重复荷载作用下低合金钢筋力学性能

主要通过建立低合金构件有限元模型,以割线弹性模量、荷载挠度、裂缝特征、残余变形为指标,研究重复荷载作用下低合金构件的力学性能。测试结果表明,在25、35 kN工况重复荷载作用下,随着荷载次数不断增加,低合金钢筋构件的割线弹性模量因构件中存在残余应变而不断衰减,荷载挠度由0.5 mm逐渐增大至2.0 mm。当重复荷载75万次数、重复荷载值在25～35 kN内逐渐增加时,低合金钢筋构件的裂缝逐渐增加,平均裂缝宽度由0.09 mm增加至0.23 mm并呈现整体逐渐增加、局部不稳定波动的发展趋势。     

钢筋混凝土悬臂梁复合弹性模量研究

为了克服传统静力载荷试验的方法在测试钢筋混凝土材料的弹性模量中诸多不便,提出了一种力学理论公式结合数值反演的复合弹性模量确定方法。首先根据材料力学理论,建立了弹性模量与荷载、挠度之间的关系方程;采用ANSYS软件中的分离式模型,模拟钢筋混凝土悬臂梁在不同荷载作用下弯曲变形特性;验证了数值反演钢筋混凝土复合弹性模量方法的准确性。本研究成果可为相关工程提供借鉴与参考。     

连续配筋水泥混凝土路面脱空状态下荷载应力参数影响分析

利用ABAQUS有限元软件,建立板底脱空状态下的三维有限元模型,研究不同脱空尺寸下,板厚、混凝土弹性模量、基层厚度、基层模量、裂缝宽度对CRCP板荷载应力的影响.结果表明,随脱空尺寸的增大,CRCP板的拉应力增长幅度先增大后减小,挠度增长幅度则持续增大;板厚的增加以及裂缝宽度的减小可以明显减小脱空状态下的荷载应力和挠度...     

纤维增强聚合物布加固木梁的非线性弯曲分析

考虑纤维增强聚合物（fiber reinforced polymer,FRP）布加固层拉伸与压缩时的不同弹性模量以及木梁非线性弯曲的二阶变形和轴向拉伸效应,利用摄动法研究均布横向荷载作用下简支FRP布加固木梁的非线性弯曲问题,得到加固木梁的挠度和弯矩等渐近解析表达式,并给出数值分析.结果表明：FRP加固木梁非线性弯曲的挠度和弯矩小于线性弯曲的挠度和弯矩,并且当无量纲荷载小于5时,FRP加固木梁非线性弯曲和线性弯曲的挠度和弯矩几乎相等,没有明显差别;但随着载荷的增大,二者相差逐渐增大;当无量纲载荷大于20时,非线性弯曲效应十分显著,必须选用FRP加固木梁的非线性弯曲模型进行分析.     

结构对托盘用竹木复合层合板力学性能的影响

根据复合材料层合板理论设计出加入4种不同层数的毛竹片并且按不同铺层位置正交排列的竹木复合层合板,对各种层合板的最大荷载(Pmax)、弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和最大变形挠度(f)等进行了测试及分析.结果表明:在层合板的表层和底层加入竹片层可以大大提高层合板的最大荷载、弹性模量和抗弯强度等力学性能.同时采用主成分分析法确定了比强度的大小可以作为判断竹木复合层合板结构优劣的主要评价指标.     

冻融后预应力混凝土受弯构件正常使用极限状态分析

试验研究了5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的力学性能,通过对实验过程的分析及得到的荷载-挠度曲线,研究遭受冻融作用后预应力混凝土受弯构件使用阶段的跨中挠度随冻融次数的变化规律,参考规范法,将试验得到的开裂弯矩值与理论计算值进行对比,从而得出受冻融影响后的预应力混凝土受弯构件的短期刚度及开裂荷载仍然可以使用规范中的公式进行计算,只不过在计算时混凝土抗拉强度标准值及混凝土弹性模量应采用冻融循环后对应的实际值,研究内容能为我国寒区的预应力混凝土结构的变形验算提供参考。     

反复荷载作用下的预应力混凝土梁变形

为了分析反复荷载对预应力混凝土梁变形性能的影响,对6片预应力混凝土模型梁进行了低频反复加载试验,在模拟实桥活载效应的荷载作用下,研究了不同预应力度的预应力混凝土梁变形性能和钢束有效预应力变化特征。结果表明,在反复荷载作用下,预应力混凝土模型梁残余挠度和荷载挠度（弹性挠度）较常量荷载下的对应值均有所增大,其中荷载挠度增大系数为1.05~1.10;反复荷载作用对预应力筋长期损失有较明显的影响,且预应力梁的残余挠度与预应力钢筋的残余变形有着密切关系。     

贫混凝土基层材料弯拉弹性模量的试验

通过对几种贫混凝土:碾压贫混凝土、振捣式贫混凝土、掺粉煤灰贫混凝土的弯拉强度与弯拉弹性模量的试验,研究分析了贫混凝土基层材料弯拉弹性模量的特性。试验采用小梁试件进行三分点加荷的方式,测定3kN至50%极限荷载处的割线模量,用跨中挠度公式反算求得。研究表明,贫混凝土弯拉强度与弯拉弹性模量的关系为指数式。试验结果显示:当弯拉强度相同时,碾压贫混凝土的弯拉弹性模量比振捣式贫混凝土的弯拉弹性模量高5%～12%;弯拉强度相同时,掺粉煤灰贫混凝土的弯拉弹性模量比不掺粉煤灰的低6%～10%。     

基于对称挠度差值影响线的装配式简支空心板桥上部结构损伤识别

根据荷载横向分布将空心板桥简化为单板,依据虚功原理推导了考虑荷载横向传递的简支梁上任意截面的挠度影响线、对称挠度差影响线及其曲率的解析表达式.由解析解可知,集中荷载位于无损区域和损伤区域时,挠度差值与荷载位置分别呈二次方和四次方关系;损伤区域和与其相对称的区域的挠度差值曲线的曲率与荷载位置呈二次方关系,其余区域的挠度差值曲线的曲率是常量,因而挠度差值曲线及其曲率曲线上存在拐点且拐点与无损区域和损伤区域的界线相对应.基于此,提出了基于挠度差影响线及其曲率的空心板局部损伤快速识别方法和应用模式.该方法仅需一辆机动车移动加载和一个挠度测点,即可对空心板的局部损伤进行识别.     

生态高延性水泥基复合材料的抗冻性能

针对寒冷地区桥面无缝连接板的受力性能,研究了生态高延性水泥基复合材料经受0~300次冻融循环后的抗压性能、弯曲性能、外观形貌、相对动弹性模量及质量损失率,并通过压汞试验分析冻融前后孔结构的变化趋势,采用电镜分析观察微观形貌.试验结果表明:经受冻融循环后,试块表面轻微脱落,质量损失率逐渐增加,而相对动弹性模量逐渐降低;随着冻融循环次数的增加,试块的抗压强度、弹性模量和弯曲强度逐渐下降,而泊松比基本无变化;冻融循环降低了纤维与基体的界面黏结性能,导致在弯曲荷载下更多纤维呈拔出状态,在0~200次冻融循环过程中,纤维的桥联作用得以充分发挥,跨中挠度增加,而在250~300次冻融循环时,纤维和基体的抗拉性能明显降低,跨中挠度减少.     

钢管超高强混凝土柱在荷载作用下的挠度分析

对钢管超高强混凝土长柱、偏压柱在荷载作用下的挠度及变形特点进行了研究。结果表明:极限状态下长柱在Le/D=7~15范围内,柱中弯曲平面内侧的纵向应变都超过了钢材的屈服应变,当Le/D≤11,两侧也基本上超出了钢管的屈服应变。Le/D越大,开始产生侧向挠度时的相对荷载越低,挠度迅速增大对应的相对荷载也越低。偏压柱中部钢管的平均纵向应变随e0/rc和Le/D的增加而减小。在相同的Le/D下,e0/rc越大,开始产生侧向挠度对应的相对荷载越低;在相同的e0/rc下,Le/D越大,开始产生挠度对应的相对荷载越低,产生一定挠度对应的相对荷载也越低。     

纤维聚合物筋混凝土梁正截面性能的研究

试验研究表明,纤维聚合物筋混凝土梁荷载挠度曲线以截面初裂为界限点分为两个线性阶段.正截面开裂前,荷载挠度曲线基本为线性,截面刚度较大;正截面开裂时,裂缝先在纯弯段出现,荷载挠度曲线出现转折点.随着荷载增加,纯弯段正裂缝发展,剪跨段斜裂缝产生并向梁的受压区加荷点扩展,梁的刚度较截面开裂前减少,荷载挠度曲线基本为线性直到梁破坏.在试验研究的基础上,探讨了纤维聚合物筋混凝土梁的非线性全过程数值分析方法,用计算机模拟了试验梁的跨中弯矩-挠度关系曲线,并用试验数据进行了验证.     

混凝土方形冲切板挠度的实用计算公式

通过混凝土简支方板的冲切试验,得到冲切板在破坏前各受力阶段的板面变形分布和中心点荷载—挠度曲线,在分析荷载—挠度曲线影响因素的基础上,提出冲切板挠度的实用计算公式.计算结果与实测曲线吻合良好.     

预应力碳纤维加固桥梁结构疲劳性能试验研究

通过对两组不同预应力水平碳纤维布加固梁分别进行单调静载试验与疲劳试验研究,考察了各级荷载作用下裂缝开展、应变和挠度的变化情况,并得到了开裂荷载、屈服荷载及极限荷载.结果表明:随着碳纤维布预应力水平的提高,裂缝宽度变小,长度变短,挠度也有较大程度的降低;开裂荷载,屈服荷载与极限荷载均有了不同程度的提高.     

钢纤维高强砼冲切板的P-△曲线

对钢纤维高强砼冲切板的荷载－挠度关系进行了研究,给出钢纤维高强砼冲切板的荷载－挠度曲线,并对其影响因素和板的吸能情况进行分析．     

爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应分析

采用理论与有限元仿真相结合的方法,研究爆炸荷载下夹层玻璃曲板动态响应的计算方法.推导了固支边界夹层玻璃平板的动态响应理论计算方法,发现PVB弹性模量对理论计算精度有重要影响.继而对爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应进行了研究,发现夹层玻璃曲板存在两个稳定的曲板系数(CCP),为曲板动态响应计算提供了一种简化的方法,即根据同样尺寸的夹层玻璃平板动态理论计算最大挠度和最大主应力,相应乘以曲板系数即可预估夹层玻璃曲板的最大挠度和最大主应力.文中还定性分析了夹层玻璃曲板几何参数对曲板系数的影响,拟合得到了经验公式,为夹层玻璃曲板动态响应的预估提供了一种简便、实用的计算方法.     

均布荷载下一次超静定梁的弹塑性全过程分析

对均布荷载加载作用下一次超静定梁的弹塑性变形全过程进行了分析.根据受力变形的特点,均布荷载下一次超静定梁的加载过程可分成4个阶段,分别是弹性阶段,固支端附近塑性变形区扩展阶段,固支端保持为塑性铰而固支端附近塑性变形区卸载阶段,固支端保持为塑性铰而梁中部出现塑性变形区并扩展直至中部某点形成塑性铰阶段.在弹性的第1阶段,弯矩内力、挠度与外荷载是线性比例关系;在第2阶段,弯矩内力、挠度与外荷载是复杂的非线性关系;在第3阶段,弯矩、挠度与外荷载是线性关系但不是比例关系;在第4阶段,弯矩与外荷载的关系与第3阶段相同,但挠度与外荷载是更复杂的非线性关系.给出了弹塑性全过程各阶段任意点的弯矩和挠度计算公式,可供结构设计应用.     

混凝土结构材料应变软化非线性迭代的局部弧长法

针对具有应变软化材料的混凝土荷载-挠度曲线在极值点附近往往出现跳跃或后跳特性的问题,提出了一种适宜于混凝土材料拉应变软化的局部弧长法.该方法采用相对位移参数结合结构中局部裂缝区的约束方程,能有效跟踪复杂的平衡路径包括后跳现象.算例结果表明局部弧长法的这些优越性,并且分别指出了切口深度以及弹性模量对裂缝口滑动位移的影响.     

粘弹性半空间地基上板在动荷下的挠度计算

本文根据弹性理论和粘弹性理论之间的对应法则,推导了粘弹性地基上板在静荷载作用下的挠度计算公式。为使路面计算荷载模型较好地反映实际情况,本文在上述基础上又推导了粘弹性地基上板在移动荷载作用下的挠度计算公式。该公式为今后刚性路面设计由动荷载代替静荷载、粘弹性地基代替弹性地基提供了理论依据。     

疲劳荷载作用下铰接板桥挠度试验

为了研究铰接板桥在疲劳荷载作用下的挠度变化规律,制作了2组钢筋混凝土板桥试件,一组进行疲劳试验,另一组对应地进行静载试验。在试验过程中,分别取疲劳循环达到一定次数后静载作用下的板桥跨中挠度值和挠度残余累加值进行研究,并将疲劳荷载作用后的板桥与只进行静载试验的板桥在静载作用下的跨中挠度变化规律进行对比分析。研究结果表明:当疲劳循环次数未超过200×104次时,由于疲劳幅值未超过特定值,故随着疲劳次数的增加,施加静载时挠度值随静载值的增加逐渐呈线性关系,同时对于不同疲劳次数,施加相同静载时挠度值的变化呈现一定的规律性;当疲劳循环次数达200×104~250×104次,疲劳幅值增大时,挠度随施加静载值的变化规律仍近似呈线性,但在相同静载作用下,挠度值比未超过200×104次时的值增加较多,同时一定幅值下的疲劳循环次数及不同的疲劳幅值均会对板桥的疲劳残余产生影响;由静载试验梁的荷载-挠度曲线的对比可看出,经过疲劳荷载作用后,板桥挠度随施加荷载的变化更接近于线性变化。