多破坏模式和二次受力影响下FRP加固RC梁抗弯承载力

针对实际工程应用中FRP加固RC梁存在多种破坏模式和二次受力影响等关键问题,提出采用能基本表征受压区混凝土实际应力-应变情况的Hognestad本构模型,以考虑受压区混凝土非线性应力变化。推导FRP加固RC梁受压混凝土等效应力和受压区高度各自对应的相关比值,并得出FRP拉断、钢筋屈服前、后受压区混凝土压碎这3种不同破坏模式下的梁正截面极限抗弯承载力计算公式,同时推导加固梁FRP最大、最小加固量的计算公式以定义各破坏模式间的临界状态,并考虑二次受力影响和滞后应变效应。研究结果表明:所推导的公式能有效表征加固梁的不同破坏模式及二次受力效应,所计算的承载力与试验值较吻合,可以用于RC梁加固设计和承载力分析。     

斜交框架箱涵结构在钝角处的受力和配筋特点

运用自编框架箱涵计算软件及ANSYS有限元通用软件,对斜交框架箱涵结构进行了空间结构受力和配筋特点分析,对正交框架箱涵、斜交10°～40°框架箱涵,运用斜交转正交计算理论和斜交计算理论分别进行了计算分析.结果表明:斜交框架箱涵结构随斜交角度的增大,钝角处的弯矩呈现递增趋势;运用斜交转正交计算理论计算得到的钢筋拉应力,比斜交计算理论得到的钢筋拉应力偏大,这种差值随斜交角度的增加而变大,使得大角度斜交框架箱涵的配筋量增大;运用斜交转正交计算理论得到的混凝土的压应力比斜交计算得到的混凝土压应力偏小,计算差值在10°时达到最大为2.03 MPa.最后,根据斜交框架箱涵结构钝角处的受力特点提出了钝角处的配筋建议.     

钢筋混凝土梁长期荷载下挠度近似计算方法

长期荷载作用下钢筋混凝土梁的挠度受荷载、混凝土收缩及徐变等多种因素影响,其变形是非线性的。本文用梁开裂后的“平均”截面,提出了近似计算方法。求解变形时,受压区取“平均”截面中的２／３面积,并考虑应力均匀分布,受拉区考虑了钢筋对混凝土变形的约束作用。     

铁路简支梁桥纵向连续加固模型试验研究

对和原型梁比例为１∶５的钢筋混凝土简支梁进行了纵向连续加固前、后的静载试验研究．通过对试验结果对比和分析，简支梁模型经过纵向连续加固后可有效的提高梁的承载能力，增加梁的抗弯刚度，减小梁跨中截面挠度和端截面转角，降低梁跨中截面受压区混凝土的最大压应力和受拉区最外层受拉钢筋的最大拉应力．     

钢筋混凝土柱壳的非线性分析

混凝土受拉开裂及多向压力作用下混凝土的非线性应力－应变关系是产生钢筋混凝土结构非线性反应的两个主要原因，据此建立混凝土破坏的一般准则，用这些准则建立非线性有限元分析的应力－应变增量关系，对于钢筋混凝土构件的有限元分析，文中介绍的方法可以直接考虑钢筋的作用，钢筋和混凝土两种不同材料的应力－应变关系可以分别考虑，便于有限元计算程序的编制。     

风电机组基础环周边混凝土受力机理分析及基础加固

基础环在风电机组基础中得到了广泛应用,其中基础环周边混凝土存在开裂、冒浆等共性问题,需要深入分析混凝土的受力机理并寻求解决思路.首先,结合实际风机运行情况给出了基础环传递给周边混凝土的非均匀作用力形式,并解析了混凝土的应力场;其次,考虑在基础台柱混凝土外侧施加围压,对比分析施加围压前后混凝土的应力场及位移场的变化;最后,提出工程中实现加载围压的方案,并给出钢环的相关设计参数.工程算例结果表明:施加围压后,混凝土径向压应力会小幅增大,环向拉应力却显著降低,可以有效抑制裂缝的产生及扩展,同时还可增强钢筋与混凝土的黏结性能.研究成果可为风机基础加固治理提供参考建议.     

预应力混凝土受弯构件疲劳损伤全过程非线性分析

基于唯象观点对混凝土和钢筋分别采用疲劳弯曲受压变形模量和钢筋面积这两种宏观物理量作为损伤量度．在正截面应力分析的基础上。提出了一种考虑钢筋和混凝土两种材料耦合作用的非线性疲劳损伤全过程分析方法．该方法可以考虑由于组成材料损伤机制不同而造成的疲劳损伤过程中的应力重分布现象,并且适用于交幅重复应力作用的情况．通过分段线性的方法实现了混凝土构件的非线性损伤过程分析．计算结果表明,该方法能够较好地对预应力混凝土受弯构件进行疲劳全过程分析．     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.     

堆石流变对金钟混凝土面板堆石坝应力变形的影响分析

采用三参数流变模型,运用有限元法对金钟面板堆石坝进行三维流变分析,得到了考虑堆石流变后坝体、面板的应力变形.分析研究了堆石流变对混凝土面板堆石坝坝体、面板应力变形特性的影响.结果表明,考虑堆石的流变效应后,坝体变形有所增加,坝内拉应力区域变大,最大拉、压应力值有所增加;面板的挠度和轴向变形都有所增加,面板的拉应力区域和拉应力值也有所增加,而面板压应力区域有所减少,但最大压应力值却有所增加.     

斜拉扣索调整南盘江特大桥拱圈的结构应力

为保证南盘江特大桥主拱圈安全顺利的施工,分别研究了六工作面法和斜拉扣索加多工作面组合法分环浇筑钢管混凝土劲性骨架主拱圈外包混凝土过程,分析了采用两种方法施工的结构瞬时应力和永存应力以及变形的变化规律,并对比分析了结构实际施工过程中的受力和变形。研究结果显示:六工作面加2组斜拉扣索、每组扣索索力3 000 k N能够较好地调整南盘江钢管混凝土劲性拱桥结构的瞬时应力和永存应力,可以将拱脚截面管内混凝土最大瞬时拉应力降低60%,永存压应力降低40%,并保持其他截面应力在《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)规范容许范围内;将拱顶最大瞬时挠度从-140 mm增加至-200 mm,但仍保持结构变形的平顺,避免了产生过大的反复变形。实际施工效果证实了斜拉扣索的有效调载作用。     

高填方大直径钢波纹管涵洞力学特性

为研究高填方大直径钢波纹管的力学特性,选取萍洪高速AK0+485处钢波纹管涵洞作为研究对象,通过现场测试以及数值模拟提取管体上部不同填土高度情况下管体的应变、土压力以及管体的横向和竖向变形.通过对数据进行处理分析得出测试数值与模拟数值变化趋势基本一致,管中环向应变以及管顶轴向应变分别大于其他部位的应变.管顶土压力较小,管体下45°位置的土压力较大,主要是由于大直径钢波纹管的柔性以及混凝土支撑的限制作用导致.而对于无混凝土支撑情况下的数值模拟显示,无混凝土支撑可减小应力集中现象以及大部分测点位置的土压力.     

低填方钢波纹管涵洞受力变形特性及垂直土压力计算

分析了填筑施工动态过程中钢波纹管涵洞的受力变形特性及管涵周围土压力分布规律,基于马斯顿理论,构建了一种垂直土压力的计算公式,结合试验数据和有限元计算对其进行验证.结果表明:应变随填土高度呈波动增长态势,在管侧填土高度为3.6m时,内外部测点应变出现最大值;填土完成后,内部测点存在受拉或受压状态,而外部测点以受拉为主;水平向和竖向变形随管侧填土高度的增加而增加,呈竖向椭圆形;管涵顶部的垂直土压力最大,垂直土压力系数随倾角的增大而增加.     

大断面箱涵施工中管棚的承载作用机理分析

分析了大断面箱涵施工中管棚的作用机理，并结合工程实际验证了管棚的承载作用，为箱涵顶推施工中管棚支护提供了理论依据。     

平面应力状态下混凝土强度的软化

变换施加于钢筋砼平板试件水平及垂直方向拉力与压力的比值以及钢筋的配置方向,使平板内产生不同的应力状态、用于研究砼强度的软化性能。研究表明:在二向拉压力作用下,钢筋砼平板中的砼不仅主应力方向的抗压强度降低,而且抗拉强度也降低,即存在砼强度软化现象。同一砼和配筋率情况下,砼强度的降低程度与配筋角度及施加于试件两向的拉压应力比有关,而与加載路径无关。通过分析,提出了砼抗压和抗拉的强度软化计算公式。     

层状砂土地基静力变形性状测试

结合工程实测,分析了大型基础下层状砂土地基基底有效附加应力、基础钢筋应力以及基底竖向变形的变化过程与分布规律.研究结果表明,受基坑降水影响,基底上覆土层有效应力增量对基底沉降的贡献不可忽略;基底压应力不能简单假设为均布荷载,基底最大荷载作用点不一定是最大沉降发生点,且基础中心点的沉降值也不一定就是最大沉降值;基底平面上沉降分布不均匀,最大沉降值只有14.22 mm;基础内钢筋应力处于交变状态,应力最大值不超过钢筋设计强度的22%.研究结论可为层状砂土地基及其上大型基础设计提供直接参考依据.     

预制矩形箱涵受力性能模拟及其潜在的破坏模式

以沈阳市浑南新城区综合管廊工程预制拼装施工段为研究背景,针对城市地下综合管廊预制矩形箱涵单个管节,通过通用有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟,研究分析其在不同埋深下的结构变形和应力分布规律.建模中为了尽可能地贴近预制箱涵的实际受力情况,参照实际工程应用对其进行了配筋.本模型中通过改变施加于顶板和侧壁板的荷载大小来模拟埋深的变化:对综合管廊顶板施加均布压力,对侧壁板施加线性变化的侧土压力,最终分析预制箱涵在不同埋深下的结构变形和应力分布,并提出结构安全隐患存在的部位和其潜在的破坏形式,为复杂条件下预制综合管廊的设计和施工提供理论参考.     

加筋微型钢管桩配筋优化及受力特征

为了节约加筋钢管抗滑桩的建造成本,缩短施工周期,本文通过理论推导,在达到相同抗滑效果的同时,对钢筋的布置角度进行优化设计。根据工程实例从钢管规格型号以及混凝土强度等级等因素,探讨了最优的材料组合和配筋角度,并通过数值模拟验证,研究了加筋钢管抗滑桩优化配筋后的受力特征以及钢管、钢筋和混凝土在抵抗滑坡推力过程中的抗剪分担比。结果表明：(1)从理论推导的过程来看,钢管直径和钢管厚度对配筋影响最大,本文所提出最优配筋公式相比较常规圆形抗滑桩配筋公式节约钢材约60%;(2)通过数值模拟可以得出,加筋钢管抗滑桩配筋之后抗滑能力相比较未配钢筋提高约20%;(3)优化配筋相对于常规配筋滑坡治理效果差距不大,但是节约钢筋约60.37%,更加符合经济效益,说明优化配筋更加符合工程经济价值;(4)优化配筋之后单根钢筋所承受应力比常规配筋提高约50%,将钢筋自身受力特性发挥更加充分。综上,本文的研究成果可以进一步节约实际工程的建造成本,具有实际的工程参考价值。     

风机分层基础有限元分析与加固方法

在风机扩展基础分层事故现场结构检测的基础上,采用ABAQUS有限元软件计算分析了分层基础在极端荷载工况下的受力和变形状态.结果表明:上层混凝土在基础环底法兰下方拱起形成空腔;空腔区内竖向钢筋产生拉应力,且有应力集中现象;分层面插筋在水平剪力的作用下产生弯折变形,变形程度和水平方向应力值由内圈向外圈递减;上下层混凝土之间发生了相对滑移.依据有限元计算结果,提出了新的加固补强措施,为今后类似工程事故的加固提供参考.     

不同填土高度下钢波纹管变形与力学性状的数值分析

利用FLAC3D对填土高度1~10 m下的钢波纹管涵进行模拟,研究不同填土高度下钢波纹管的变形和力学性状.研究结果表明:钢波纹管顶部节点竖向位移最大值在路堤中心断面处,且当填土高度大于6 m时,竖向位移沿轴向逐渐减小趋势较为明显;填土高度小于6 m时,钢波纹管水平位移沿轴向变化较小;填土高度大于6 m时,水平位移变化较为复杂,出现两个拐点;同一填土高度下,钢波纹管路堤中心断面上半部分和下半部分60°~90°范围内弯曲应力较大,水平向弯曲应力最小,且上半部分与下半部分受力状态基本一致;路肩断面上半部分弯曲应力值基本不变,下半部分从0°~-90°范围内弯曲应力逐渐增大,且-60°~-90°范围内弯曲应力值较大,最大值出现在管底处;钢波纹管管顶轴向弯曲应力最小值出现在路肩断面处,最大值出现在路肩至管口范围内;当填土高度大于4 m时,水平节点轴向弯曲应力最大值出现在路肩至管口范围内;管底轴向弯曲应力最大值出现在路肩断面处.     

配筋率对钢箱-砼组合梁受力性能影响

为研究配筋率对部分充填式钢箱-混凝土组合梁负弯矩下承载能力的影响,开展了3根不同配筋率的试验梁在两点对称反向加载方式下的受力性能试验;试验梁总长4.4 m,总高度0.42 m,其中钢箱截面宽0.12 m、高0.3 m,由隔板分为上下两室,下室充填混凝土,翼板厚0.12 m、宽1.0 m,配筋率为1％、2％和3％,钢箱梁...