砼和钢筋砼 T 形截面构件受扭试验研究(Ⅰ)

本文描述了砼和钢筋砼 T 形截面受扭构件的裂缝开展情况和破坏模式,研究了极限扭矩与钢筋数量的关系以及砼强度对抗裂度和极限扭矩的影响。根据试验结果,本文提出了抗裂度、极限扭矩以及在使用荷载作用下最大允许扭矩的计算公式。     

混凝土结构裂缝的原因和可靠度分析

本文对混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构产生裂缝的原因作了评述；提出 了正常使用极限伏态下抗裂度及最大裂缝宽度可靠度分析的计算模式：讨论了现行规 范中抗裂安全系数及容许最大裂缝宽度的取值问题．     

压扭作用下混凝土异形柱的抗扭性能

为考察轴压比、截面形状、配筋情况对异形柱抗扭性能的影响,对9根混凝土异形柱在压力和扭矩共同作用下抗扭性能进行研究。试验结果表明:轴压比对钢筋混凝土异形柱的抗扭性能影响较大,异形柱的开裂扭矩和极限扭矩随轴压比的增加而增大。轴压比为0.189和0.314的L形柱的开裂扭矩较轴压比为0.063的提高了23.7%和74.0%,极限扭矩提高了14.2%和38.7%。轴压比为0.314的T形柱的开裂扭矩和极限扭矩较轴压比为0.189的分别提高了71.0%和16.0%。配置钢筋能显著提高素混凝土异形柱的开裂扭矩、极限扭矩和极限扭转角。轴压比为0.189的配筋L形柱、T形柱和十字形柱较相应的素混凝土异形柱的开裂扭矩分别提高了40.8%,18.9%和26.2%;极限扭矩分别提高了102.0%,106.1%和63.9%;极限扭转角分别提高了486.1%,469.4%和494.0%。轴压比、横截面面积和配筋率均相同时,异形柱的开裂扭矩从大到小依次为L形柱,T形柱,十字形柱。十字形柱和T形柱的极限扭转角较L形柱大34.6%~44.3%。     

钢-混凝土波形钢腹板组合梁弯扭性能研究

为进一步揭示弯扭作用下钢混凝土波形钢腹板组合梁的开裂机理和弯扭破坏模式,完成了5片试验梁在弯矩和扭矩联合作用下的弯扭性能模型试验,结合ANSYS有限元分析,给出弯扭作用下波形钢腹板组合梁开裂弯矩折减系数和开裂扭矩折减系数计算公式,以及极限弯矩和极限扭矩相关关系.结果 表明:随着扭弯比增大,开裂弯矩减小,开裂扭矩增大,混...     

钢-混凝土组合梁受扭性能的试验及分析

为研究新型外包钢-混凝土组合梁的抗扭性能,完成了2根不同配箍率的组合梁纯扭试验和3根不同弯扭比组合梁复合受扭试验.测得了试件的扭矩-扭率曲线,钢筋扭矩-应变曲线,组合梁U形钢侧面、底面的应变分布及沿板宽方向的混凝土的应变分布.试验结果表明:组合梁扭转变形符合三阶段变形规律,翼板混凝土破坏与普通钢筋混凝土构件受扭破坏相似.在试验基础上,通过受扭性能的弹塑性理论分析以及变角空间桁架模型的极限承载力的分析计算,得到组合梁开裂扭矩以及极限扭矩的计算公式,与试验结果进行对比后发现两者吻合较好.     

扭矩与外压联合作用下海底管道的屈曲研究

针对海底管道在铺设和服役期间受到扭矩与外压联合作用发生屈曲的问题,进行缩比尺管道实验和有限元建模分析,对管道的变形和压溃规律进行研究．以缩尺比管道实验为基础,利用ABAQUS有限元软件,对实验管件在扭矩与外压联合作用下的压溃破坏进行模拟,并与实验结果进行对比,验证模型的可靠性．基于有限元分析,研究了扭矩和外压联合作用下管道的截面变形和承载极限．研究结果表明,管道受扭矩作用时,管道截面椭圆度与扭矩是近似指数相关,扭矩较小时,截面无明显变形;当扭矩接近扭矩承载极限时,椭圆度剧增.管道受扭矩和外压联合作用时外压对管道变形影响更大,管道的破坏以压溃屈曲为主,截面为“哑铃状”．管道椭圆度缺陷越大,外压承载极限越小;管道承受的扭矩载荷越大外压承载极限越小;得到了扭矩与外压承载极限的无量纲关系曲线,此关系不受椭圆度影响,扭矩越大外压承载极限的下降速率越大;建议海底管道设计扭矩不超过扭矩承载极限值的70%,以提升管道在扭矩与外压联合作用下的安全性．P-T路径比T-P路径更危险,载荷路径引起的管道承载极限差异在10%以内,椭圆度会降低载荷路径的影响差异．     

钢筋混凝土异形柱抗扭性能的数值模拟

基于有限元软件ANSYS,建立压扭作用下钢筋混凝土异形柱抗扭性能的数值分析模型,并对压扭作用下9根异形柱的抗扭性能试验进行数值模拟分析.通过反复试算,提出混凝土异形柱压扭性能数值模拟的模型分析参数,分析轴压比对不同截面形状和尺寸的钢筋混凝土异形柱的开裂扭矩和极限扭矩的影响规律.研究结果表明:数值模型对异形柱的开裂扭矩和极限扭矩预测较准,但对扭矩-扭转角全过程曲线的预测还有待进一步改进;不同截面形状和尺寸的混凝土异形柱的开裂扭矩和极限扭矩随着轴压比的增大均近似呈直线增加,但当轴压比超过0.6时,异形柱的开裂扭矩和极限扭矩反将降低;随着轴压比的增大,异形柱从开裂扭矩发展到极限扭矩的过程缩短.     

超高程泵送钢纤维混凝土的抗裂性能

针对超高索塔锚固区的特点,按照抗裂最优,又能高空泵送的原则,制备了钢纤维混凝土,并对其构件的抗裂性能进行了研究.优选出的钢纤维混凝土1h内泵送性能良好,可以实现一次泵送到306m的目标.经过计算,纤维体积率为0.8%的钢纤维混凝土能使混凝土结构裂缝的最大宽度降低32%.通过对索塔锚固区的足尺模型试验研究得出:该钢纤维混凝土不仅能够显著提高索塔锚固区混凝土结构的抗裂度和极限载荷,而且能使混凝土结构正常使用极限状态下的载荷增大了将近40%.试验结果也表明其能显著抑制塑性收缩,并且能使干燥收缩值降低50%,同时又具有较高的抗拉强度和钢筋握裹力.     

圆中空夹层钢管混凝土压扭构件工作机理研究

为了对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力下的工作机理进行研究,采用大型通用有限元软件ABAQUS对圆实心钢管混凝土压、扭复合受力构件进行建模计算,现有的试验验证了计算结果与计算方法的正确性.再采用同样的方法对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力状态下进行了模拟计算.通过计算发现,扭矩—转角全过程关系曲线分为弹性、弹塑性、塑性强化三阶段.通过对三个阶段扭矩—转角全过程关系曲线、内外钢管和混凝土的应力分布云图、三者间相互作用力以及轴压比影响的分析,结果表明,在加载过程中,当轴压比较小时,随着轴压比的增大,极限扭矩增加;当轴压比较大时,随着轴压比增大,极限扭矩降低.     

高强混凝土纯扭构件强度、刚度研究

通过24根矩形截面高强混凝土构件的纯扭拭验，表明高强混凝土纯扭构件的破坏机理与普通混凝土构件相似．但其脆性特征更明显，钢筋应力不均匀性也较大．本文建立了高强混凝土构件开裂扭矩，极限扭矩及抗扭刚度计算公式，计算值与实测值吻合良好．文中还证明软化空间桁架理论适用于高强混凝土纯扭构件的计算分析．     

预应力钢纤维混凝土梁纯扭作用下极限扭矩计算方法

根据预应力钢纤维混凝土梁的受力特点,考虑预应力和钢纤维对梁抗扭强度的影响,利用变角度空间桁架模型通过理论推导得出预应力钢纤维混凝土梁在纯扭作用下的极限扭矩计算公式并与已有的试验进行了比较。该公式将预应力和钢纤维的作用等效为纵向和横向钢筋的面积来进行计算,具有概念明确,推导过程清晰,精度较高,与普通混凝土梁的极限扭矩计算公式衔接好等优点,可以方便的应用于结构设计及计算。     

AFRP-钢混合配筋对混凝土构件抗弯性能的影响研究

为了研究AFRP—钢混合配筋混凝土构件的极限抗弯承载力及抗裂性能,基于平截面假定以及变形协调条件,通过建立内力平衡方程,推导了AFRP—钢混合配筋混凝土构件适筋破坏的极限抗弯承载力及开裂弯矩的计算公式,利用推导的计算公式对七组具有相同整体配筋率、不同AFRP筋与钢筋面积比的混合配筋构件的抗弯承载力及开裂弯矩进行了分析,并进行了试验验证。研究表明:用AFRP筋代替部分普通钢筋,对混合配筋混凝土构件的抗弯极限承载力以及开裂弯矩都会有影响,当混凝土中配置的筋材整体配筋率相同时,构件的极限抗弯承载力随着AFRP筋与钢筋的配筋比的增加而逐渐提高,但是开裂弯矩随着其配筋比的增大而呈减小的趋势。混合配筋混凝土构件能有效的提高构件的极限抗弯承载力,但是对构件的抗裂性能没有提高。混合配筋构件可应用于对构件抗裂性能要求不高,但对极限抗弯承载力要求较高的结构中。     

等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆受力性能试验研究

通过试验研究了等径离心成型钢纤维混凝土预应力电杆的受力性能,主要包括抗裂度、裂缝的分布形态与裂缝宽度、跨中挠度和极限承载力等.试验证明:由于预应力和钢纤维的双重增强作用,电杆的抗裂度提高,在标准检验荷载作用下电杆截面混凝土处于抗裂的弹性工作状态;当荷载达到标准检验荷载的130%—160%后,截面混凝土出现初始裂缝,卸载后初始裂缝闭合,变形回复.在截面开裂荷载至承载力检验荷载范围内,裂缝延伸和裂缝宽度发展较慢,裂缝呈短细非贯通性分布形态,抗变形能力有所提高,截面极限承载破坏呈现出一定的延性性质.研究成果为此类电杆在河南省漯河—淮阳220kV线路工程建设中应用提供了科研依据.     

再生混凝土梁抗弯性能试验

以再生骨料的取代率为试验参数,对1组普通混凝土梁和4组不同取代率的再生混凝土梁进行对比试验.研究在相同水灰比条件下,再生粗骨料混凝土梁和普通混凝土梁抗弯性能的差异和共同点,以及不同取代率的再生混凝土梁抗弯性能的差异.重点分析再生混凝土梁的平截面假定的适用性,承载能力、抗裂性能和抗弯刚度的差异.结果表明再生混凝土的立方体抗压强度和普通混凝土的立方体抗压强度相差不明显;再生混凝土梁极限受弯承载力小于普通混凝土梁的极限受弯承载力,取代率对再生混凝土梁的受弯极限承载力没有明显的影响;再生混凝土梁的抗弯刚度小于普通混凝土梁;再生混凝土抗裂性能比普通混凝土差.     

碾压混凝土坝抗裂安全度分析

本文依据高粉煤灰掺量碾压混凝土坝的特定温度态势和施工方法，对影响坝体抗裂完全度的各种因素进行分析研究，从而提出碾压混凝土坝抗裂安全度评价的简便方法。     

受纯扭钢筋混凝土组合截面梁的试验研究

本文根据４７根受纯扭Ｔ形、Ｌ形和Ｉ形梁的试验结果，分析研究了钢筋混凝土组合截面梁，特 别是Ｔ形梁的破坏形态、抗裂性、强度和刚度等性能，提出了钢筋混凝土组合截面梁的刚度、开 裂扭矩和极限扭矩的计算式．验算了国内外５４根钢筋混凝土Ｔ、Ｌ和Ｉ形梁，计算结果与实测值吻 合程度较好．     

高墩大跨刚构桥结构复核计算

针对实际的一座70 m+120 m+70 m跨的刚构桥,运用大型有限元软件Midas Civil 7.8进行了详尽的静力计算,根据规范进行荷载组合,从持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态来分别验算桥梁的正截面抗弯承载能力,正截面抗裂,斜截面抗裂,正常使用阶段预应力混凝土构件受压区混凝土最大压应力,斜截面抗剪,施工阶段法向压应力以及预应力拉应力.     

预应力混凝土构件抗扭强度计算

根据预应力混凝土构件的纯扭试验结果,在钢筋混凝土构件抗扭性能研究成果的基础上,提出了中心预加应力在常用预应力值条件下的极限扭矩计算公式。本文提出的计算公式考虑了混凝土骨料咬合作用及纵筋、箍筋暗销作用和预应力影响,并与试验结果进行了比较。     

基于预应力度概念的预应力混凝土结构性能的研究

选择了几种典型的预应力度定义,分析比较了它们的计算公式,力学概念以及适用范围。给出了以预应力度表示的钢筋混凝土结构的分类,探讨了预应力度对预应力混凝土构件的抗裂性能、延性、挠度等性能的影响。建立了预应力度与预应力混凝土构件的抗裂性能、延性、变形等性能的关系式。提出预应力度可用于预应力工程结构性能分析与设计中。     

钢筋混凝土Ⅰ形梁裂前抗扭刚度和抗裂度的计算

本文根据受纯扭钢筋混凝土工形梁的试验结果，分析了约束扭转对工形梁刚度和抗裂度的有利影响．文中在作了三条基本假设后，提出了计算裂前抗扭刚度和开裂扭矩的计算式．经与实测值比较．证实了理论计算值基本正确．