钢-活性粉末混凝土组合梁的极限承载力

对于连续体系的钢.普通混凝土组合梁,处于负弯矩区的混凝土桥面板由于抗拉强度低,极易受拉开裂,导致组合梁的强度与耐久性下降.针对这一问题,提出了采用超高强度、高耐久性、高韧性且体积稳定性良好的活性粉末混凝土(RPC)材料代替普通组合梁中的混凝土桥面板,并根据RPC材料的本构关系及抗拉强度高的特点,确定以临界开裂状态作为这种新型钢,RPC组合梁的正截面破坏模式,推导了极限承载力计算公式,并对组合截面中RPC板与钢梁的高度比、宽度比、RPC板中的配筋率进行了参数影响分析.结果表明:钢.RPC组合梁与同条件的普通组合梁相比,在保证负弯矩区桥面板不开裂的情况下,极限承载力仍有所提高,并且结构的抗裂性、刚度和耐久性都可得到极大改善.     

碳纤维加固钢-混凝土组合梁承载力极限状态计算

碳纤维复合材料是进行桥梁维修和加固的理想材料,对采用碳纤维复合材料加固钢-混凝土组合梁桥的设计方法进行了分析。考虑桥梁结构带载加固分阶段受力的特点,与现行桥梁设计规范中承载能力极限状态计算方法相适应,首先基于平截面假设和碳纤维应变滞后的特点,确定承载能力极限状态下碳纤维片材的极限应变值,然后分别建立了碳纤维片材加固钢-混凝土组合梁在正弯矩区和负弯矩区抗弯承载力的计算图式和计算方法,可供桥梁加固工程设计参考。     

钢箱-混凝土组合梁力学性能分析与试验研究

通过对4个钢箱-混凝土组合梁和两个空钢箱梁的抗弯承载能力试验研究,考察了钢箱-混凝土组合梁的力学性能.试验结果表明,钢箱-混凝土组合梁具有较高的承载能力、刚度以及良好的延性.用数值积分方法,考虑材料非线性,对钢箱-混凝土组合梁受力全过程的行为进行了理论分析,分析结果与试验结果基本相符.提出了梁抗弯承载能力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.     

外包钢-混凝土组合梁正截面受弯承载力试验

针对普通钢-混凝土组合梁存在的跨度不大、混凝土与型钢之间滑移、横向稳定性差等问题,提出一种新型的组合梁——外包钢-混凝土组合梁．为研究其抗剪性能,进行了三根足尺简支梁的试验,通过对构件静载试验结果的分析,认为外包钢-混凝土组合梁比同跨度普通组合梁具有更大跨高比及抗剪能力．基于组合梁弹性理论和简化塑性理论,提出新型组合梁的正截面承载力的建议计算公式,计算值与试验结果吻合良好．根据试验结果,提出适于外包钢-混凝土组合梁的一些工程构造措施。     

装配式双拼槽钢-混凝土组合梁受弯性能试验与承载能力分析

提出一种由两个预制模块组成的模块化装配式双拼预制槽钢混凝土组合梁,设计以不同宽跨比、抗剪连接件间距、槽钢型号为研究参数的7根组合梁,并对其进行静力受弯试验。研究各试件的破坏模式、跨中平面外分离、承载能力及应变分布等,分析组合梁受力机理及各参数对抗弯承载力的影响规律。基于简化塑性理论,提出该组合梁的极限抗弯承载力计算方法。研究结果表明：2块预制模块应变协调发展,表现出良好的整体协同工作性能;组合梁最终均发生弯曲破坏;当宽跨比从0.15增加至0.20、0.25和0.30时,抗弯极限承载力分别提升7.9%、14.2%和18.8%;当抗剪连接件间距由250 mm增加至750 mm时,极限抗弯承载力降低1.8%;槽钢型号对组合梁承载力有明显影响;当型号由32b增大至40b时,试件DDCB-40-1、DCCB-40-2的极限抗弯承载力相较于试件DCCB-32-3分别提升100.34%和95.65%,且开裂荷载大幅提升。采用所提出的该组合梁极限抗弯承载力计算方法所得理论计算值与试验值较吻合。     

低温下钢-混凝土组合结构疲劳试验和极限承载力

针对钢-混凝土结合梁在青藏铁路上的应用情况,模拟青藏铁路线的温度环境,用专门研制的低温设备(最低温度能保持在-50℃以下),对由14MnNbq钢构件、直径为22 mm的栓钉(下称ψ22栓钉)和强度等级为C50的混凝土组成的钢-混凝土组合件作了低温疲劳试验和极限承载力试验.试验中,考虑了钢板的轧向和环境温度变化等因素对组合件承载力的影响,研究了低温下ψ22栓钉的破坏形式,疲劳承载力和极限承载力等问题,并将低温下的试验结果同常温下的试验结果进行了对比.研究结果表明:在同等荷载下,ψ22栓钉在-50～0℃的低温环境下疲劳寿命比在室温下的疲劳寿命长,且有温度越低,抗疲劳性能越强的趋势;钢板轧向对栓钉疲劳寿命影响很大,但对栓钉极限承载力没有明显影响;14MnNbq钢材质优良,转变温度低于-50℃.在温度为-50℃时,栓钉焊在14MnNbq钢板上对钢板材质无影响.     

基于钢板-钢管混合连接的木-混凝土组合梁推出试验

基于钢板-钢管混合连接,提出了木-混凝土组合梁的预制装配连接形式,采用短期推出试验和长期加载试验分别研究了钢板-钢管混合连接的短期与长期抗剪性能.通过推出试件的短期破坏性试验,研究钢板-钢管连接的破坏模式、极限承载力和滑移刚度等性能;通过长期加载试验,分析钢板-钢管连接的长期滑移和蠕变系数,长期加载中考虑了相当于连接件...     

薄壁型钢-混凝土组合梁弹性强度的理论计算

文章针对普通的钢-混凝土组合梁存在混凝土和型钢之间滑移大、竖向掀起大、横向稳定性差等问题,从而提出了薄壁型钢-混凝土组合梁。为研究其弹性受弯承载力,采用应力积分法和换算截面法分别建立了薄壁型钢-混凝土组合梁的弹性受弯承载力。根据试验结果,验证了薄壁型钢-混凝土组合梁的弹性受弯承载力计算公式。     

基于声发射技术的FRP约束混凝土圆柱抗压试验

为研究纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土圆柱的损伤机理,进行4组FRP约束混凝土圆柱和2组无约束混凝土圆柱共18个试件的轴压试验,借助声发射技术探测试件加载全过程的损伤信号.结果表明:无约束混凝土试件破坏属于脆性破坏,而受约束混凝土试件破坏属于延性破坏.根据FRP约束混凝土圆柱的受力特点和破坏过程将其分为主动承载阶段和被动承载阶段.在此基础上,提出计算该类构件极限强度的修正公式.该公式物理意义明确,而且具有较高的计算精度.     

基于贝叶斯修正的FRP约束混凝土极限压应变计算方法研究

极限压应变作为FRP约束混凝土受力性能评估的判别依据之一,发展其计算方法具有显著的科学性和实践性.已有FRP约束混凝土极限压应变计算模型是以有限的试验数据为支撑、采用数学拟合或回归得到的经验公式,这类模型普遍存在通用性差、预测准确性低以及稳定性不高等问题.为提高现有模型的预测准度和精度,基于贝叶斯信息更新理念,利用所建立的广泛的试验数据库评估15类模型,并选定Sadeghian和Fam、Jiang和Teng各自提出的计算公式作为贝叶斯先验模型;采用贝叶斯理论对两类信息进行统计推断,构建FRP约束混凝土极限压应变概率模型,对未知参数进行选择与剔除,修正先验模型并建立后验模型;结合模型修正的471组试验数据验证贝叶斯统计推断后的计算模型.研究结果表明：与已有经验模型相比,基于贝叶斯概率模型的计算值更加接近试验值,且偏差和随机性都显著减小,体现了贝叶斯统计推断在FRP约束混凝土极限压应变模型修正过程中的合理性,保证了预测结果的准确性与稳定性.     

受腐蚀钢筋混凝土梁极限承载力神经网络预测

利用神经网络方法研究了受腐蚀钢筋混凝土梁权限承载力与各主要影响因素之间的复杂非线性关系，建立了承载力的神经网络预浏模型，预浏结果与试验结果吻合较好．研究结果表明神经网络计算是受腐蚀钢筋混凝土构件力学性能研究中一种很有潜力的新方法．     

双跨连续GFRP-混凝土组合板的试验研究

为研究GFRP-混凝土组合板的受力性能,对3块GFRP-混凝土组合连续板进行了静载试验.3块组合板分别通过环氧树脂胶或剪力栓钉与下部型钢支座连接.试验结果表明:所有组合板的最终破坏形态均表现为加载垫块处局部冲剪破坏;中支座处和边支座处没有出现荷载重分布现象,组合板表现出良好的空间受力性能及变形协调能力.然后,基于塑性极限理论,提出了一种GFRP-混凝土组合板极限承载力计算方法.预测值与试验值的比较结果表明,所提方法可以有效地预测GFRP-混凝土组合板的极限承载力.     

基于尖点突变理论的基桩极限承载力判定及预测

将尖点突变理论应用于基桩极限承载力判定及预测中,建立了基桩极限承载力判定及预测的尖点突变模型,提出了根据尖点突变理论进行基桩极限承载力判定及预测的4类判定方法,对判定方法的2种适用情况进行了分析.将4类判定方法与文献中的判定方法进行了比较.结果表明,判定思路Ⅳ可用于工况1情况下极限承载力的进一步判定.经静载荷试验数据验证,对基桩刺入破坏、屈曲破坏的极限承载力判定及预测,建立的尖点突变模型均有较好的适用性,可由判定思路Ⅱ在工况2的情况下,进行基桩极限承载力的预测估计.     

竖向管式格栅加筋碎石桩承载力计算方法

为了研究竖向管式格栅加筋碎石桩承载力的计算方法,根据其受力特性,提出可能发生破坏的3种模式:桩顶鼓出破坏、格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏和桩端刺入破坏.基于Brauns的计算方法,给出了桩顶鼓出破坏模式的承载力计算公式,推导出了格栅套筒下方碎石桩鼓出破坏模式的单桩极限承载力的理论计算方法,给出了根据格栅抗拉强度来判断破坏模...     

全螺旋灌注桩单桩极限承载力的预测

根据6根全螺旋灌注桩的实测桩顶载荷-桩顶沉降(Q-s)曲线,用双曲线法预测全螺旋灌注桩的极限承载力。研究结果表明:在极限加载范围内,用双曲线法能较好地预测全螺旋灌注桩的单桩极限承载力,拟合曲线与实测的曲线比较吻合且预测的结果偏于安全,预测结果的偏差与地层情况关系不大。     

区域性单桩竖向承载力预测模型研究

提出和建立了单桩竖向极限承载力预测的人工神经网络模型，并结合区域性工程实例进行了模型训练和检验．检验结果表明，该模型的预测值与实测值比较吻合．     

基于最小二乘支持向量机回归的单桩竖向极限承载力预测

基于单桩载荷试验数据,采用最小二乘支持向量机(LSSVM)回归的方法,建立了单桩竖向极限承载力的预测模型.利用文献中桩的载荷试验数据来训练LSSVM模型,并确定了模型参数.研究结果表明,同常用的BP网络相比,LSSVM预测模型具有学习速度快、预测性能较好、选择参数少等优点,是一种有效的预测单桩极限承载力的方法.     

地基渐进破坏应变控制数值试验及极限承载力研究

为对地基的加载过程进行研究,通过快速拉格朗日数值方法和极限分析方法,采用应变控制的数值试验来研究地基加载的渐进破坏过程和极限承载力.应变控制方法避开了荷载增加方法的系统不易控制性以及求解不收敛原因复杂性等问题.通过对均质地基的数值试验,揭示了地基随加载步的剪切带局部化的过程,发现地基的破坏是一个逐渐演化过程,最终的剪切带滑移模式与传统假设滑移面一致.数值试验显示加载过程中地基应力呈复杂的空间变化,荷载板受力呈中间大、两侧小的不均匀特点,且这种不均匀性随着荷载增加而增大.对不同内摩擦角进行数值试验,结果揭示其破坏的滑动体随着内摩擦角的增加,其范围的宽度和深度都相应增加.数值试验获得的破坏模式和极限承载力与传统Prandtl方法结果具有较好的一致性,该方法对于结构和参数更复杂的非均质地基也具有很好的适应性.     

钢筋混凝土梁破坏过程的声发射特征试验研究

对原型钢筋混凝土简支梁进行了跨中集中力加载破坏的声发射试验,根据声发射信号的特点及试验全过程的声发射信号的能量—平均频率关联图,分析了简支梁破坏过程中的平均频率分布范围及变化特点,确定了声发射参数统计分析方法及滤波范围,并通过钢筋拔出试验从能量的角度对声发射信号的突变点进行了解释,得出了简支梁破坏过程中声发射参数的变化规律。在此基础上,对声发射在监测钢筋混凝土梁的破坏、预测梁极限承载力两方面的应用进行了初步探讨。     

端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯承载力试验

为改善普通钢筋混凝土梁自重大、易开裂、承载力低等缺点，在混凝土中常加入钢纤维，端钩型钢纤维，作为常见的一种高性能钢纤维得到广泛关注，国内外学者针对端钩型钢纤维混凝土的基本力学性能开展了较多研究，而对端钩型钢纤维混凝土受弯构件的正截面受力性能有待深入研究。为研究端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯性能，制作了四根端钩型钢纤维混凝土梁及一根普通混凝土梁，对其进行受弯性能试验，根据试验得到的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线，分析端钩型钢纤维体积掺量对试件受弯承载力及破坏形态的影响。研究结果表明：端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程类似，均经历了弹性、开裂、带裂缝工作、破坏四个阶段；端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程均基本符合“平截面假定”；端钩型钢纤维限制了裂缝的产生和发展，使得纤维混凝土梁变形能力增强；与一般混凝土梁相比，端钩型钢纤维混凝土梁抗裂性及极限承载力得到提高，且构件承载力与钢纤维体积掺量基本呈现正相关；基于试验数据，对现行规范中开裂弯矩及极限承载力计算公式进行优化，开裂弯矩方面考虑对截面抵抗矩塑性影响系数进行修正，极限承载力方面引入纤维混凝土正截面承载力影响系数ζ，经修正计算值可较好吻合试验值。