基于损伤演化的钢绞线网/ECC黏结滑移关系

为进一步探究高强钢绞线网与水泥基复合材料(ECC)的黏结滑移关系,通过高强钢绞线网在ECC内部黏结滑移微观机理分析,充分考虑钢绞线直径对其黏结滑移曲线初始切线刚度的影响,引入损伤力学理论对现有钢绞线网与ECC黏结滑移模型进行了修正.经模型验证,分析表明修正后模型计算结果与试验结果符合良好,尤其是上升段具有更好的精确性.此外,将修正后模型引入到有限元模拟分析中,采用ABAQUS软件中的Spring-2非线性弹簧单元来模拟高强钢绞线网与ECC的黏结滑移特性,对高强钢绞线网与ECC拉拔试验进行有限元模拟分析.结果表明:数值分析结果与试验结果符合良好,进一步验证了模型的精确性,以及数值分析方法的可行性和适用性.     

高强钢绞线网-聚合物砂浆加固小偏心受压混凝土柱的极限承载力分析

高强钢绞线网-聚合物砂浆加固方法具有高强、防火、耐腐蚀、施工简便等特点.在9根钢筋混凝土小偏心受压柱加固试验的基础上,借鉴约束混凝土的基本原理,提出了钢绞线约束混凝土峰值应力、应变的计算方法;采用合理的材料本构关系,基于平截面假定,提出了高强钢绞线网-聚合物砂浆加固小偏心受压柱极限承载力的简化计算公式;其计算结果与试验值吻合良好,可用于加固工程实践.     

基于Gumbel极值理论的钢绞线腐蚀疲劳寿命预测

目的预测钢绞线的腐蚀疲劳寿命,探究蚀坑深度对其寿命的影响.方法基于Gumbel极值理论,对实测蚀坑数据进行分析,建立蚀坑深度和钢绞线腐蚀寿命之间的回归模型.结果得到了钢绞线腐蚀寿命预测模型,并将其运用于实际的工程算例中,所得结果通过K-S检验和回归分析,说明了该模型的合理性.结论该预测模型的计算较为简便且具有一定精度,弥补了采用繁琐的断裂力学理论直接推算拉索构件寿命的不足.     

大悬臂预应力盖梁钢绞线张拉施工探讨

预应力技术目前大量使用与桥梁工程中,由于其能够有效的减小梁的高度,增大梁的跨度,提高承载力。本文介绍了大悬臂预应力盖梁钢绞线的张拉长度计算方法,同时结合笔者的工程实例介绍了某桥梁预应力施工过程。     

预应力钢绞线张拉伸长值的计算及控制

在现浇箱梁桥梁的受力体系中,预应力钢绞线起到重要的作用,其质量控制非常重要。作为质量双控指标的钢绞线张拉伸长值及锚固张拉力的计算,相应规范均已有明确规定,但对在预应力张拉实际施工中的具体量测,做法存在较大差异。本文就根据笔者施工的实践,对后张法钢绞线预应力张拉计算做一定的分析。     

高强钢绞线网加固RC梁界限用量

为了研究加固构件的极限承载力以及加固材料的界限用量,在试验研究基础上建立有限元模型,对高强钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固钢筋混凝土梁正截面和斜截面的界限配筋数量进行数值分析,并对2类截面的应力状况进行研究,建立了抗弯加固梁和抗剪加固梁的钢绞线界限用量计算公式,并对其进行验证。研究结果表明:抗弯加固最大界限用量计算结果相当于实际最大用量的0.80,以保证加固结构必要的延性性能;抗剪加固最大界限用量计算结果相当于实际最大用量的0.99和1.01;给出的计算公式可用于判断加固钢绞线的用量是否超限,从而避免加固材料浪费和出现不合适的破坏模式。     

预应力钢绞线加固混凝土短柱抗震性能研究

为研究预应力钢绞线加固钢筋混凝土(RC)短柱的抗震特性,对7个试件进行了低周反复加载试验.试验研究了轴压比、钢绞线配置特征值和预应力水平对加固短柱抗震性能的影响.结果表明,预应力钢绞线可有效改善RC短柱的抗震性能,延性和耗能能力显著提高,与未加固试件PC1相比,预应力钢绞线加固短柱的位移延性系数、累积耗能能力最大值分别提高1.87倍和6.78倍;钢绞线配置量及预应力水平对加固柱滞回曲线有明显的影响,其它条件相同时,钢绞线配置量大或者预应力水平较高的试件滞回曲线较饱满;对于低轴压比(n≤0.30)试件,钢绞线配置特征值达到0.119、预应力水不小于0.40时即可获得较好的抗震性能.在试验基础上,提出了预应力钢绞线加固RC圆形短柱的受剪承载力计算公式,计算结果与试验值总体吻合良好.成果为预应力钢绞线加固RC短柱提供了参考数据和设计计算方法.     

环向约束作用下预应力传递长度理论解析和试验

为改善梁体受力性能,研究了环向约束作用下的预应力传递长度并得出其解析方程。首先,通过考虑先张法预应力钢绞线的"Hoyer效应",采用厚壁圆筒理论模型,建立平衡方程、黏结力方程和相容方程,提出有环向约束作用下的先张法预应力钢绞线传递长度的理论表达式;其次,设计并进行先张法小梁试验,测量钢绞线放张7 d后预应力混凝土梁腹板(与钢绞线中心等高)位置处混凝土应变,验证提出的传递长度理论表达式的正确性;最后,对比预应力传递长度理论计算值、试验值和不同标准规范设计值。研究结果表明:在钢绞线周围设置环向约束弹簧可以显著缩短预应力传递长度(缩短量大约为45%),有效改善梁体受力;提出的有环向约束作用下钢绞线预应力传递长度理论表达式能较好反映实际预应力传递长度,其理论计算值与实测值之比的平均值非常接近;先张法预应力的放张会增加预应力传递长度,在实际的施工中应该缓慢逐级放张,不宜直接切割放张。现行规范对预应力传递长度的计算是偏于保守和安全的:《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的计算值最为保守;《CEB-FIB 2010规范》和《ACI 318M-02规范》中预应力筋传递长度的计算值比较接近实测值;《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)计算结果处于中间位置。     

桥梁钢绞线拉索防火隔热的理论分析及设计

桥梁拉索易在火灾情况下因高温而发生破坏,因此有必要对桥梁拉索的防火隔热开展研究设计。采用集中热质法建立了钢绞线拉索瞬态热流模型,求得拉索各层钢绞线表面温度随时间变化的数值解,并与有限元模拟结果进行了对比,取得了较好的一致性。参考美国后张法协会规范,根据限制拉索最外层钢绞线表面温度的防火要求,对计算进行分析,结果表明：受火时间为30 min时,拉索满足防火要求的最小防火层厚度与拉索等效模型的截面形状系数基本呈线性相关,且函数斜率约等于防火层的导热系数。以此为根据提出了计算桥梁钢绞线拉索防火隔热系统的最小防火层厚度的简便方法,并用37孔12.7 mm和单孔15.2 mm的钢绞线拉索进行了验算,数值计算结果表明受火时间为30 min时,前者最外层钢绞线的表面温度为261.3℃,后者为272.1℃,均满足防火要求。该计算方法简单可靠,为桥梁拉索防火隔热系统的设计提供了理论依据。     

求解平行钢绞线斜拉索初张力的数值算法

从平行钢绞线斜拉索张拉的基本原则出发,首先通过悬链线理论推导出拉索在目标状态下的索形方程和无应力索长计算公式;然后提出了平行钢绞线拉索张拉过程中的两类问题及求解这两类问题的数值计算方法,将其应用于求解平行钢绞线斜拉索单根索股的初张力;最后使用Matlab编制了计算程序,并以在建的铜陵公铁两用斜拉桥为工程背景进行算例分析,对算法的有效性进行验证.结果表明:文中提出的方法高效、可靠,可以为平行钢绞线斜拉索的施工提供理论参考.     

拼装式轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算方法

为了掌握拼装式轻钢结构活动房的受力性能,解决活动房安全性问题,提出一种拼装式轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算方法。分析了拼装式轻钢结构活动房墙体中轻钢龙骨、连接件的弹性模量、屈服点等力学性能;在此基础上建立有限元模型。给出计算假设,分析了美国计算标准。在拼装式轻钢结构活动房墙体处于弯曲屈曲破坏模式的情况下,依据欧拉方程获取额定屈曲应力。在拼装式轻钢结构活动房墙体处于弯扭屈曲破坏模式的情况下,依据美国计算标准计算额定屈服应力。拼装式轻钢结构活动房墙体处于受压强度破坏模式下,依次分析轻钢龙骨和轻钢墙板先出现强度破坏时墙体竖向荷载受力计算结果,得出不同破坏模式下墙体竖向荷载受力计算理论值。将轻型薄壁中空方管、V型连接件以及蒙皮组成拼装式轻钢结构活动房墙体作为试件,利用集中加载模拟竖向荷载,得到受力结果的实验值。计算不同试件轻钢结构活动房墙体竖向荷载受力计算结果,将实验值和理论值相比。结果表明:所提方法得到的理论值和实验值相比略低;但整体看来和实验值相差不大,符合实际应用。可见所提方法计算结果可靠。     

预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固持荷RC梁数值分析及承载力计算

建立预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固钢筋混凝土(RC)梁的有限元模型(FEM),并利用已有的试验数据验证模型的准确性.基于有限元模型,进行不同持荷比下加固梁的力学性能研究.结果表明:建立的有限元模型可较好地解决持荷条件下钢丝绳-聚合物砂浆面层与RC梁之间单元不协调变形等问题;随着持荷比的提高,加固梁的极限承载力提高幅度逐渐减小;当预加载低于未加固梁极限承载力的20%时,混凝土损伤较小,不考虑预加载的影响;当预加载高于未加固梁极限承载力的20%时,需考虑加固材料滞后应变对加固试件极限承载力的影响.基于平截面假定和钢丝绳滞后应变,提出抗弯加固持荷RC梁的极限承载力计算公式,其计算结果与数值分析结果吻合良好.     

钢管自密实自应力混凝土短柱轴压力学性能试验研究

结合自密实混凝土和自应力混凝土的特点,配制出有自密实性的自应力混凝土．将其应用于钢管混凝土内,不仅可以解决钢管混凝土浇注不密实,混凝土干缩、徐变等问题,而且还可以解决自应力混凝土约束不足的问题,试验通过6个钢管自应力自密实混凝土短柱试件研究了钢管约束下自应力混凝土的膨胀性能．分析结果表明,徐变变形和弹性变形占有效自由膨胀变形的2／3左右,这部分变形在计算中不容忽视．膨胀稳定后,初始自应力值能达到3～6MPa,通过18个试件研究了短柱轴压力学性能,试验结果表明：在初始应力的影响下,钢管自应力混凝土的弹性工作阶段比普通钢管混凝土大10％左右,承载力也有5％～20％的提高．     

地基系数法在岩体抗滑桩内力计算中的应用

指出抗滑桩内力计算的传统方法之地基系数法应用于岩体抗滑桩时 ,存在的一些问题 .对此 ,首先根据刚性抗滑桩的受力和变形特性 ,推导了地基系数法计算刚性桩内力的计算公式 ;其次根据弹性抗滑桩的受力和变形特性 ,导出了有限差分格式 ,用以分析弹性桩全桩的内力 .同时 ,采用MATL AB数学软件 ,编写了基于文中所推公式的刚性和弹性抗滑桩内力计算程序 ,可完成全部计算和将计算结果转换成理想的可视化图形 .对于刚性抗滑桩 ,计算结果是精确的 ;对于弹性抗滑桩 ,计算结果的精度优于传统的查表手算法 .计算结果的可视化有助于抗滑桩的结构设计     

预应力钢丝绳箍加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算方法

采用桁架模型,分析钢丝绳在加同中的受力机理,提出一种预应力钢丝绳箍加固钢筋混凝土梁抗剪承载力计算方法.研究结果表明:所提出公式的计算结果与试验结果吻合良好,可用于计算闭合预应力钢丝绳箍加固钢筋混凝土梁抗剪承载力;采用桁架模型计算钢丝绳抗剪承载力时,应考虑混凝土抗剪承载力和钢丝绳极限强度折减.此外,通过与美国混凝土结构规...     

全封闭碳纤维与高强钢丝复合拉索的弹性模量

探讨了全封闭复合拉索的协调工作机理,即要求芯部高强钢丝束与碳纤维筋弹性模量接近或相等;研究了高强钢丝束捻距与弹性模量间的关系;推导了37股高强钢丝束弹性模量的计算表达式,通过有限元分析验证了表达式的正确性.试验表明,碳纤维筋弹性模量可以达到与高强钢丝束的弹性模量相近的要求.结论表明:复合拉索中的索力按照碳纤维筋与高强钢...     

废旧钢丝错体再制造工程翻新轮胎工艺及补强机理

为了提高工程翻新轮胎的承载及抗刺爆性能,利用废旧子午线轮胎钢丝作为补强体,采用镀层法,通过废旧钢丝表面镀铜-镀锌处理,设计了废旧子午线轮胎钢丝错体再制造工程翻新轮胎生产工艺,主要包括局部修复与补强工程子午线轮胎钢丝帘线断裂层工艺、旧胎体层与翻新胎面胶层之间补强一层子午线废旧轮胎钢丝帘布层工艺.分析了废旧子午线轮胎钢丝错体再制造工程翻新轮胎补强作用机理,有效实现了废旧钢丝与轮胎橡胶的黏合,并对错体再制造工程翻新轮胎技术优势进行了分析,采用模硫化法对26.5R25全钢工程机械子午线旧轮胎进行了错体再制造翻新生产.结果表明,废旧钢丝错体再制造工程翻新轮胎承载能力和抗刺爆能力大大增强,其使用寿命为同型号普通翻新轮胎的1.2倍,接近同型号新轮胎的使用寿命,综合性能表现良好.     

膨胀节内压爆破性能的研究

研究了钢丝网加强与不加强聚四氟乙烯膨胀节及不锈钢膨胀节的爆破性能，提出了不锈钢膨胀节的最大爆破坏算式，利用该公式得到的结构与实验结果相符。     

嵌入制热材料的自制热导线防冰

为了解决现有高压输电线路防冰技术的不足,提出了一种能实现防冰功能的自制热导线设计方法,简要介绍了其防冰的原理.根据传热学分析了导线传热机理,并对覆冰环境进行热平衡分析,建立了导线温度场方程,提出了自制热导线临界防冰电压计算式.应用有限元分析软件对自制热导线进行热学稳态仿真,结果验证了导线温度场方程和临界防冰电压计算式的正确性.研究了环境对导线钢芯温度、临界防冰电压和等效对流换热系数的影响规律.结果表明:风速和环境温度是影响导线钢芯温度、临界防冰电压和等效对流换热系数的主要因素.     

RESEARCH ON RUPTURE BEHAVIOR OF BELLOWS UNDER INTERNAL PRESSURE *

研究了钢丝网加强与不加强聚四氟乙烯膨胀节及不锈钢膨胀节的爆破性能,提出了不锈钢膨胀节的最大爆破压力算式,利用该公式得到的结果与实验结果相符．