栓钉推出试验及有限元仿真研究

【目的】钢-混组合梁借助栓钉实现相互连接，栓钉能抵抗钢梁与混凝土之间的纵向分离，也可传递纵向剪力，是研究两者组合在一起的重点。【方法】本研究使用ABAQUS有限元分析软件对栓钉进行仿真研究，在已有的单层栓钉推出试验的基础上，有限元仿真结果与试验结果吻合较好。在有限元较精确的情况下进行参数化数值分析，研究混凝土强度、栓钉极限抗拉强度对栓钉抗剪承载力的影响。【结果】由计算结果可知，栓钉抗剪承载力随混凝土强度及栓钉极限抗拉强度的增大而提高，并对试验结果与有限元结果进行分析。【结论】在提高混凝土强度时，超过C50混凝土强度对栓钉抗剪承载力提高较小，要考虑其经济性。在提高栓钉极限抗拉强度时，为了满足混凝土与连接件共同工作的情况，要与相应混凝土强度等级相适应，避免一方先行被破坏。     

PBL剪力连接件抗剪承载力计算方法研究

【目的】客观验证PBL剪力连接件的抗剪承载力计算公式的适用性和准确性。【方法】介绍木-混凝土组合梁和PBL剪力连接件研究现状,并从中选取5个具有代表意义的抗剪承载力计算公式,采用控制变量法对比分析不同的计算公式中混凝土立方体抗压强度和开孔钢板的开孔直径参数对剪力连接件极限承载力的作用规律,并优化组合梁的设计参数。【结果】结果表明：中国《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）、胡建华和郑双杰提出的抗剪承载力计算公式得出的计算结果准确率较高。【结论】本研究围绕影响PBL剪力连接件抗剪承载力计算公式的因素,从而得出通用性较好的抗剪承载力计算公式,其成果将为现代木-混凝土组合梁桥的设计及PBL剪力连接件的设计优化提供参考。     

结构混凝土裂缝成因及防治

由于混凝土是一种抗压承载较高而抗拉承载力较低的建筑材料,而且受拉极限应变很小,在结构中的拉应力以及抗裂性能主要由普通钢筋或预应力钢筋承担.     

混凝土温度变形抗裂性能的数值模拟分析

本文拟利用有限元数值模拟方法分析在研究混凝土温度变形抗裂性能时,径向应力分布、环向应力分布以及钢芯热膨胀系数对抗裂圆环径向应力和环向应力分布的影响,以此来判断抗裂圆环是否可以用来研究混凝土温度变形抗裂性能,同时为抗裂圆环试验装置的设计提供科学参考依据。研究结果表明,抗裂圆环可以用来研究混凝土温度变形抗裂性能。在不同温度条件下,钢芯热膨胀系数的变化对应力分布的影响是不同的,因此,在抗裂圆环设计中,要分情况考虑钢芯热膨胀系数的影响。     

可拆卸钢-混凝土组合梁抗剪性能有限元分析

【目的】为了研究可拆卸钢-混凝土组合梁中螺栓连接件的抗剪性能。【方法】采用ABAQUS软件建立了推出试件的有限元模型，分析了混凝土板强度、螺栓强度和螺栓预紧力大小对抗剪性能的影响。【结果】结果表明：推出试件的最终破坏模式为螺栓剪断，同时混凝土受压破坏；试件的抗剪过程包括摩擦抗剪、螺杆承压抗剪和塑性三个阶段；混凝土板的强度对试件的抗剪性能影响较小；提升螺栓的强度可以显著提升试件的极限抗剪承载力；试件的抗滑移荷载随螺栓预紧力的增加而增大。【结论】综上所述，在实际工程中可以通过提升螺栓的强度和预紧力大小来获得更加优异的抗剪性能。     

结构混凝土裂缝成因及防治

<正>由于混凝土是一种抗压承载较高而抗拉承载力较低的建筑材料,而且受拉极限应变很小,在结构中的拉应力以及抗裂性能主要由普通钢筋或预应力钢筋承担。多年以来,混凝土结构的裂缝一直是施工中最为常见和难以克服的弊病,甚至在预应力混凝土结构中的某些复合应力的特殊部位以及混凝土的上表面,也常常会出现裂缝。     

浅析桥面铺装早期病害

一、概述 桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,其变形和应力特征与主梁及桥面结构形式密切相关,一方面可分散荷载,参与桥面板的受力;另一方面起联合各主梁共同受力的作用,它既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层,所以要求其具有足够的强度和良好的整体性,并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能.     

沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关,一方面可分散荷载并参与桥面板的受力,另一方面起联结各主梁共同受力的作用.它既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层,所以,具有足够的强度和良好的整体性,并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能.     

预应力腹板开洞钢-木组合梁抗弯性能研究

【目的】为了研究体外预应力腹板开洞钢-木组合梁在四点弯曲静载作用下的变形和受力性能。【方法】通过有限元软件ABAQUS建立三维实体模型,研究预应力钢绞线布置形式和洞口形状等参数对组合梁刚度、变形和承载能力的影响规律和程度。【结果】结果表明：设置预应力钢绞线可以显著提高组合梁的刚度和承载力,使折线型的初始刚度和屈服承载力分别增强41%和25%,直线型效果次之;未设置预应力的组合梁跨中洞口处容易发生应力集中和较大变形;洞口形状影响洞口区域应力重分布情况,长方形洞口底部两侧容易出现塑性铰,正方形洞口这种现象得到部分改善,圆形洞口底端钝角容易发生应力集中和变形。【结论】选择合适的预应力钢绞线布置形式和洞口形状可以显著提高腹板开洞对钢-木组合梁刚度和承载力,减少变形程度。     

复合土钉墙支护在房屋建筑基坑工程中的应用

<正>一、复合土钉墙支护作用机理及应用1.土钉墙的工作机理。土钉墙由原位土体、设置在土中的土钉和喷射混凝土面层组成。通过土钉、墙面与原状土体的共同作用,形成以主动制约机制为基础的复合体,具有明显提高边坡土体的结构强度和抗变形能力、减小土体侧向变形、增强整体稳定性的特点。因此其支护效果主要由土钉的长度、设置密度、土钉的抗拉抗弯和抗剪强度、土钉与土体的黏结强度、面墙刚度、土钉与面墙结合程度、原状土体性状、坡顶荷载、开挖深度等因素综合决定。     

部分剪力连接新型外包钢-砼组合梁的滑移性能

针对典型的钢-砼组合梁的不足,提出一种新型外包钢-砼组合梁.为研究其钢-砼交界面相对滑移及变形性能,通过4根足尺简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线.根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律.利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围.在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式.把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好.     

重载铁路大跨度钢桁梁桥顶推施工关键技术分析与监测

为解决大跨度钢桁梁桥顶推关键工况受力状况和变形监测,以黄大重载铁路黄河特大桥连续钢桁梁多点同步顶推施工为例,利用有限元建模计算最大倾覆力,倒退法计算顶推过程中的最不利工况。找出主桁在桥墩支点处最大支反力值以及导梁前端最大变形值和变形规律;计算主桁和导梁在各施工工况下的最大应力值,验算最大受力节点板局部应力值。根据理论计算值,在最不利施工工况设置对应的变形监控点和主要杆件应力监测点。设置顶推系统并计算水平纵向顶推力,测试并记录各顶推工况的启动和运行状态摩擦系数数据。对比理论计算与监测结果发现实测值略小于计算值,施工过程中的材料强度和变形均在安全可靠的储备范围内。有限元分析和施工监测表明:在大跨度平行弦钢桁梁顶推施工过程中采用自重加0.2倍自重的冲击荷载组合是最安全又经济的荷载组合,同时横向纠偏值对主桁应力和纠偏力的影响基本可以忽略。     

多高层钢框架立体车库连续化分析

针对多高层钢框架立体车库,推导了车库结构等效抗剪刚度和等效抗弯刚度的计算公式,包括支撑抗剪刚度、框架抗剪刚度和框架抗弯刚度;对车库结构进行了连续化处理,推导了在不同荷载形式作用下结构侧移的计算公式,并与有限元软件ANSYS的分析结果进行了比较.比较结果表明该公式计算误差保持在5%以内,非常精确,而且公式形式简洁,使用方便,为多高层钢框架立体车库的结构选型、构件截面尺寸的确定提供了一个快速有效的初步设计方法.     

新建铁路刚构-连续桥施工控制研究

桥梁结构的线形和内力关系到自身安全,因此进行施工过程的控制具有重要的意义。本文以一座典型的多跨刚构-连续桥为工程背景,建立了桥梁的三维有限元模型,模拟了整个施工过程,计算了理论预拱度值和控制截面设计应力值,并指导实际施工过程。结果表明,线形始终处于可靠的控制之中,且最大合龙误差仅为8 mm;整个结构的应力状态始终处于可靠的控制之中,实测值均小于理论值。这样不仅实现了该桥的高精度合龙,也为此类桥梁的施工控制提供了参考依据。     

双线铁路简支钢桁梁桥结构受力分析

为研究双线铁路简支钢桁梁桥结构受力特性,以某双线铁路简支钢桁梁桥钢桁架结构为研究对象,采用有限元分析软件midas Civil 2017建立该桥主桁的三维有限元模型,进行合理的成桥状态计算和不同荷载工况的模拟,完成了该桥的受力分析及新版铁路设计规范所规定的各项检算。该桥的受力分析结果表明,主桁结构下弦杆受拉所产生的轴向应力总是大于上弦杆受压所产生的轴向应力。设计时主桁各杆件应考虑弯曲应力和剪切应力对其选材的影响并采取相应措施增加结构的整体刚度。挠度计算时应考虑其他可能影响结构挠度的因素,并合理布设预拱度。通过各项验算可知,该桥应力、挠度、疲劳强度均能满足相关要求。     

节能型砌体剪 压复合受力试验研究

节能型砌体由蒸压加气混凝土砌块和保温砂浆组成,具有轻质、保温等优点.对6个节能型砌体的三皮砖试件进行了沿灰缝截面抗剪强度试验,对7组21个试件进行了斜缝抗剪试验,研究了节能型砌体无竖向压应力时的抗剪强度及不同斜缝抗剪试件的破坏形态、抗压强度和弹性模量.根据剪-压复合理论建立了节能型砌体处于剪-压复合受力时的抗剪强度计算公式,并与试验结果吻合较好,可用于工程设计.     

有黏结预应力混凝土结构性能研究

预应力混凝土结构的性能对于道路桥梁工程具有重要的影响。本研究以有黏结预应力混凝土结构为对象,通过理论推导和数值模拟手段,对其力学性能进行研究。建立预应力混凝土结构中钢筋与混凝土界面摩擦作用的力学模型,对结构内部界面剪力进行了推导。在有限元软件ABAQUS中建立数值模型,对结构整体性能进行分析。研究结果表明：钢筋—混凝土界面剪力在端部出现峰值,由端部向内呈现先减小后增大的规律,并且在剪力改变方向的位置轴力出现峰值。预应力施加完成后,拉应力主要由受拉区的混凝土及钢筋来承担。当荷载值不断增大时,混凝土跨中开始出现细观裂缝并逐渐扩展,模型进入弹塑性阶段,拉应力逐渐由混凝土向钢筋传递。直到荷载达到某一极限值,下部受拉钢筋达到抗拉强度,发生屈服。     

落岩撞击作用下连续刚构桥车-桥耦合振动研究

为研究落岩撞击桥墩对大跨度连续刚构桥车-桥系统动力学行为的影响,采用精细化有限元模型计算了落岩撞击力,基于车-桥耦合理论,采用非一致桥面不平顺激励,建立了考虑落岩撞击影响的车-桥耦合动力学模型。以3跨连续刚构桥为例,研究了落岩撞击桥墩对车-桥耦合系统的影响,分析了不同行车速度下桥梁横向位移和横向振动加速度,探讨了落岩撞击和车速对行车舒适性的影响。结果表明：落岩撞击桥墩对车-桥耦合振动影响较大,落岩撞击作用下主梁跨中横向位移和加速度显著大于无落岩撞击工况下的结果;随着行车速度的增加,落岩撞击作用下的主梁跨中横向位移和加速度均增大;落岩撞击桥墩显著降低了行车舒适性,随着行车速度的增加,Sperling指标增大,行车舒适性下降。     

力偶作用下形状记忆合金梁的非线性弯曲理论分析

基于梁的大变形理论,结合已有实验测得的形状记忆合金材料的应力-应变关系,研究了形状记忆合金梁的拉压不对称性对其弯曲变形的影响,建立了梁的横截面应力分布、马氏体体积分数表达式,推导得出了梁在纯弯曲条件下的非线性控制方程并进行求解。结果表明:中性层先移向受压侧,后移向受拉侧;随拉压不对称系数的增大,受压侧马氏体体积分数减小,材料越不易发生相变。     

锚固形式对火灾下边柱失效后RC梁柱节点受力机制影响试验研究

进行了2个常温和2个高温下钢筋混凝土梁-边柱节点子结构1/2缩尺模型的竖向推覆静力试验,主要研究梁底纵筋锚固形式对高温下边柱失效后钢筋混凝土节点受力机制的影响.试验表明:在高温1h下,采用弯钩锚固形式节点的拉结和转动性能显著优于采用直线锚固形式的节点,甚至强于相同构造的常温节点.采用直线锚固形式的梁-柱节点由于端部锚固作用较差,高温下钢筋与混凝土的粘结能力退化,钢筋强度及变形能力得不到充分利用,其拉结与转动能力显著降低.