CFRP加固高强钢筋混凝土梁抗剪承载力计算

为深入探讨高强混凝土结构用碳纤维布(简称CFRP)增强系列问题,对基于碳纤维布拉断的高强钢筋混凝土加固梁进行了抗剪性能试验研究,考虑了加固量、加固形式、剪跨比、预损伤程度、配箍率等参数的影响.试验结果表明,经碳纤维布加固的高强混凝土梁抗剪承载力提高较多,加固效果明显;预损伤对加固梁的抗剪承载力影响不大;剪跨比、加固量综合起来影响着碳纤维布的受力程度,从而影响到碳纤维布的有效应变,最终决定了试验梁的抗剪承载力.基于有效应变模型,提出了与试验结果相吻合的碳纤维布抗剪承载力计算方法,并结合我国碳纤维布加固混凝土结构规程,提出了高强钢筋混凝土梁用碳纤维布进行抗剪加固的设计方法.     

钢混组合梁负弯扭作用下的受力性能试验研究

为了研究钢—混组合梁在负弯矩和扭矩联合作用下(以下简称负弯扭)的受力性能,以初始扭弯比和抗剪连接度为参数,对4片钢—混凝土组合箱梁分别进行不同偏心距下的反向集中力加载实验,得到了荷载—挠度和荷载—扭转角曲线、截面应变和结合面纵横向滑移分布规律,以及混凝土板裂缝开展规律。试验结果表明:在负弯扭联合作用下,组合梁极限承载力和结合面抗剪刚度均随初始扭弯比的减小和剪力连接度的增加而增大;横隔板对截面应变沿横向的分布规律影响较大,有横隔板处,加载侧应变较小,相反侧应变较大;无横隔板处相反;仅受弯矩时混凝土板裂缝为横向裂缝,负弯扭作用下出现倾角40°左右的斜裂缝,横向钢筋的设置对裂缝间距影响较大。     

采空区塔基变形过程对输电铁塔安全性影响

位于采空区输电铁塔的安全性易受地表变形的影响,而塔基变形具有从无到有、从小到大、从单一到复合的特点,因此研究塔基变形过程输电铁塔安全性演化规律具有重要的工程意义。以位于采空区某500 kV输电铁塔为研究对象,基于有限单元法,分别计算了单、双基础复合变形过程在90°大风、45°大风和覆冰三种气象工况下的输电塔内力和变形规律。结果表明:单、双基础复合变形过程中,构件最大应力转移路径相似,变形初期铁塔安全性降低较少,中后期铁塔安全性降低速率加快;三种气象工况条件下,基础变形过程铁塔安全性演化规律相近;建议在塔基变形前期,对变形最大的塔脚和相同侧第一段横隔材实施监测和加固治理措施。     

高强灌浆料加固既有RC梁抗弯性能分析

为研究高强灌浆料加固钢筋混凝土(RC)梁在不同设计参数下的抗弯性能,对5根高强灌浆料加固梁和2根对比梁进行试验研究和理论分析.测量梁的裂缝分布、挠度变形、应变发展及破坏形态.试验结果表明:采用高强灌浆料加固RC梁能有效提高RC梁的抗弯承载力、截面刚度;适当的植筋间距对新老混凝土间黏结性能有较好的影响,但采取不同的植筋间距对加固梁的抗弯性能影响不大;梁底加固厚度的增加也只能在有限范围内改善新老纵筋受力差异,对加固梁抗弯承载力提高并不明显;高强灌浆料加固梁的抗弯承载力计算公式计算的结果与试验结果吻合较好.     

探讨飓风情况下ZLV塔拉线及整体受力情况

2009年6月,受强气流天气影响,华东某330kV线路发生ZLV直线拉线铁塔倾倒,塔头及地线支架严重受损。事件的起因是拉V塔拉线组件在飓风作用下脱离了拉线基础连接件,铁塔拉线间拉力不均,铁塔失稳后倾倒。通过对失效的#3拉线地锚环在极端风力条件下铁塔拉线组件的受力分析,指出飓风力不足以造成拉线组件受损,但长期的交变荷载会造成金属疲劳损伤,突发事故。优化基础和拉线设计、塔材与结构合理选择、选材与设计理念、更加科学、更趋完善。     

钢板不同加固方式加固锈蚀钢筋混凝土梁试验研究与有限元分析

针对桥梁工程中钢筋锈蚀引起RC结构承载性能退化现象,设计了5片试验梁,采用粘钢加固的方式对锈蚀RC梁进行抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固。通过抗弯性能试验研究分析了这3种加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响,并用ABAQUS有限元软件对试验梁进行了数值模拟分析。研究结果表明:3种加固方式均能提高锈蚀RC梁的极限承载力和抗变形能力;不同的加固方式将导致不同的破坏模式;抗弯加固的锈蚀RC梁,其延性和刚度相比于锈蚀梁都得到了提高;组合加固梁的延性对比锈蚀梁延性降低了30.94%;抗剪加固梁的延性最好;采用的有限元数值模拟的方法能合理地反映试验结果。     

横隔板对空心板受力性能影响的研究

建立空心板的空间实体有限元计算模型,在对称荷载与偏载作用下,分别对不设置横隔板、端部设置横隔板、端部与跨中均设横隔板3种情况,研究横隔板对空心板受力性能影响,计算结果表明,在对称荷载、偏载作用下,两种横隔板设置工况都能提高空心板的整体受力性能,相对来讲,在端部和跨中同时设置横隔板,提高空心板的整体受力性能效果相对较好;在偏载作用下,设置横隔板将有利于空心板整体抗扭性能的增强,能减小扭转变形,在跨中与端部同时设置横隔板,与仅设置横隔板相比,抗扭性能略有增强.所得结论可为对空心板的设计与施工提供参考.     

轻量化设计的重型卡车车厢应力有限元数值模拟

基于重型卡车车厢的轻量化设计,利用有限元软件ANSYS对600MPa级高强车厢板替代Q345B车厢板后整体结构强度和刚度的变化进行数值模拟分析.结果表明:在50t静载荷作用下,主纵梁受到的等效应力值最大,外纵梁和底板横筋次之,车厢底/侧/前/后板较小;600MPa级车厢板可以满足结构强度要求,并且有130MPa左右的强度富余量,而Q345B车厢板无强度富余量;车厢弹性总位移的最大值和最小值分别出现在车厢侧板中上部和车厢底板中部,600MPa级高强车厢的弹性总位移较Q345B车厢偏大,由于厚度减薄其结构刚度有所降低;该模拟结果已用于指导实际生产,车厢减重达到21%左右,且载重量有所提高,为进一步的理论研究和实际生产提供了理论基础.     

CFRP组合加固改善高强混凝土方柱抗剪性能试验研究

利用低周反复荷载试验手段,研究了4种不同CFRP(carbon fiber reinforced polymer)布加固方式(横向包裹CFRP布、横向包裹CFRP布和植螺栓杆组合,以及横向包裹CFRP布和宽、窄夹板组合)对高强混凝土柱抗剪性能的作用.通过分析以上4种不同加固方式对试件的延性、塑性铰转动能力,以及刚度退化等方面的影响,得到如下结论:4种加固方式均可改善抗剪不足高强混凝土方柱的抗剪性能,有效提高试件的变形能力,其中横向包裹CFRP布和窄夹板组合加固方式加固效果最好;同时,在试验基础上提出适用于高强钢筋混凝土柱的刚度退化模型,并与试验结果进行比较,发现试验结果与模型吻合较好.     

增大整体刚度法加固双曲拱桥的力学特性

针对某危旧双曲拱桥病害产生的机理,基于有限元结构计算方法,借助计算程序ANSYS建立有限元模型,对该桥采用增大整体刚度法加固前后的动静力特性进行了研究.结果表明:增大整体刚度法能有效降低拱顶、拱脚等关键截面的拉压应力,增强结构的抗弯及抗扭性能,提高结构的自振基频,增强结构的抗震能力.     

钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究

对29组共116个钢纤维高强混凝土抗剪试件进行了双面剪切试验,研究了钢纤维混凝土基体强度、钢纤维类型和钢纤维掺率对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响.试验结果表明:随着基体强度和钢纤维体积掺率的增加,钢纤维高强混凝土的抗剪强度逐步增高;在混凝土基体强度较高时,提高钢纤维掺量对钢纤维高强混凝土抗剪强度的改善作用有所减弱.试验中还发现,钢纤维混凝土抗剪强度受钢纤维横断面参数的影响很大,因此将现有的钢纤维混凝土抗剪强度计算公式中的纤维增强系数针对不同类型的钢纤维进行了修正,并考虑钢纤维直径的影响提出了新的计算方法,计算结果与试验结果符合较好.     

压弯剪扭钢筋混凝土T形截面柱抗震性能试验研究

为研究钢筋混凝土T形截面柱在压弯剪扭复合受力下的抗震性能,以轴压比、扭弯比与肢高肢厚比为变化参数,设计了6根钢筋混凝土T形截面柱试件进行恒定轴压下弯剪扭低周反复加载试验.观察了试件的破坏过程及形态,获取了其扭矩-扭转角滞回曲线和荷载-位移滞回曲线.基于试验数据,分析了不同变化参数对该类T形柱抗震性能指标的影响.结果表明：随着扭弯比的增大,钢筋混凝土T形截面柱的破坏形态表现为弯曲、弯扭和扭转剪切破坏;n=0.36与n=0.3相比,构件的抗扭与抗弯延性分别提高了31%与63%;γ=0.08～0.21时,随着扭弯比增大,试件的抗扭承载力与极限扭转角均有所增大,幅度分别为34%～52%与35%～58%,转角延性系数增大,幅度为24%～38%;ξ=2.5～3.0范围内,肢高肢厚比越小,T形柱的各项抗弯和抗扭承载力指标虽然降低,但提高了扭转和水平位移延性系数;试件的耗能能力主要取决于弯剪耗能能力;增大轴压比与扭弯比都会加快T形柱的扭转及侧移刚度退化;试件的受扭强度退化系数在0.80～0.98之间,受弯强度退化系数在0.75～1.00之间.     

火灾后和加固后型钢混凝土柱的力学性能分析

为计算火灾后及修复加固后型钢混凝土柱的承载能力和抗弯刚度,该文基于结构受火和受力的连续性,提出了火灾后和加固后型钢混凝土(SRC)柱力学性能的分析流程,采用有限元方法建立了相应的分析模型;并以某受火后的型钢混凝土柱为例,对比分析了火灾前、火灾后和加固后型钢混凝土柱的承载能力和抗弯刚度,获得了使用阶段抗弯刚度和不同轴向荷载比下截面极限抗弯承载力火灾后的损失率和加固后的提高率;在轴向荷载比为0～0.4时,其截面极限抗弯承载力的损失率和提高率分别为4.1%～6.4%和3.9%～9.1%。该文的分析流程和方法可为该类结构火灾后和加固后的力学性能分析提供参考。     

HPF加固RC足尺梁二次受力抗弯试验研究

对4根高性能复合砂浆钢筋网加固的钢筋混凝土足尺梁进行了正截面抗弯二次受力试验研究,通过与另4根同配置未加固钢筋混凝土梁的试验结果对比,研究了原截面纵向配筋率对加固梁抗弯承载力和截面刚度的影响．试验采用三面U型加固形式,量测试验梁裂缝分布形态、荷载-挠度曲线、钢筋应变发展规律等．试验表明复合砂浆钢筋网薄层加固是一种有效的加固方法,能够显著地提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力、截面刚度以及抗裂性能．     

高强钢铰线网－聚合灰浆加固梁斜截面承载力计算方法研究

对采用“高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆”受剪加固梁的斜截面承载力的计算方法进行探讨。文通过对混凝土粱及其加固梁试验结果的对比分析发现：按《规范》（GB10050—2002）计算加固粱的抗剪承载力安全余度比未加固粱的安全余度小得多,其主要原因是加固体中采用的钢铰线箍筋的强度过高,得不到充分利用;其次是由于加固体混凝土与原粱体混凝土受力和变形的不同步。因此文对抗剪加固梁的抗剪承载力计算公式进行了修正：限制加固体内箍筋的设计强度,折减加固体混凝土的抗剪承载力。从修正公式计算值与试验结果的比较看,修正后加固梁承载力的安全余度与未加固混凝土梁基本接近。     

建筑结构加固新技术——混凝土结构碳纤维加固技术

利用高强非金属纤维类材料,如碳纤维、玻璃纤维等对结构进行加固的方法,具有耐久性好、施工简便、不加大截面、不增加荷载、外形美观等优点,已成功运用于多种结构的抗震、抗弯和抗剪加固。但是,碳纤维加固方法也有其适用范围,本文通过几个工程实例,分析用碳纤维加固钢筋混凝土结构的特点及其适用性。一、碳纤维用于抗震加固试验研究表明,用碳纤维材料包裹钢筋混凝土柱,使纤维方向与柱轴线相垂直,可以有效提高柱的延性和承载力,增加其抗震耗能能力。另外,剪力墙作为主要抗侧力构件,其破坏形态不外乎受弯延性破坏(中高剪力墙)或受剪脆性破坏(…     

GFRP加固带壁柱砖墙平面外受荷性能试验

通过两批试件(7个试件)9次试验,研究玻璃纤维复合材料(GFRP)加固带壁柱砖墙的平面外受荷性能.由试验结果分析可知,采用GFRP对带壁柱砖墙进行加固,可以有效地提高砖墙的平面外抗弯能力和延性.即可以提高砖墙的极限承载力.对于刚度较大的带壁柱墙体,当GFRP加固量达到一定程度,其平面外抗弯承载能力得到较大的提高,而平面外方向的抗剪承载能力提高有限,导致试件的平面外受荷能力由其抗剪承载能力控制.采用不对称加固,会导致墙体的裂缝开展不对称,从而使得墙体刚度不对称,墙体出现附加扭转,减弱GFRP对墙体抗弯承载能力的加固效果.     

BTRC和BRRC加固混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究玄武岩筋增强混凝土(BRRC)和玄武岩纤维网增强混凝土(BTRC)加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,对5根配筋相同的钢筋混凝土适筋梁进行了抗弯试验,包括1根未加固梁、2根采用不同面积的BRRC加固梁和2根采用不同面积的BTRC加固梁.分析了BRRC和BTRC加固层对钢筋混凝土适筋梁开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、位移和破坏模式的影响.研究结果表明：BRRC和BTRC加固方法能有效提高试验梁的正截面抗弯承载力和刚度、控制裂缝发展;与BRRC加固梁相比,BTRC加固梁抗弯承载力略低,但裂缝分布更均匀,二次浇筑混凝土与纤维网能更好地共同受力,BTRC加固梁具有更好的延性和刚度.     

单箱单室箱梁横隔板、墙剪切应变能计算

基于现代箱形梁桥的截面壁越来越薄,而且许多要承受轨道车辆传来的超大荷载,这都让横隔板、横隔墙受力性能的深入研究变得重要。根据单箱单室箱梁截面的变形,设计位移参数,导出横截面横向、竖向畸变角的变位模式。采用刚架或板件来模拟横隔板和横隔墙的计算简图。利用力学和有限元原理,推导出横隔板、横隔墙的抗剪刚度、剪切应变能。最后为验证正确性,将此方法的计算结果与商业有限元软件计算结果进行比较。结果表明：两者计算结果接近,说明本文提出的计算理论与方法是正确和完整的;本文计算方法较之商业有限元软件方法更加简便实用,且对横隔板、横隔墙单独计算或置入车-桥系统中计算,计算精度都保持不变;横隔板、横隔墙的剪切应变能都随位移成幂函数增加,说明其对增加箱梁截面的横向刚度,抵抗截面畸变的作用很大。     

弯矩、剪力对预应力混凝土构件抗扭强度的影响

模拟一系列预应力混凝土弯剪扭构件,用修正斜压场理论计算各构件的抗扭强度,从而分析扭弯比、扭剪比对构件抗扭强度的影响。