碳纤维板-混凝土界面黏结性能的试验研究与有限元分析

碳纤维板与混凝土的界面黏结性能是碳纤维加固混凝土结构的关键性能之一,对加固结构的力学行为和破坏形态等有着重要影响.进行了4个试件的碳纤维板-混凝土黏结双面剪切试验,研究了设置不同粘贴长度的试件的界面力学行为和破坏模式,分析了黏结长度对界面极限承载力和应力分布的影响.试验结果表明:加载点附近应力远大于端部应力,板端黏结界面剪应力沿板长方向大致呈指数衰减分布.在试验研究基础上,在ANSYS中采用正交弹簧单元组模拟界面黏结,建立了试件的有限元模型,并采用试验分析得到的局部黏结滑移曲线关系作为有限元模型中的界面弹簧单元刚度,计算发现有限元分析结果和试验结果比较吻合,从而验证了本文有限元模型的有效性.以本文试验得到的黏结滑移曲线关系为基础,通过拟合得到了基于几种经典黏结滑移本构形式的界面本构模型.试验及有限元分析表明:当拉伸应力超过碳纤维板强度的24%时,碳板已开始从混凝土表面剥离.为保证充分利用碳纤维板的强度,应采用可靠锚具对碳纤维板进行锚固.     

高性能复合砂浆钢筋网加固空斗墙的试验研究

采用两种不同的加固方式,对六片空斗墙进行了试验研究,介绍了试验中对构件的加载控制过程,分析了用HPFL加固后空斗墙在水平低周反复荷载作用下的水平承载能力和延性,比较了不同的加固方案对空斗墙的抗剪承载力、抗震性能、延性等各方面的影响程度.试验证明,采用HPFL加固能显著提高空斗墙的抗震性能.     

高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁的时变可靠度分析

研究高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁新老材料强度随时间衰减的可靠度指标.利用时变可靠度理论,采用蒙特卡罗法模拟,给出了高性能复合砂浆钢筋网加固混凝土构件时变失效概率的计算方法.复合砂浆钢筋网加固RC梁的时变可靠度先高于设计规范规定的目标可靠度 ,然后逐渐减小,接近设计使用年限时,接近目标可靠度,这一趋势为合理地评估结构性能提供了有效工具;结合非线性回归和时变可靠性指标,提出了加固RC构件使用寿命预测方法,为在役结构的维修与加固提供合理的经济决策依据.     

复杂平面非刚性箱形基础的分析计算

提出了用迭代法计算和分析非刚性和箱形基础反力及内力的方法，并在计算机上得到实现．针对墙率达不到《规程》（ＪＧＪ６－８０）要求及其上作用不均匀荷载的箱基，本文作了有关算例，证明该方法能够比较准确地得到其反力及内力     

CFRP材料加筋粘土的试验研究

作为新型材料CFRP材料应用于加筋材料在国内尚未开始研究.测试了CFRP材料作为加筋材料的力学指标试验.将CFRP材料作为加筋材料,应用3轴试验研究加筋粘土试样的强度变化规律.试验表明CFRP材料完全可以作为加筋材料,而且在粘土中加入CFRP材料后可以明显提高粘土试样的强度.试验表明CFRP材料不适合饱和度较大的粘土.图8,表5,参10.     

土-箱基-框架结构动力相互作用体系试验研究

通过对1/2大比例模型的试验与仿真分析,研究了结构-箱基础-土体系的动力反应.将实测基频结果与基于刚性地基的仿真分析结果对比,发现实测结果小于有限元结果;但将实测基频结果与考虑相互作用的仿真分析结果对比,发现实测结果与仿真分析结果吻合,这说明土-箱基础-结构相互作用改变了结构体系的动力特性,使结构体系的自振周期延长,同时也验证了仿真分析的有效性.     

竖向荷载差作用下多层砌体房屋顶层裂缝行为研究

构建了能够反映实际情况的U型砌体结构实体研究模型,实时测定并分析了U型砌体结构实体模型在竖向荷载差作用下纵横墙(即非承重与承重墙)的变形,以及裂缝的产生和发展行为．结果表明,纵横墙变形大小随荷载增加而增大,并且当荷载增加至一定值时,纵横墙相交部位将出现变形骤增,反映出竖向荷载差的累积作用效应,同时伴有裂缝的产生和扩展．对于多层砌体结构房屋而言,竖向荷载差是除温度差等因素外导致项层裂缝产生和发展的又一重要影响因素．还首次建立了U型多层砌体结构足尺模型在竖向荷载差作用下的最大剪应力计算分析模型和计算方法,为《砌体结构设计规范》的进一步完善和扩展提供了有价值的理论参考．     

复合砂浆钢筋(丝)网加固RC梁受弯研究

采用无机材料高性能复合砂浆钢筋(丝)网加固混凝土梁,通过10根三面U形(在梁的受拉面和侧面进行加固)加固的混凝土梁和2根没有加固的对比梁的试验,研究了这种加固技术对钢筋混凝土梁的影响和作用,并比较了一次受力和二次受力的不同.与对比梁相比,采用高性能复合砂浆钢筋(丝)网加固的试件裂缝宽度和间距有较大幅度的减小,刚度有明显的提高,受弯极限承载力有很大的增加.在平截面假定的基础上求出试件的极限承载力,与试验结果相比有较好的吻合.     

大比例模型稳态激振试验研究

设计并制作了一个土桩上部结构动力相互作用1/2比例框架模型,并对模型进行了弹性范围内的顶部稳态激振试验.对比了忽略重力加速度模拟模型、部分考虑重力加速度模拟模型、考虑重力加速度模拟模型3种工况下顶部机械激振的模型动力反应情况,发现结构顶部速度响应与底部速度响应存在较大不同,并且随着所考虑的重力荷载的增加,模型的基频逐渐降低,频率的变化基本符合相似规律.通过与实测值进行对比发现,本文所建有限元计算模型基本符合实际情况.通过计算,发现结构的频率、加速度响应随土层弹性模量的变化基本呈指数函数变化,提出了通过制造基于考虑土结构动力相互作用的人工地基达到减震效果的新思路.     

破坏准则的描述新方法

提出了一种描述破坏准则的新方法。它特别适合对混凝土破坏准则的描述。各种应力组合只能在一个有限的平行四边形区域上变化。采用这种描述方法,能够指导试验数据的选取和破坏曲面的拟合。