高性能钢梁的整体稳定性

设计了6根Q460和Q500高性能钢梁试件,并进行了受弯整体稳定性试验。考虑试件的初始缺陷,采用Abaqus软件建立有限元模型并对试验过程进行模拟,最后将试验结果和有限元模拟结果与《钢结构设计标准》（GB 50017―2017）、《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64―2015）中的相关内容进行对比,以校验上述规范对高性能钢梁的适用性。结果表明：荷载-位移曲线的数值模拟结果与试验结果吻合较好;《钢结构设计标准》（GB 50017―2017）和《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64―2015）对Q460和Q500高性能钢梁整体稳定性计算的适用性较强。     

不同混杂纤维掺量混凝土高温后的力学性能

通过对120多块立方体混凝土试块进行高温后力学性能试验,测定聚丙烯纤维和混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)增韧高性能混凝土的高温残余强度,研究聚丙烯纤维和混杂纤维对混凝土在800℃高温残余力学性能的影响以及不同含量的钢纤维对混杂纤维混凝土高温性能的影响.实验结果表明:800℃后混杂纤维混凝土残余抗压强度剩余54%,抗拉强度剩余32%,钢纤维能有效提高高性能混凝土的残余强度,聚丙烯纤维对高性能混凝土残余力学性能的影响很小.     

两点对称加载下高性能H型钢梁整体稳定性验算

为了预判高性能H型钢梁发生整体失稳的时机以及论证加载过程中使用侧向支撑的必要性,通过运用能量法推导了无侧向支撑条件下任意两点对称集中荷载作用时H型钢梁在弹性阶段整体失稳的理论公式,并结合有限元模型对公式进行了验证,发现理论值与有限元值相对误差在3.5%以内,表明公式具有较高的精度。运用该公式以及现行《钢结构设计规范》(GB50017-2003)分别计算了名义屈服强度分别为460,550,690 MPa的高性能H型钢梁临界弯矩。计算结果表明,在跨中未设置任何侧向支撑的情况下进行两点对称加载,3种钢梁都会在弹塑性阶段发生整体失稳现象,且其临界弯矩约为0.75倍极限弯矩。由此建议使用侧向支撑对钢梁进行约束,以期达到极限抗弯强度。     

纤维与膨胀剂对大掺量矿物掺合料混凝土塑性收缩开裂的影响

采用平板限制收缩试验法，研究了聚丙烯纤维、钢纤维与膨胀荆及其复合技术对大掺量矿物掺合料混凝土早期塑性收缩开裂的影响。结果表明，大掺量矿物掺合料混凝土的早期抗裂性大小顺序为：纤维增强高性能膨胀混凝土〉纤维增强高性能混凝土〉混杂纤维增强高性能混凝土〉混杂纤维增强高性能膨胀混凝土〉高性能膨胀混凝土。因此，采用膨胀剂与钢纤雏的复合技术是防止混凝土发生塑性收缩开裂的比较理想的技术措施。     

碳纤维布加固H型钢梁的抗弯性能及承载力计算

进行了碳纤维布加固钢梁的抗弯力学性能试验,通过加固钢梁与未加固钢梁的力学性能对比分析,碳纤维布加固钢梁能有效提高承载力。另外,对碳纤维布加固钢梁在弹性阶段的受弯承载力公式进行了推导,可供钢结构加固设计计算参考。     

混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响

针对高性能混凝土的防火、抗爆裂性能低的特点，采用低熔点（聚丙烯纤维）及高熔点纤维（钢纤维）混杂的方法，对高性能混凝土高温性能（抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度，抗爆裂性能）进行改善．研究表明，800℃时，混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约15％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约6％）；抗压强度剩余率约15％，与基准混凝土的强度剩余率相当（约15％）；劈裂抗拉强度剩余率约20％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约10％）．另外混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能，同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理．     

基于蒙皮效应钢梁的静力性能研究

采用数值试验的方法分析了基于蒙皮效应的钢梁在静力情况下的力学性能.给出了该新型钢梁的应力分布情况,并与H型钢梁、箱型钢梁的承载能力进行了比较.研究表明,相同跨度、相同质量的新型钢梁具有更高的承载能力,并且随着跨度的增加,合理设计的新型梁的承载力具有更加明显的优势.     

高性能混凝土的研究与应用

本文主要阐述了混杂纤维增韧高性能混凝土的研究,然后对其在建筑工程之中的具体应用以举例的形式进行阐述。     

混杂纤维混凝土动力特性的试验研究

混杂纤维混凝土是高性能混凝土的一种重要形式,本文研究探索了钢纤维与粗合成纤维混杂构成的纤维混凝土的动力特性,并基于试验结果,分析了混杂纤维的增强机理。结果表明：混杂纤维混凝土的初裂、破坏冲击次数及冲击韧性比单一纤维混凝土分别提高了0．2～0．4、1．0～4．0和1．0～2．0倍,表明两种纤维具有良好的协同效应,同时,数理统计分析方法可以较客观、全面地反映混杂纤维混凝土的动力特性。     

高强度工字钢梁抗弯性能试验

为了研究高强度工字钢梁的抗弯性能和延性,基于混合设计的理念,采用中国产高强度、高性能钢HPS485W(名义屈服强度为485 MPa)和传统钢种Q345,设计并加工了3片简支工字钢梁,在跨中加载对试验梁进行抗弯试验。试验后分析试验梁的应力变化、变形特征、破坏形态及承载能力。分析结果表明:在有效的侧向约束下,高强度钢梁最终破坏时跨中均形成塑性铰,试验梁的最终破坏形态均为跨中附近受压翼缘和受压区腹板的局部屈曲;对于混合设计的高强度钢梁,翼缘和腹板材料有合理的强度匹配范围,当采用强度较高的HPS485W翼缘时,建议腹板钢材强度的选取不低于Q345;翼缘的尺寸效应是影响试验梁抗弯承载力和延性的重要因素,随着翼缘宽厚比的增大,在试验梁屈服后的非弹性阶段,受压翼缘局部屈曲出现的较早,且受压翼缘的局部屈曲程度更显著,降低了钢梁非弹性阶段的变形能力。     

长钢梁工作面合理支护设计的研究

本文根据4202长钢梁工作面原支护设计下的实测,提出了用支柱的初撑力代替工作阻力设计的思路,通过理论分析和初撑力调压试验,论证了4202工作面只有用初撑力设计才是合理的,为长钢梁工作面的合理支护设计提供了方法。     

中柱失效下钢管混凝土柱梁节点力学性能分析

为研究钢管混凝土柱—H型钢梁下栓上焊节点在中柱失效模式下钢梁的传力性能,设计了腹板连接板处开圆孔和长圆孔的2根试件,进行了静力加载试验研究,分析了钢梁的传力特性和不同机制对竖向荷载抗力的分担。结果表明:该新型节点远端钢梁试验时始终处于弹性状态,可采用相关公式计算钢梁内力;在贯通隔板范围内钢梁受其抗弯性能影响较大。试件屈服前主要由钢梁抗弯机制提供竖向抗力,屈服后转由悬索机制提供,整个试验过程钢梁抗弯机制并未消失,破坏前一直处于拉弯状态;腹板连接板开设长圆螺栓孔可以提高节点转动能力,更有利于钢梁轴力提供竖向抗力。同时,提出并验证了该新型节点形式在框架结构中刚性连接的假定,给出了极限面荷载参考值。     

钢-混凝土预制混合梁受弯性能有限元分析

基于两端固定边界条件下钢-混凝土预制混合梁的受弯性能试验,采用ABAQUS软件对其受弯性能进行非线性有限元分析.通过与试验结果对比,验证了材料本构模型、单元类型、接触关系和边界条件等建模方法的可靠性.利用验证的有限元模型研究了钢梁长度以及钢梁与混凝土梁设计受弯承载力比对受弯性能的影响.结果表明:该有限元模型能有效地模拟钢-混凝土预制混合梁在静力集中荷载作用下的受弯性能;初始刚度随钢梁长度的增加呈线性降低;随着钢梁长度的增加,极限荷载先增后减,当钢梁长度超过400,mm后,极限荷载降低缓慢,钢梁所受最大弯矩基本保持不变.当钢梁长度为200~400,mm、钢梁与混凝土梁设计受弯承载力比为1.0~1.2时,钢梁强度可得到充分利用,且钢材用量相对较少.     

体外预应力加固简支钢箱梁的分析

体外预应力加固方法是提高钢梁承载能力、改善其受力性能的一种简单易行的方法。本文对体外预应力加固简支实腹钢梁时体外预应力筋的线形布置、预应力损失以及内力增量的计算和体外预应力筋截面面积的确定进行了分析,并且对加固后钢梁的设计计算进行了研究。     

CFRP布加固受弯钢梁试验研究与理论分析

为进一步研究碳纤维布（carbon fiber reinforced polymers,以下简称CFRP）加固钢结构抗弯力学性能,在现有研究的基础上,设计两根试验钢梁,对CFRP布加固钢梁与未加固钢梁进行力学性能对比分析.试验表明：碳纤维加固有效提高了钢梁的承载能力,且对屈服载荷影响更为明显;经加固后的组合钢梁,刚度提高,这是由于当超过屈服载荷时,CFRP布开始承担一部分载荷.另一方面,对加固钢梁进行受力分析,并进行承载力推导.弹性工作阶段,采用截面等效代换方法对加固钢梁进行承载力计算;弹塑性工作阶段,根据塑性铰区位置不同分别对两种受力状态下的加固钢梁进行受力分析与承载能力计算,将试验结果与理论计算对比,吻合良好.     

混杂纤维增韧高性能混凝土的研究

研究并讨论了碳纤维－钢纤维混杂对高性能混凝土力学性能的影响。研究结果表明，在较低体积掺量下（0．5％），混杂纤维混凝土的抗压、抗拉强度、断裂能和抗弯韧性得到显著提高，其中I30韧性指数提高下200％，断裂能提高了21倍。     

预应力碳纤维布加固钢梁的试验研究

通过预应力碳纤维布(CFRP)与非预应力CFRP加固钢梁的对比试验,研究了不同加固方法下被加固钢梁的受力性能、破坏形态与破坏机理.试验表明:相对于非预应力CFRP加固梁,预应力CFRP加固钢梁可充分发挥碳纤维布高强的特点,提高CFRP的强度利用率,试验梁的屈服荷载、极限荷载和刚度均有明显提高.分为弹性和弹塑性两个阶段,对钢梁屈服前后预应力CFRP加固钢梁正截面承载力进行分析,提出了不同阶段设计计算方法,其计算结果与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考依据.     

火电厂烟气脱硝系统支承结构方案和性能分析

结合华中某火电厂机组脱硝系统支承结构设计,提出了钢结构、圆钢管混凝土柱与钢梁以及方钢管混凝土柱与钢梁组合结构3种方案。采用软件PKPM和SAP2000完成结构的截面设计和内力及位移计算,通过对比分析,研究3种方案的经济性。采用PKPM软件中SATWE模块,对3种方案的结构自振周期、振型、顶点位移、层间位移角和构件在地震作用下的受力情况对比分析,研究3种方案的抗震性能。研究表明,圆钢管混凝土柱与钢梁、方钢管混凝土柱与钢梁组合结构方案相比全钢结构方案,具有更好的经济性和抗震性能,其中圆钢管混凝土柱与钢梁方案经济性和抗震性能最好,建议设计时优先采用。     

初始缺陷和轴力对变截面H型钢梁屈曲性能的影响

薄壁H型钢梁的相关屈曲性能研究是进行其稳定设计的基础.作者以ANSYS分析软件为工作平台,采用基于SHELL181单元的双重非线性限元方法,对变截面H型钢梁的相关屈曲性能进行了深入研究.以计算获得的构件荷载位移曲线、不同荷载时刻的整体和局部变形形态为研究对象,重点考察了初始几何缺陷模式对等、变截面H型钢梁的相关屈曲性能的影响以及轴力对变截面H型钢梁的相关屈曲的影响.     

碳纤维布加固RC梁受弯试验研究进展

纤维增强复合材料作为新型高性能结构材料在混凝土结构的加固修复中得到了广泛应用,尤其是在混凝土受弯构件加固中取得了良好效果。为进一步拓展纤维增强复合材料加固方法的应用提供依据,通过介绍四种不同类型碳纤维布加固梁抗弯试验研究现状,对已有试验及试验数据的总结、分析,横向比较了普通碳纤维、混杂碳纤维、预应力碳纤维和预应力混杂碳纤维布加固钢筋混凝土梁的特点。得出预应力混杂纤维布对混凝土受弯构件的加固效果最为理想。