钢管混凝土平面相贯节点轴压承载力理论研究

针对两种新型节点构造形式,通过分析带不同厚度钢板的钢管混凝土短柱的轴压承载力,提出了相贯节点轴压承载力的计算公式.同时,采用有限元方法对节点静载试验进行了模拟,并分析了斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度、环向加强板和法兰板厚度等参数对节点承载力的影响,有限元分析与试验结果吻合较好.结果表明:节点中椭圆拉板、衬板和环向加强板可提高对核心混凝土的约束效应;随着斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度的增加,节点承载力有所提高,而环向加强板或法兰板的厚度对节点承载力影响不大;计算公式能较准确地估计节点的承载力,可用于工程实践.     

钢筋保护层厚度的测试及主要影响因素分析

制作3块混凝土试验板,采用钢筋保护层厚度测试仪测试混凝土板的钢筋保护层厚度,考虑了钢筋直径和钢筋间距的变化对测试数据的影响,并对测试结果进行分析,得出了钢筋直径和钢筋间距对测试钢筋保护层厚度的影响规律.为准确测试钢筋保护层厚度和评价结构实体混凝土质量提供了试验依据.     

锈蚀RC梁承载力退化试验

设计了12片3种不同保护层厚度的RC梁,在氯盐环境下对其进行通电加速腐蚀,进而对不同锈蚀程度的RC梁进行承载力试验。研究发现：1保护层厚度为25 mm的试验梁均呈现出了典型的脆性破坏,而保护层厚度较大的试验梁均有明显的屈服点,为延性破坏;2锈蚀率较大的试验梁侧面混凝土应变表现出很强的非线性,不再符合平截面假定;3试验梁有效截面尺寸及纵筋的锈蚀程度会随着保护层厚度的改变而发生变化,抗弯能力会随着纵筋锈蚀率的增大而逐渐减小,在两者的相互作用下试验梁出现了不同的破坏模式。最后,将理论极限承载力与试验结果对比分析,进一步讨论了锈蚀率对锈蚀RC梁承载力退化的影响规律。     

钢管混凝土斜交网格平面相贯节点轴压承载力计算公式及有限元分析研究

相贯节点是钢管混凝土斜交网格结构设计的一个关键问题。针对两种新型节点构造形式,通过分析带不同厚度钢板的钢管混凝土短柱轴压承载力,提出了相贯节点轴压承载力计算公式,计算值与试验结果较为接近。本文采用有限元分析方法对节点静载试验进行了模拟,并分析了斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度、环向加强板和法兰板厚度等参数变化对节点承载力的影响。结果表明,有限元分析与试验结果吻合较好。节点中椭圆拉板的设置经济合理,衬板和环向加强板可提高对核心混凝土的约束效应。随着斜交角度、椭圆拉板厚度、衬板厚度的增加,节点承载力有所提高,而环向加强板或法兰板的厚度对节点承载力影响不大。总体而言,计算公式能较准确地估计节点的承载力,可用于工程实践。     

钢筋混凝土构件模型的配筋率及保护层厚度研究

运用相似性原理,对钢筋混凝土轴心受压、大偏心受压柱以及钢筋混凝土梁的强度相似条件进行推导,确定了模型试验中模型构件配筋率及混凝土保护层厚度的理论取值,并采用误差分析方法分析了模型混凝土保护层厚度取值对承载力相似性的影响.分析表明,在进行钢筋混凝土构件模型试验时,宜采用与原型相同的配筋率.对于轴心受压柱,模型保护层厚度不产生误差;对于钢筋混凝土梁,模型保护层厚度取原型保护层厚度除以0.5倍比例系数,此时误差可以控制在10%;对于大偏压柱,建议保护层厚度取原型保护层厚度除比例系数.     

带直角等六边形钢管混凝土柱的局压性能

研究了带直角等六边形钢管混凝土柱的局压性能，进行了20个该类组合柱的局压试验，主要研究端板厚度、局压面积比和含钢率等参数对该类组合柱局压性能的影响规律. 试验表明，该类试件的局压承载力和端板厚度成正比，和局压面积比成反比；设置端板可显著提高该类试件的承载力. 基于数值模型的机理分析表明：该类局压构件的荷载主要由混凝土承担；钢管约束力主要集中在角部；无端板试件的钢管可提供更大约束力；加载垫块形状对于无端板试件的局压承载力有较大影响；在距加载端0~1.2B（B为钢管边长）的范围内钢管对核心混凝土形成较强约束. 参数分析表明，局压承载力随着局压面积比的增大而降低，但随着混凝土强度或端板厚度的增大而提高. 含钢率、钢材强度和偏心率对局压承载力的影响较小. 最终提出了该类组合柱局压承载力的简化预测模型.     

波纹腹板H型钢梁抗剪承载力

建立波纹腹板H型钢梁的受力模型,按照板的稳定理论分别给出了波纹腹板局部屈曲和整体屈曲的抗剪承载力理论公式,并设计4根构件进行了试验及有限元数值模拟分析,研究了不同的波纹尺寸、腹板厚度等因素对构件承载力的影响.试验结果表明:若波纹尺寸设计得当,腹板剪切强度可以达到甚至超过钢材的剪切屈服强度,而有限元方法能够有效预测构件承载力和破坏模式.最后结合理论分析和试验研究提出了波纹腹板H型钢的设计建议.     

CS板内膨胀螺栓的抗拔与抗剪承载力试验

CS板是一种环保节能的结构构件，可用做围护结构和承载力构件．通过对埋置CS板中的膨胀螺栓进行拉拔试验和剪切试验，确定了CS板用膨胀螺栓做紧固件时抗拔与抗剪承载力的允许值，分析了混凝土面层厚度对承载力的影响．结果表明，承载力的允许值完全可以满足民用住宅的日常使用，并且混凝土面层厚度对承载力没有影响．根据极限状态下破坏特征，提出CS板内埋置膨胀螺栓的抗拔与抗剪承载力的理论计算公式，计算结果与承载力允许值吻合较好，可供工程设计参考．     

BFRP螺旋条带内约束海水海砂混凝土圆柱的轴压性能

为研究以BFRP筋作为纵向增强筋、连续BFRP螺旋条带作为约束元件且带保护层的新型海水海砂混凝土圆柱的轴心受压性能,对8根短柱试件进行轴压试验,研究了BFRP纵筋配筋率和BFRP条带的宽度、间距对其轴压性能的影响;并基于试验数据推导了该类受压构件轴压承载力的计算表达式。研究结果表明：有条带约束试件的破坏过程和机理为试件高度中部混凝土保护层先剥落,然后螺旋条带断裂,随后核心混凝土压碎、纵筋屈曲,保护层剥落范围小于无条带约束试件;BFRP螺旋条带能对核心混凝土和BFRP纵筋有一定约束效应,可提高BFRP纵筋抗压强度利用率;试件抗压承载力随BFRP纵筋配筋率增大而提高;条带约束可使试件承载力提高0.9%～10.4%,极限位移增大16.39%～130.82%;减小条带间距或增大条带宽度均能提高试件承载力;试件位移延性系数总体不高;采用文中推导的轴压承载力计算表达式得到的计算值与试验值吻合较好。     

HRB635级高强钢筋与C70高强混凝土黏结锚固性能试验研究

目的 研究HRB635级高强钢筋与C70高强混凝土之间黏结锚固性能,为工程应用提供参考。方法 设计制作了5组45个直锚试件进行拉拔试验,分析了锚固长度、配箍率、混凝土保护层厚度等因素对锚固性能的影响。结果 试件极限承载力随配箍率和锚固长度的增加而增加,但当箍筋率ρ_sv大于1.26%,锚固长度l_a大于15d后,配箍率和锚固长度的增加不再对试件极限承载力产生明显的影响;对于未配置箍筋的试件,当试件保护层厚度从2d增加到3d时,试件极限承载力随着保护层厚度的增加而增加,但当保护层厚度大于3d后,保护层厚度的增加对试件极限承载力基本没有影响。结论 在进行HRB635级高强钢筋和C70高强混凝土试件设计时,锚固长度可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中相关公式进行计算,且具有足够的安全储备。     

加劲肋空心管钢筋混凝土无梁楼盖简支板带试验研究

现浇钢筋混凝土加劲肋空心管无梁楼盖是一种新型的钢筋混凝土空心楼盖体系,针对这种楼盖进行了平行管向和垂直管向的简支板带试验,以分析加劲肋空心管楼盖在这两个方向上的承载力、刚度等受力性能.通过试验测试了加劲肋空心管楼盖在简支支承情况下的内力分布状况,研究了构件的裂缝、变形、承载力和破坏形态.试验研究表明,加劲肋空心管楼盖在两个垂直方向上的承载力及刚度差别并不大,且加劲肋空心管的存在在一定程度上改善和提高了结构的受力性能.     

剪力墙结构中钢筋混凝土楼板膜效应试验研究

以剪力墙结构中的连续楼板为研究对象,设计了12个剪力墙约束钢筋混凝土单向板试件,试验研究了侧向约束条件下楼板的承载力.试验结果表明,受压力膜效应影响,当侧向约束刚度与试件自身刚度之比为0.022∶1时,试件的极限承载力较上限方法计算的结果平均提高了38.3%.在试验结果的基础上,对比研究了支座与中间板带的刚度比、支座轴压力、跨高比、配筋率以及侧向约束力等参数对试件受力性能的影响,得到了压力膜效应和拉力膜效应临界点与跨中挠度的对应关系.     

混凝土箱梁悬臂板计算方法

针对目前混凝土箱梁悬臂板计算的不合理性,以有限元为基础,结合诸多算法,应用子模型技术分析了箱梁畸变、悬臂板长度及坡度、荷载作用位置等参数对混凝土箱梁悬臂板有效分布宽度的影响规律。在此基础上,依据最小二乘法原理,利用Matlab分布拟合得到混凝土箱梁跨中悬臂板有效分布宽度的实用计算公式。结果表明:畸变大,有效分布宽度增大;悬臂板长度和坡度与有效分布宽度变化趋势相同,呈曲线关系;荷载作用点靠近悬臂板根部,有效分布宽度变小。相对于其他算法,有效分布宽度实用计算公式所得结果接近试验数据。     

考虑叠合面滑移的新型拼缝叠合板受力性能的有限元分析

为了优化双向受力钢筋桁架混凝土叠合板的拼缝构造方案,提高叠合板拼缝处的受力性能,本文设计了一种新型口袋式拼缝形式的叠合板。由于新旧混凝土叠合面容易发生相对滑移,从而影响板的整体承载力,因此本文利用有限元法研究其受力性能时考虑了叠合面滑移。通过对现浇板、密拼式叠合板和新型口袋式叠合板的数值分析,研究拼缝构造形式、现浇层厚度和附加钢筋对叠合板受力性能的影响。研究结果表明：新型口袋式拼缝形式可以使叠合板具有较好的承载能力,并保证了预制层和现浇层混凝土之间力的有效传递;增加现浇层混凝土厚度能够有效提高叠合板的承载力;附加钢筋配筋率对叠合板承载力影响也尤为明显,叠合板承载力在一定范围内随附加钢筋的配筋率的增加而提高。     

锈蚀HRB500钢筋混凝土板抗弯性能试验研究

采用通电方式对配置HRB500级钢筋和普通钢筋的混凝土板进行加速锈蚀,并对锈蚀钢筋混凝土板进行抗弯承载力试验研究. 对比分析了不同锈蚀程度下钢筋混凝土板的破坏形态、抗弯承载能力、荷载-挠度曲线. 同时,通过试验研究了锈蚀钢筋受拉性能和黏结性能随锈蚀程度不同的变化规律. 考虑板内不同锈蚀程度的钢筋可能发生受拉屈服或黏结滑移破坏,提出锈蚀钢筋混凝土板抗弯承载力计算方法. 经过对比分析,试验结果与计算模型吻合良好,锈蚀板抗弯承载力计算值与试验值之比的平均值为1.019,标准差为0.081.     

混凝土圆形冲切板的强度与变形计算

通过试验验证,圆形混凝土板在冲切破坏之前发生的变形主要是弯曲变形,该变形反映了板在各个受力阶段的抗弯性能,也在很大程度上直接影响着冲切锥面上的应力分布和板面钢筋的抗冲切能力.建立了考虑受弯变形的板冲切破坏机构,提出板的极限强度由冲切锥抗冲切力和板在冲切时的抗弯能力组成.并对圆形冲切板的挠度分阶段进行了计算.对冲切板强度和变形的计算结果与实测值吻合良好.     

集中荷载下钢筋混凝土简支板双向受力性能分析

由于在钢筋混凝土简支板中,中置集中荷载作用下的双向弯曲很明显,特别是当板的宽跨比较大,集中荷载面积较小时,其双向作用更为明显,按常规设计往往只计算Mx方向配筋,而My方向则按构造配筋,工程上经常出现沿板跨度方向的裂缝,即板的纵缝,并且由于My方向配筋过少,板纵向裂缝的宽度远大于横向裂缝的宽度,因此在试验研究的基础上,分析了中置信中荷载作用下板的双向作用,并根据塑性铰线法及简化的计算模型,提出了控制板纵缝的My计算方法,可供工程设计参考。     

考虑弯曲变形的砼板冲切破坏机构

通过试验 ,得到钢筋砼冲切板的荷载—变形曲线及板面挠度分布图 ,认为板在冲切破坏之前发生的变形主要是弯曲变形 ,并以此为依据 ,建立了考虑砼冲切板弯曲变形的新的冲切破坏机构 .     

钢筋混凝土桥面板保护层厚度对冲切强度的影响

 目前在筋混凝土桥面板冲切破坏机理的研究中, 多数国家规范用冲切强度计算公式均未将保护层厚度作为计算参数。为揭示钢筋混凝土桥面板抗拉侧保护层厚度对其静力冲切强度的影响规律, 采用中国规范用公式、Matsui 公式及自行推导公式, 对16 块不同保护层厚度的钢筋混凝土板试件的理论强度进行计算, 通过比对3 个公式的计算结果与实验结果的差异, 分析了保护层厚度对混凝土板的作用机理, 并对自行前期推导的计算公式进行评价、完善, 提出新的采用保护层作用系数的计算方法。算例的比较结果表明, 新提出的钢筋混凝土板冲切强度计算公式适用范围较广且精度得以提高。     

钢筋混凝土不规则板的极限分析

由于不规则板边界条件的多样性、受力性能的复杂性,要得到其弹性理论解非常困难.板的极限分析方法能有效地解决不规则板在特定条件下的受力分析问题.作者通过选择板的合理内力函数,对钢筋混凝土"L"形不规则简支板在均布荷载作用下可能出现的弯矩和扭矩分布状态,按照极限分析的方法,使板满足平衡方程与边界条件,并使其不违背屈服准则,推导出钢筋混凝土"L"形不规则板极限分析的一般下限解.研究结果表明,推导出的极限荷载值与4块"L"形钢筋混凝土板的试验值比较接近,证明所推导的一般下限解是正确的.