考虑残余应力影响下刚架极限承载力分析的广义塑性铰法

一阶塑性铰法利用外荷载与线弹性弯矩之间的比例特性快速确定塑性铰的位置和结构的极限承载力，理论简洁，计算效率高，但不能考虑截面轴力和弯矩对塑性铰形成的组合作用。精细塑性铰法克服了一阶塑性铰法的局限性，但其只能通过不断增量调整外荷载、迭代试算来确定塑性铰的位置和结构的极限承载力，丧失了一阶塑性铰法的比例特性，理论复杂，计算效率低。广义塑性铰法结合了一阶塑性铰法与精细塑性铰法的优点，但未考虑残余应力的影响，对于立柱承受较大竖向集中荷载作用的刚架结构会高估其极限承载力。有鉴于此，文中通过在广义屈服准则的截面初始轴向强度中引入稳定系数来考虑残余应力的影响，进而有效利用广义塑性铰法快速评估考虑残余应力影响下刚架结构的极限承载力。首先，利用强度折减因子建立了各加载步的修正截面强度，结合回归分析建立了广义屈服函数的齐次化表达式，据此定义了与外荷载保持相同比例关系的单元承载比。然后，在截面初始轴向强度中引入稳定系数来考虑残余应力的影响，并依据单元承载比与外荷载的比例关系快速确定塑性铰的位置和相应的外荷载增量，据此建立了考虑残余应力影响的改进广义塑性铰法。最后，通过与不同方法就国内外文献中几个校准算例的对...     

大悬挑钢筋混凝土圆、环板外板破坏的极限承载力探讨

根据圆环板弹性内力分布规律，修正外板径向截面极限弯矩，用塑性铰线理论建立外板破坏的极限承载力公式，理论值与实验结果吻合良好．     

粘贴钢板条加固双向板承载力的分析与计算

外粘碳纤维(CFRP)布和钢板条可有效地加固补强混凝土双向板,目前在工程上粘贴正交的CFRP条带或矩形薄钢板加固混凝土双向板方面的研究和应用已有不少;文章在试验研究的基础上对承受局部均布荷载的粘贴单向钢板条加固的钢筋混凝土双向板进行了极限承载力分析,采用屈服铰线理论对该类加固板的塑性铰线模式和极限承载力进行了分析与计算.     

CFRP加固均布荷载下简支双向板的承载力分析

对采用CFRP加固后双向板的承载力进行分析,得出加固后板的承载能力有极大的提高,随着碳纤维布用量的增加,承载力有增加趋势但并不是线性增长;依据塑性铰线理论提出CFRP加固后板的承载力计算模型,并与实际承载力对比得出,该计算模型计算出的加固板承载力值较为保守,偏于安全.     

改进机动法计算大变形下混凝土单向板承载力

基于经典屈服线理论的机动法,建立虚功方程时考虑了大变形下混凝土板塑性铰线截面处的钢筋伸长做功,提出了计算大变形下混凝土单向板在均布荷载作用下极限承载力的改进机动法.为验证本方法的合理性,开展了3种边界条件的6块钢筋混凝土单向板在大变形下的静载试验,并将试验结果与计算结果进行了对比.结果表明:在大变形下混凝土单向板的破坏模式与经典屈服线理论的塑性铰线模式一致;由于受拉薄膜效应的存在,单向板挠度达到跨度的1/15时,仍能承受较大荷载;本方法计算的板极限承载力与试验结果相差不超过10%,具有较好的精度.     

偏心裂纹板受剪应力作用下的弹塑性解析解

利用裂纹线场方法对岩石材料偏心裂纹板受剪应力作用时进行了弹塑性分析,并且获得了理论解.这个解包括:裂纹线附近弹塑性边界上的单位法向矢量,裂纹线附近的弹塑性解析解、最大塑性区长度、裂纹线上的塑性区长度随荷载的变化规律及其承载力.该分析不受小范围屈服假设的限制,并且不附加假设条件,其结果在裂纹线附近足够精确.     

井字形CFRP-钢板复合条带加固钢筋混凝土双向板承载力计算分析

碳纤维复材(CFRP)和钢板已被越来越多的应用于加固钢筋混凝土结构.为了充分利用两种加固材料的优势,本文提出了外贴井字形CFRP-钢板复合条带加固钢筋混凝土双向板的新型复合加固方法.对9个试件进行了局部荷载作用下的试验研究和理论分析,包括1块未加固板,2块CFRP加固板,1块钢板加固板和5块复合加固板.结果表明复合加固板试件的极限承载力和变形刚度均有大幅提高.采用塑性铰线理论,对3种可能的塑性铰线形式分别进行分析和计算,推导了井字形CFRP-钢板复合条带加固双向板在局部荷载作用下的承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好,可为实际工程应用提供参考.     

计及轴向压力的T型方钢管节点火灾条件下失效临界温度的计算方法

承受轴力的T型方钢管节点,当节点失效形式为主管表面屈服时,可用塑性铰线模型计算管节点的极限承载力。对于火灾升温环境下的T型方钢管节点,当其承受支管和主管轴力作用时,通过对高温下钢材屈服强度的折减,可以估算T节点失效时的临界温度。利用该理论和方法,对5个不同几何参数的T节点模型在标准升温过程中的临界温度进行了估算,并和有限元模拟的结果进行对比。研究结果表明:利用塑性铰线理论和屈服强度折减方法可以较为精确地估算火灾环境下T型方钢管节点失效临界温度。     

考虑薄膜效应区域的混凝土双向板承载力计算

为了合理确定混凝土双向板极限荷载和薄膜效应区域,进行了6块混凝土双向板承载力试验研究,观察试验板裂缝开展和最终破坏模式,获得了试验板荷载-位移曲线.在此基础上,基于塑性铰线理论,考虑受拉薄膜效应影响,提出新的混凝土双向板破坏模式,建立确定受拉薄膜效应区域的椭圆方程,推导板块内力平衡方程,获得各板块承载力增大系数.同时,...     

大尺度钢筋混凝土双向板的受拉薄膜效应分析

针对板块平衡法缺乏足尺试验验证的缺点,选取2块4.6 m×2.7 m钢筋混凝土矩形板和2块2.7 m×2.7 m钢筋混凝土方形板,进行了模拟均布荷载作用下的大挠度加载试验.试验结果表明:在形成塑性铰线时,板块平衡法中的挠度特征值计算公式对矩形板有效,对方形板则较为保守;板块平衡法中原有的最大挠度特征值计算公式对混凝土双向板较为保守.为此,对形成塑性铰线时的挠度特征值计算公式进行了修正,并提出了新的最大挠度特征值计算公式.将其应用于板块平衡法中,根据已有的混凝土板试验数据,对混凝土板的极限承载力进行了理论和试验的对比分析.结果表明,修正的板块平衡法可以准确地计算大变形下考虑受拉薄膜效应影响的极限承载力.     

CFRP布加固受弯钢梁试验研究与理论分析

为进一步研究碳纤维布（carbon fiber reinforced polymers,以下简称CFRP）加固钢结构抗弯力学性能,在现有研究的基础上,设计两根试验钢梁,对CFRP布加固钢梁与未加固钢梁进行力学性能对比分析.试验表明：碳纤维加固有效提高了钢梁的承载能力,且对屈服载荷影响更为明显;经加固后的组合钢梁,刚度提高,这是由于当超过屈服载荷时,CFRP布开始承担一部分载荷.另一方面,对加固钢梁进行受力分析,并进行承载力推导.弹性工作阶段,采用截面等效代换方法对加固钢梁进行承载力计算;弹塑性工作阶段,根据塑性铰区位置不同分别对两种受力状态下的加固钢梁进行受力分析与承载能力计算,将试验结果与理论计算对比,吻合良好.     

二次受力对粘贴钢板加固梁承载力的影响

考虑到现行《公路桥梁加固设计规范》中粘贴钢板加固钢筋混凝土梁承载力计算公式的不足,应用弹性力学理论通过对正截面受弯承载力等计算公式进行理论推导,分析了二次受力对加固效果的影响。研究结果表明:考虑二次受力影响,钢筋混凝土梁粘贴钢板加固后极限承载力理论计算公式与不考虑二次受力有一定差异;在适筋梁破坏下,随第一次受力情况,二次受力对界限受压区高度有不同的影响;依据受拉区所需最大粘贴钢板量计算公式,可以避免加固后梁出现超筋脆性破坏。     

设置加筋垫层条形基础极限承载力分析

依据加筋地基理论和现有试验的结果,提出设置加筋垫层条形基础的地基破坏模式,运用极限分析的上限原理推导设置加筋垫层条形基础的地基极限承载力的上限解.结合工程实例,得出与目前已有计算方法基本一致的计算结果,验证了该上限解的合理性.     

基于跨中竖向和环向角度分析薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合构件单向偏心受压问题

为加快我国内河水运的发展,在实际工程中,由于制造的偏差、轴心线的偏离、联系结构协同受力,以及上部堆载不均匀等因素使得绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构(RCFST)偏心受压承载性能的研究还未下定论。鉴于此,本文通过跨中竖向环向应变和侧向挠度的角度对薄壁钢护筒-钢筋混凝土联合受力构件单向偏心受压问题进行试验研究。结果表明：钢护筒壁厚和受竖向荷载偏心率的不同,对桩极限承载能力具有直接影响,对柱顶跨中和柱底的跨中应力应变的改变较为明显。因此,进行钢护筒-钢筋混凝土组合构件偏心受压承载性能研究运用于码头设计中具有较高的工程实践意义和科学价值。     

预应力CFRP加固RC梁承载力的神经网络预测

基于人工神经网络的原理,建立多因数智能分析模型,对已有的数据进行反向传播(BP)神经网络的训练.利用训练成熟的神经网络,对承载力进行预测,分析混凝土强度、截面高度、配筋率、配布率,以及预应力度等参数对承载力的影响.结果表明,用训练好的网络模型可以较好地预测预应力碳纤维布(CFRP)加固后钢筋混凝土(RC)梁的受弯承载力,预测精度较高,可以处理模糊的、非线性的问题.此外,混凝土强度、梁截面高度、受拉钢筋配筋率和碳纤维布的配布率的增加,受弯承载力也相应提高,但施加的预应力提高对极限承载力并没有多大帮助,只提高构件的开裂荷载和屈服荷载.     

内嵌CFRP板条加固超载损伤钢筋混凝土梁试验研究

为研究超载情况下内嵌CFRP板条加固损伤混凝土梁的抗弯性能,进行了5根钢筋混凝土梁的抗弯试验,模拟了超载损伤状态,研究了加固梁的破坏形态、承载能力和刚度,分析了超载重复次数和超载幅值对加固梁抗弯性能的影响.试验结果表明:内嵌CFRP板条加固损伤混凝土梁可以提高梁的承载能力,提高幅度在16%~27%.超载重复次数和超载幅值影响加固梁的屈服荷载、极限荷载和刚度,屈服荷载和极限荷载随着超载重复次数和超载幅值增加而降低,刚度随超载重复次数的增加而减小.建立了承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.     

外贴纤维板补强钢筋混凝土梁的承载力分析

根据碳纤维薄板增强钢筋混凝土三点弯曲梁随着纤维薄板粘贴长度的增大出现三种典型的破坏形式,建立了增强梁的抗弯力学分析模型,提出了不同破坏形式时增强梁承载力的理论计算方法.将承载力计算值与试验值进行对比,结果表明,增强梁承载力计算方法是可行的.     

倾斜荷载下基桩的受力研究

在现行“ｍ”法假设高基础上，给出了倾斜荷载作用下柔性桩的内力及位移分析解，并以铝管在少箱内进行了不同倾角的倾斜荷载作用下室内模型桩试验，实验结果表明，理论与实测值吻合良好。     

保护层对锈蚀钢筋混凝土梁裂缝的影响

沿海老旧建筑长期受高浓度氯离子侵蚀,破坏钢筋与混凝土间的黏结,严重影响构件的承载能力。为探索沿海建筑合理的保护层厚度,本文应用电化学原理,对11根前期浸泡在浓度为5%Na Cl溶液中的钢筋混凝土梁进行通电加速腐蚀。通过加载试验测量了裂缝宽度与开裂荷载,并与理论计算值对比分析,其结果比较吻合。结果表明:保护层厚度对试验梁裂缝开展起决定性作用,保护层越小裂缝开展越严重。     

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱中节点抗震性能试验研究

预制装配式混凝土结构的节点连接方式是目前解决该技术推广的重点问题.提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,即把钢筋混凝土框架结构分解成柱预制构件和梁预制构件两个部分,只在构件连接区和梁柱核心区设置钢骨,钢骨在混凝土构件中不连续,连接区为无筋钢骨混凝土.开展了3个预制装配式部分钢骨混凝土框架中节点试件的低周往复试验,并与两个相同工况的钢筋混凝土框架中节点试件进行了对比.对2种形式5个试件的破坏规律、滞回曲线、承载能力、刚度退化及延性进行了分析,发现预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力是相同配筋的钢筋混凝土试件的3倍,承载力及刚度退化缓慢,延性和耗能能力较好,说明装配式连接节点的设计可靠、抗震性能好,符合强节点、弱构件的抗震设计理念,可用于预制装配式混凝土框架结构的现场装配施工.