型钢混凝土梁疲劳特性研究

为了深入了解型钢混凝土(SRC)梁的高周疲劳特性,在对其进行疲劳试验研究的基础上,从理论上分析了SRC梁疲劳发展的全过程,并基于疲劳破坏模式提出了表征SRC梁疲劳强度的参数,对疲劳强度进行了评估.研究表明:SRC梁首先在H型钢受拉翼缘处发生疲劳断裂,同时导致梁截面同侧的受拉纵筋屈服,随后受压区混凝土逐渐压酥剥落;通过对SRC梁截面承受的弯矩与其本身确定的几种弯矩的比较分析,阐释了SRC梁在疲劳发展全过程中的行为特征;以H型钢受拉翼缘应力幅作为表征SRC梁疲劳强度的参数,选用国内外钢结构疲劳设计S-N曲线对其疲劳强度进行了评估,建议可基于钢结构疲劳的设计方法来考虑SRC梁的疲劳设计.     

层布式聚乙烯醇纤维混凝土梁抗弯性能试验研究

将聚乙烯醇纤维混凝土布置在钢筋混凝土梁受拉区,设计了12根层布式聚乙烯醇纤维钢筋混凝土梁,改变纤维体积率、纤维层厚度、混凝土强度等级、截面配筋率、受拉钢筋强度等级5个影响因素,设计了5组对比试验,分别对12根试验梁做抗弯性能试验,以判断层布式纤维混凝土梁的抗弯性能。     

开洞深梁的拉压杆模型设计方法研究

引入拉压杆理论建立开洞深梁实用设计方法,提出利用承载能力和有效系数进行拉压杆模型方案的比选,并根据最优的拉压杆模型进行配筋设计．为验证其有效性,对一简支开洞深梁实例建立了多种拉压杆模型,详细对比了计算结果和试验结果．研究表明拉压杆模型预测的承载力比实验结果偏安全,能满足工程可靠度的要求;拉压杆模型计算承载力与配筋试件实验值大小变化趋势一致．根据拉压杆模型的计算分析结果,可以看出洞口附近沿主拉应力方向配置斜向钢筋对提高承载力最有效,如不明确构件内主应力分布,在洞口上下部同时配置水平纵筋和竖向钢筋也能达到提高承载能力的目的．     

PE-ECC短梁抗剪性能研究

设计制作了一根高强混凝土短梁和两根PE-ECC短梁,完成了其抗剪性能试验,通过应用拉-压杆方法、有限元方法及规范方法对其进行了抗剪承载力计算.结果表明:三根短梁均发生了剪切破坏,但剪切破坏形态并不相同,高强混凝土短梁发生剪压破坏,PE-ECC短梁发生弯剪破坏;与高强混凝土短梁相比,PE-ECC短梁的初裂荷载和极限荷载均有较大幅度提高,显示了较好的剪切延性;拉-压杆方法及有限元方法计算的抗剪承载力数值与实测值吻合良好,而规范方法计算值偏小,过于保守.     

不同支承点设置对简支梁及连续梁影响的探讨

通过对简支梁及连续梁在不同支承点设置方案的分析比较,阐述了支承点设置对梁内力及变形的影响,同时对在实际工程中如何合理地设置梁的支承点提出建议,供设计人员参考.     

关于双筋矩形截面梁的几个问题

对双筋矩形截面梁受拉钢筋和受压钢筋均未知时纵向钢筋最小总用钢量的设计方法进行了推导,并与通常方法进行了比较.从理论上分析了受压区配筋量对双筋矩形截面梁承载力的影响规律,给出了双筋矩形截面梁极限承载力计算公式.     

桥台加固中预应力对拉锚杆技术的设计和应用研究

预应力对拉锚杆技术在桥台加固中具有较大的优势,具有广阔的应用前景.结合张家庄公公分离式立交桥工程,从预应力对拉锚杆在桥台加固中的优点、锚杆的设计、钢筋混凝土网格梁的设计及施工要点等关键技术进行了全面地论述,系统地探讨在桥台加固中预应力对拉锚杆的设计及应用.     

超高延性混凝土仿生梁弯曲性能及其理论模型

参照贝壳珍珠母的微观多级分层组装形式,在宏观尺度下进行了仿生分层设计,使用超高延性混凝土(UHDC)制作了一系列梁试件.先通过轴拉、轴压试验获取了UHDC的拉压本构关系.再通过4点弯曲试验,对其分层梁弯曲性能进行了详细研究.试验结果表明:直接堆叠UHDC梁的抗弯强度达16.75 MPa,是直接浇筑UHDC梁的1.34倍...     

残余应力对H形截面上弦张弦梁的影响

文章用有限元方法分析了残余应力对张弦梁结构预应力张拉阶段和工作阶段的力学影响,进行了定量评价,指出残余应力对张弦梁起着减小刚度、增大变形的消极作用,但影响不明显,在留有必要安全储备的前提下,可忽略其影响,简化设计工作。     

高应变强化超高性能混凝土T形梁抗弯承载力

为探究配筋高应变强化T形超高性能混凝土(UHPC)梁的抗弯承载力计算方法,对5根梁试件进行了三分点加荷纯弯试验,试件变化参数为配筋率和配筋强度.绘制了钢筋与高应变强化UHPC的荷载-挠度曲线,将T形梁破坏过程分成3个阶段:弹性阶段、裂缝发展阶段、持荷至破坏阶段.与普通混凝土梁不同的是,在高应变强化UHPC梁体达到极限承载力时,受拉区UHPC对抗弯承载力有贡献作用;同时,受压区UHPC应力-应变依然为线性关系.在考虑受拉区UHPC开裂后抗拉强度的基础上,提出了受拉区UHPC等效矩形应力系数,在平截面假定基础上推导出了配筋高应变强化T形UHPC梁抗弯承载力计算公式,并与国外提出的计算方法进行对比,分析各计算方法的准确性.结果表明,所提出方法的计算值与试验值有较高的吻合度,可为配筋高应变强化T形UHPC梁理论分析和设计提供参考.     

环氧涂层钢筋混凝土结构的试验研究

彻底解决混凝土结构中钢筋锈蚀问题的有一个有效的方法是采用环氧涂层钢筋,据此,研究了48个拉拨试件对具有不同涂层厚度的环氧涂层钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能,6根梁试件对环氧涂层钢筋混凝土梁的受力性能和设计方法,提出了相应的设计建议,研究成果可为环氧涂层钢筋在混凝土结构中的应用推广提供科学依据。     

基于组合式模型的箱梁横向预应力张拉顺序分析

为了研究混凝土箱梁横向预应力合理的张拉顺序,利用体梁组合单元建立了南京长江第二大桥北汊桥悬臂施工的空间有限元模型,分析了采用不同张拉顺序施加横向预应力对箱梁顶板横向正应力分布的影响.分析结果表明:分段立即张拉会造成顶板中部下缘横向压应力沿纵向近似线性增加,从与前一梁段交界处的2.9 MPa增加到与后一梁段交界处的10.1 MPa;采用滞后张拉时,顶板中部下缘产生约6.7 MPa的均匀压应力,表明滞后张拉能更合理地发挥横向预应力的效应.据此提出了基于滞后张拉的施工方法,以克服横向压应力沿纵向分布不均的缺点,并进一步指出了滞后张拉在设计和施工中的注意事项,为改进现有大跨预应力混凝土箱梁的设计理论提供参考.     

增补受拉钢筋在加固某梁构件中的应用

增补受拉钢筋是一种比较传统的加固方法,是在梁的受力较大区段增补受拉钢筋,来提高梁的承载能力,可广泛用于一般梁结构的加固。本文结合实际事例介绍增补受拉钢筋在加固简支梁构件中的应用。     

偏心受拉转换梁的“强剪弱弯”设计可靠度分析

为实现钢筋混凝土斜柱式或斜撑式转换结构构件"强剪弱弯"的概念设计,保证斜柱或斜撑与框支柱之间的转换梁在偏心受拉状态下的"强剪弱弯"设计,采用可靠度的Monte Carlo分析方法,把转换梁看作由偏心受拉破坏与受剪破坏组成的串联体系,对按现行建筑结构规范设计的钢筋混凝土转换梁在偏心受拉状态下的"强剪弱弯"抗震可靠性进行了分析,研究了不同荷载比值(地震作用与自重荷载比值)、不同截面、材料强度等级和不同配筋率对偏心受拉梁"强剪弱弯"可靠度的影响。在此基础上,针对一、二级抗震等级偏心受拉转换梁"强剪弱弯"的设计,对目标可靠指标的剪切增强系数进行了校核,为合理地确定剪切增强系数提供参考。     

预拉碳纤维布加固持荷混凝土梁受力性能分析

根据预张拉碳纤维布加固持荷钢筋混凝土梁受力特点,采用商业软件建立有限元模型对梁加固和受荷全过程进行模拟和分析.对两组试验梁的模拟计算结果显示,有限元方法有较好的精度.试验和进一步的有限元数值模拟分析结果表明,当构件上的持荷水平超过未加固构件承载力的40%时,持荷会降低加固构件的承载力;采用预张拉加固方法可充分发挥碳纤维布的强度,当碳纤维布中的有效预拉应变达0.003～0.004时,可消除持荷对加固梁受力性能的影响.     

局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的设计方法

对局部(跨中受拉区2m范围内)配碳纤维增强塑料预应力混凝土棱柱体(CFRP-PCPs)复合筋的钢筋混凝土梁进行受力性能试验研究.基于局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的受弯试验与理论分析,对其理论设计进行较系统的研究.试验共设计5根试件,其中4根混凝土梁在受拉区居中配CFRP-PCPs复合筋,1根混凝土梁通长配CFRP筋作为对比试件.通过已有理论公式与本次试验的结果推出CFRP筋预应力损失以及局部配CFRP-PCPs混凝土梁抗裂度的理论计算方法.用截面极限状态分析法,分别推出受弯承载力在界限破坏、受压破坏和受拉破坏模式下的理论计算公式.此外,在CFRP复合筋的基础上,对普通钢筋混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法进行修正,得出局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法.对比理论公式计算值与试验结果值,结果基本吻合.     

一种新的钢筋混凝土矩形梁截面高度设计方法

提出了钢筋混凝土矩形梁截面设计的一种新的实用计算方法，该方法首先确定梁的挠度计算值，然后按长期刚度，短期刚度，受拉钢筋应变不均匀系数，按荷载短期效应组合计算的纵向钢筋应力值的反推，最终计算出梁的截面高度。     

荷载工况多目标下钢筋混凝土深梁的拓扑拉压杆模型设计

为了提高钢筋混凝土深梁构件配筋设计方法的合理性,选用遗传演化结构优化算法,并延伸出荷载工况多目标下的应用方式,同时基于拓扑解构建拉压杆模型,衔接拓扑优化与工程设计环节,建立荷载工况多目标拓扑拉压杆模型。采用两个深梁数值算例验证了该模型的可行性和稳定性。从建立拉压杆模型的角度以其力学特性出发,将荷载工况多目标优化的拓扑解分别与各荷载工况单目标优化解、其弹性叠加结果,以及所有荷载工况共同作用下的单目标优化解进行比较,证实了新模型更契合深梁类构件的受力特性,具有更佳的全局寻优能力。荷载工况多目标遗传演化结构优化可以有效解决多目标优化中的病态荷载问题,依据其建立的拉压杆模型直观可行,可以为钢筋混凝土深梁设计提供参考。     

GSIFCON材料拉敏特性及对梁构件机敏检测

为了利用石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土检测梁构件内部损伤,采用三根素混凝土梁对GISFCON的拉敏特性进行了研究。采用GSIFCON与钢筋混凝土梁叠合的方法,测定在不同应力作用下,梁构件破坏过程中GSFICON的电阻相对变化,来监测梁构件内部损伤情况。试验结果表明:GSIFCON材料的拉敏性能要高于其压敏性能4倍以上。在不同应力作用下,梁构件受拉区GSIFCON的电阻相对变化始终与梁构件损伤过程保持一一对应关系,可对梁构件损伤进行检测。研究结论为GSIFCON在智能结构中的应用提供了理论依据。     

不同倒角形式对空腹梁受力性能影响的试验研究

为研究空腹梁的承载力和挠度受设置倒角与否、倒角形式、开孔尺寸大小、孔洞长高比及孔洞分布等因素的影响程度,通过改变各影响因素,设计了5根试验梁进行承载力和挠度试验,并与Abaqus模拟结果对比。结果表明:当达到挠度容许值时,抗剪键与梁肋交接点处不设置倒角的空腹梁承载力只有设置倒角空腹梁的80%左右;设置等腰直角三角形倒角与设置1/4圆弧倒角对空腹梁承载力的影响不大;孔洞长高比是影响空腹梁承载力的一个重要因素,孔洞长高比取2左右为宜;倒角与梁肋交接点处为空腹梁的薄弱部位;构造措施合理的空腹梁承载力受挠度控制,挠度试算时其等效惯性矩可取实腹梁理论惯性矩的55%。