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.     

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。     

新型冷弯翼缘闭合组合受弯构件的力学性能

利用空翼缘梁的独特截面优势,以空翼缘梁及其适当变形后的翼缘多折线空翼缘梁为基础,将两种截面经过合理变形,并经两两组合电弧点焊形成两类新型截面形式——翼缘闭合组合截面DHF1、DHF2。采用非线性有限元方法,通过分析新型截面受弯构件的弯矩—曲率曲线、参数变化极限弯矩曲线和变形云图,全面考查了截面高度、截面宽度、板件厚度和闭合区高度比等参数对构件的变形模式、屈曲特征、极限弯矩、中点相对挠度等方面力学性能的影响规律。研究表明,新型截面构件的受压侧板件局部屈曲不易出现,从而抗弯能力和抗局部变形能力强,并且当闭合区高度比较大时构件的延性较好。冷弯翼缘闭合新型组合截面作为受弯构件具有较为优越的力学性能,可以深入试验研究并合理推广使用。     

HPF加固RC足尺梁二次受力抗弯试验研究

对4根高性能复合砂浆钢筋网加固的钢筋混凝土足尺梁进行了正截面抗弯二次受力试验研究,通过与另4根同配置未加固钢筋混凝土梁的试验结果对比,研究了原截面纵向配筋率对加固梁抗弯承载力和截面刚度的影响．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、钢筋应变发展规律等．试验表明复合砂浆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．     

混凝土收缩徐变的长期效应对混合体系竖向变形差的影响

对于钢框架-钢筋混凝土核心筒混合体系，混凝土的收缩和徐变将直接影响混凝土筒体的缩短并通过连系梁影响钢柱的缩短，从而影响柱筒竖向变形差.本文采用由时间因子控制的.同时考虑施工过程及混凝土收缩徐变效应的位移法递推方程研究了上述问题.分析表明，混凝土收缩徐变的长期效应非常显著，湿度的减小将加剧这种影响.考虑截至结构主体施工完毕3年的混凝土收缩徐变时，结构顶部筒体的累积缩短值将超过钢柱的累积缩短值；钢柱轴力的增加一般超过10%；结构顶部楼层筒体的轴力将变为拉力；部分钢梁弯矩将发生反向.     

钢筋混凝土构件阻尼特性

采用阻尼耗能空间分布理论,推导了构件的单位周期阻尼耗能及其整体阻尼比的计算方法.得到了随机地震荷载下构件纵向应力传递因子和纵向应力传递损耗因子的计算公式.分析表明,随机地震荷载作用下构件的整体阻尼比受到组成材料的阻尼特性、构件的刚度分布、假定振动形状及截面形式等因素的影响.并建议给出了试验研究材料阻尼特性的计算方法.通过已有的阻尼实验数据得到不同混凝土强度、弹性模量、配筋率下的钢筋混凝土材料的阻尼耗能系数.     

龙华松花江特大桥徐变分析

在描述混凝土收缩徐变参数和产生机理的基础上,讨论了各种因素对徐变的影响,对混凝土收缩徐变分析的方法进行了探讨.以龙华松花江特大桥为研究对象,分析变截面连续半刚构箱梁收缩徐变.通过叙述应力不变条件半刚构-连续结构的徐变变形与相应弯矩的计算,得知其方法采用狄辛格(Dischinger)函数式极为简单.     

钢筋砼构件抗弯计算的设计探讨

我们均知道,钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态根据其配筋情况可划分为三种:(1)超筋破坏:即当梁配筋过多时,其破坏是由于受压区砼被压碎,而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度而产生的破坏。破坏是突然的,属于脆性破坏;(2)适筋破坏:即当梁配筋适中时,其破坏是由于受拉区钢筋首先屈服,中和轴迅速上移,最后因受压区砼面积减少而导致受压区砼被压碎产生的破坏。     

锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能有限元分析

收集了13根锈蚀钢筋混凝土梁的试验数据,建立了相应的有限元模型并进行了分析.分析结果表明,锈蚀钢筋混凝土梁的受力变形特征与未锈蚀构件相似,但是承载力和刚度明显下降.在锚固良好的情况下,锈蚀钢筋混凝土梁承载力下降的主要原因是钢筋截面面积减小和力学性能退化,而锈蚀钢筋与混凝土之间粘结性能的退化是导致梁刚度退化的主要原因.在有限元分析和实验研究成果的基础上,提出了简化的锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力计算方法.     

小受压区高度RC梁正截面的破坏状态

采用条带积分法,应用计算机编程,对相对受压区高度为0.15左右的钢筋混凝土梁的弯矩-曲率关系进行全过程分析,得出弯矩-曲率关系曲线,并给出弯矩与混凝土应变、钢筋应变及梁的相对受压区高度的对应关系.结果表明钢筋屈服后,受压和受拉合力大小不变,内力臂略有减小,截面抗弯承载力略有降低.纵向受拉钢筋应变为4 500×10-6时,梁达到正截面承载能力极限状态.     

公路钢筋混凝土梁桥抗震可靠性分析

地震可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题.采用Monte Carlo方法对按现行结构设计规范和抗震设计规范设计的公路钢筋混凝土桥主梁进行受弯、受剪可靠度分析,对不同烈度地震作用下梁的可靠度进行校核,研究地震发生概率、材料强度、配筋率等因素对抗震可靠度的影响.在此基础上,基于延性设计思想,分析主梁"强剪弱弯"概念设计的可靠性.分析结果表明,按现行规范设计的钢筋混凝土梁具有较大抗震可靠指标,基本满足目标可靠度要求;但在弯剪共同作用条件下,应适当减小穹矩影响系数,以提高"强剪弱弯"概念设计的可靠性.     

混凝土应力图形简化对截面抗弯强度的影响

根据混凝土受压应力-应变关系的常用曲线方程，对受弯截面压区混凝土应力进行了矩形应力简化，推导得到了等效矩形应力图形高度及应力强度的一般公式。选取4种应力-应变关系模型，计算得到了矩形应力图形的简化结果．并分析了单筋截面不同模型的相对抗弯强度及其与GB50010-2002《混凝土结构设计规范》(简称《规范》)建议值的相对误差。分析表明，不考虑混凝土受压的软化性能将过高估计截面的承载力，《规范》建议值导致截面抗弯强度计算值提高近5％，且在截面高配筋率下更为显著。     

钢筋混凝土压弯构件恢复力特性的研究

本文根据109根试件的试验结果,研究了钢筋混凝土矩形与工字形截面压弯构件在反复荷载作用下的延性与滞回特性,以及轴压比、纵向配筋率、配箍率与截面形式对这些特性的影响,在此基础上提出了构件延性分析方法与定点指向曲线型的恢复力模型。后者比之Clough双线型模型能更准确地描述钢筋混凝土压弯构件的实际工作。     

混凝土受弯构件刚度计算的统一模式

采用等效截面的方法，建立了钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件在短期荷载作用下抗弯刚度计算的统一模式。公式计算结果与试验结果吻合较好，并与现行规范钢筋混凝土受弯构件的计算公式较好衔接。     

钢筋混凝土工字形截面柱抗震性能的试验研究

本文通过三十七根试件的试验结果,讨论了钢筋混凝土工字形截面压弯构件在循环反复荷载作用下的延性及滞回特性,研究了轴压比和纵向配筋率对这些特性的影响.文中还给出了骨架曲线上各特征点值的计算公式以及定点指向恢复力模型,它们均能较好地符合试验结果.     

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.     

一种新型钢-混凝土组合板承载力的试验研究

提出了一种新型的钢-混凝土组合板，并对43块不同参数的板件在施工阶段和使用阶段的工作性能进行了试验研究。分析了试件在两个阶段的荷载-变形关系、截面应变分布及裂缝发展规律等。试验结果表明：该组合板在施工阶段的应力和变形较小，模板稳定性艮好，基本处于弹性工作状态；在使用阶段其受力性能类似普通的钢筋混凝土受弯构件，但却具有更高的承载力和延性。应用数值方法计算了这种组合板的荷载一变形关系全过程曲线，理论计算结果与试验结果均吻合良好。     

火灾后预应力混凝土连续板力学性能试验与分析

完成了7块火灾后两跨无黏结预应力混凝土单向连续板受力性能试验.基于试验结果,拟合出火灾后预应力混凝土连续板中无黏结筋剩余应力、极限应力的计算公式,提出了火灾后预应力混凝土连续板正截面承载力计算公式.根据火灾下温度场分布沿板厚方向将截面分条带,引入火灾后钢筋、混凝土本构关系,基于截面轴力、弯矩平衡,获得了火灾下预应力混凝土板任意截面的弯矩-曲率关系全曲线.基于支座变形协调方程,可用割线刚度法对支座反力进行迭代求解,计算板在外荷载(曲率荷载)与支座反力共同作用下的弯矩、挠度和支座位移,进而对截面曲率积分可求得连续板的变形.试验结果表明:初始有效应力越高、受火时间越长,火灾后连续板预应力钢丝应力损失越严重;保护层厚度越小、受火时间越长、荷载水平越大,火灾后板跨中截面承载力降低幅度越大;受火时间越长、荷载水平越大,板中支座截面承载力降低幅度越大.     

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。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动力响应和破坏过程分析

利用显式动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟,混凝土采用LS-DYNA程序中提供的三维SOLID164单元和Mat-Holmquist-Jobnson-Cook(HJc)混凝土累积损伤材料模型,钢筋采用BEAM161梁单元和等向随动强化材料模型(Mat-Plastic-Kinematic),建立离散式三维有限元计算模型.对不同配筋率钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下受力特性和破坏过程进行数值分析,计算中考虑了不同爆炸距离、炸药当量对结构动力响应的影响.基于LS-DYNA的数值模拟结果表明,钢筋混凝土梁在不同爆炸荷载作用下会发生不同程度的破坏,得到了影响梁破坏模式的主要影响因素,有关结论可为钢筋混凝土梁的抗爆设计及加固提供参考.