着混凝土强度增加而减小,随着核心区配箍率的增大而增大；在轴压比、核心区配箍率及混凝土强度等条件相同情况下,L 形试件受到偏心扭转的影响,T 形试件延性较 L 形延性好。     

无粘结部分预应力混凝土梁的极限强度裂缝和变形的试验研究

本文通过对18根配有非预应力钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的试验,研究了非预应力钢筋对梁的工作性能的影响.根据对梁的极限强度和挠曲性能的分析研究,提出了无粘结束极限应力、梁的裂缝宽度和挠度的计算公式.计算结果与试验结果吻合良好.     

改性亚麻纤维增强胶合木梁受弯性能试验

将天然亚麻纤维经纳米TiO2接枝制得改性亚麻纤维复合材料(FFRP),以云杉-松树-冷杉木板(SPF木板)为原材料制作24根尺寸为2 850 mm×50 mm×150 mm的胶合木梁试件,采用改性亚麻纤维复合材料通过顺向粘贴在梁底部、横向粘贴在梁侧面和底部(U型箍)的方式对胶合木梁进行增强。对8组试件进行三分点加载受弯试验,分析梁底部改性亚麻纤维复合材料粘贴方式(粘贴长度、粘贴层数、U型箍)对胶合木梁破坏形态、极限承载力、跨中挠度、截面应变的影响及粘贴FFRP对胶合木梁受弯性能的增强效果。结果表明:在不发生剥离破坏的前提下,底部粘贴长度对胶合木梁的抗弯性能影响不大。对于无箍胶合木梁,底部粘贴FFRP能够提高胶合木梁的抗弯承载力与刚度,但底部粘贴的层数不宜过多,粘贴层数过多反而会导致提高幅度有所下降;对于有箍胶合木梁,其抗弯承载力与抗弯刚度,均随着底部粘贴FFRP层数的增加而增大。当底部粘贴3层FFRP时,有箍和无箍胶合木梁的抗弯承载力与抗弯刚度相差不大,但有箍梁的延性得到明显提高;当底部粘贴6层FFRP时,有箍梁的抗弯承载力和抗弯刚度比无箍梁均有明显提高。U型箍可以改变胶合木梁的破坏形态,无箍胶合木梁的破坏形态同普通梁一样,为脆性破坏;而有箍梁的破坏形态为延性破坏,U型箍能够避免木材层板间开裂与横向撕裂,增强FFRP与梁底部木材的协调性能,提高胶合木梁的抗弯性能。     

加筋水泥土组合梁型钢-水泥土相互作用试验研究

小规格型钢加筋水泥土结构作为挡土墙已应用于实际工程,但对于其组合破坏模式和刚度缺乏深入的研究.为研究加筋水泥土结构破坏模式,进行了室内采用钢板加筋的不同截面高度、不同加载方式的水泥土组合梁抗弯试验,分析了试验条件下钢板-水泥土组合梁的抗弯强度.     

钢筋混凝土梁腐蚀损伤超声检测试验研究

在役混凝土结构中,钢筋与混凝土间有效的粘结是保证其安全工作的前提。环境对混凝土结构的腐蚀作用可导致钢筋腐蚀并使钢筋与混凝土间的有效粘结大大降低。最终,混凝土结构会因锈蚀钢筋与混凝土间有效粘结的失效而发生破坏。本文通过两种不同配筋间距钢筋混凝土小梁试件在氯盐溶液中的浸泡腐蚀试验,研究了钢筋在不同腐蚀程度下,相同配筋间距小梁,以及相同钢筋腐蚀程度下,不同配筋间距小梁的超声波检测数据与钢筋腐蚀程度的相关关系,研究了钢筋腐蚀程度与超声波波速的一些相关规律,得出了在建立了原始钢筋混凝土超声波检测纪录的情况下,可以利用其某一时刻检测得到的超声波波速来初步估计钢筋混凝土腐蚀损伤程度的结论。这一结论对及时发现混凝土结构的腐蚀程度,并及时采取有效的防护措施具有现实意义。     

PVA-ECC加固RC足尺梁受弯性能试验研究

对6根足尺聚乙烯醇纤维水泥(PVA-ECC)加固的钢筋混凝土梁进行了正截面抗弯一次和二次受力的试验研究.通过与另1根同配置未加固钢筋混凝土梁的试验结果的对比,研究了加固梁纵向加固配筋率对抗弯承载力和变形能力的影响.试验采用三面U型加固形式,量测试验梁裂缝分布形态、荷载-挠度曲线、钢筋和混凝土应变发展规律等.试验结果表明PVA-ECC钢筋网薄层加固是一种有效的加固方法,能够显著地提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力、截面刚度以及抗裂性能.     

钢筋砼简支梁采用新旧规范计算配筋比较分析

介绍准确确定钢筋混凝土简支梁的计算跨度（求弯距、剪力）,使梁的受力更加合理,用新旧规范对梁的纵向受力钢筋进行配筋计算比较,结果表明按新规范计算梁的配筋及采用新规范混凝土标号对梁的强度有明显加强。     

钢骨混凝土T形截面短柱抗剪性能试验研究

为了研究钢骨混凝土T形截面短柱的抗剪性能,在考虑剪跨比、轴压力系数及配骨率等影响参数的基础上,对14根钢骨混凝土T形截面短柱和2根钢筋混凝土T形截面短柱的抗剪性能进行了试验研究,提出了钢骨混凝土T形截面短柱抗剪承载力计算公式。试验结果表明,计算值与试验结果较为吻合,钢筋混凝土T形截面短柱加入钢骨后,其抗剪承载力有较大程度的提高。     

基于挠度控制的钢筋混凝土梁高确定方法

提出了钢筋混凝土梁合理高度的理论计算方法，为结构工程师在结构方案设计阶段确定梁的高度提供了一个理论公式。在建立一般梁的挠度曲线方程的基础上，考虑钢筋混凝土梁的徐变和最优配筋率，并结合抗弯承载力和挠度控制的要求，推导了钢筋混凝土梁的最大跨高比公式。在分析各种典型工况的钢筋混凝土梁参数的基础上给出：一般简支主梁跨高比为8～12。简支次梁跨高比为12～20。固支梁跨高比为简支梁的1．5倍。采用本文方法确定钢筋混凝土梁高，计算结果与常用工程经验取值接近，克服了工程中通常采用的根据经验公式、简化梁的分类粗略估算梁高的不足之处，为不同工况下的梁高取值估算提供了更为详尽的计算公式。     

简支桥跨剪力,主拉应力横向分布模型实验及电算分析

剪力和主拉应力计算,是钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土简支梁桥设计计算的重要内容之一,剪力有时直接控制主梁截面尺寸及箍筋设计。本文通过五梁式简支T梁桥钢模型实验和电算分析,得出简支桥跨结构各截面剪力、主拉应力、弯矩横向分布系数皆为弹性分布,且剪力分布峰值由L/4截面分别向h截面和跨中截面递增,弯矩分布峰值由跨中截面向h截面递增。     

CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性及裂缝宽度的探讨

采用试验研究与理论分析相结合的方法对CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性能进行了相关研究。探讨了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下裂缝的发展规律以及裂缝发展的影响因素;分析了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下的平均裂缝宽度、最大裂缝宽度的计算问题。可为修订CFRP加固技术规程,完善加固设计方法,拓展加固技术提供参考。     

钢筋混凝土构件模型的配筋率及保护层厚度研究

运用相似性原理，对钢筋混凝土轴心受压、大偏心受压柱以及钢筋混凝土梁的强度相似条件进行推导，确定了模型试验中模型构件配筋率及混凝土保护层厚度的理论取值，并采用误差分析方法分析了模型混凝土保护层厚度取值对承载力相似性的影响.分析表明，在进行钢筋混凝土构件模型试验时，宜采用与原型相同的配筋率.对于轴心受压柱，模型保护层厚度不产生误差；对于钢筋混凝土梁，模型保护层厚度取原型保护层厚度除以0.5倍比例系数，此时误差可以控制在10%；对于大偏压柱，建议保护层厚度取原型保护层厚度除比例系数.     

新型自攻螺钉加固措施对胶合木梁受弯性能的影响

以云杉-松木-冷杉胶合木板材(SPF板材)为试验梁原材料,采用一种新型自攻螺钉加固胶合木梁的新方法(从梁底部旋入新型自攻螺钉以实现对普通胶合木梁的加固)制作了24根2850 mm(长)×50 mm(宽)×150 mm(高)的胶合木梁,进行三分点受弯试验,分析新型自攻螺钉不同的锚入深度、旋入角度和螺钉间距对胶合木梁受弯性能的影响。结果表明:新型自攻螺钉加固,可有效提高胶合木梁的极限承载能力,提高幅度在11.40%~71.40%不等,同时也可提高胶合木梁的刚度并减小跨中挠度变形,能够实现抑制和减缓胶合木梁脆性破坏。试验梁的承载能力与新型自攻螺钉锚入深度呈正相关,刚度随新型自攻螺钉锚入深度的增加呈现先增加后减小的趋势;新型自攻螺钉的螺钉间距对试验梁的极限承载能力影响不大,但对刚度有较大的影响,在螺钉间距大于1倍的梁高时,刚度与螺钉间距呈负相关;45°旋钉加固梁的极限承载能力优于垂直旋钉加固梁,同时其刚度更好,可更好地抑制和减缓试验梁的脆性破坏。推荐加固方式:梁底45°旋钉,垂直锚入深度为2/3倍的梁高,螺钉间距为1倍梁高。