CFRP-PCPs复合筋混凝土梁受弯性能试验及理论方法研究

通过对7根混凝土试件梁的抗弯性能试验,研究了普通钢筋、普通预应力CFRP筋以及不同CFRP张拉等级的CFRP-PCPs复合筋分别对混凝土梁的承载能力、挠度变形和裂缝形态的影响。研究结果表明:在正常使用阶段下,CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的裂缝、挠度满足结构安全使用要求;CFRP-PCPs复合筋混凝土梁能有效克服普通预应力CFRP筋混凝土梁的裂缝宽、挠度大的缺点;CFRP-PCPs复合筋能有效延缓传统预应力CFRP筋混凝土梁裂缝的开展,改善试件梁延性,提高试件梁强度和提高整体刚度。基于试验结果,推出了CFRP-PCPs复合筋混凝土梁受弯承载力、裂缝宽度和挠度的计算公式。结果表明计算值与试验结果能够较好吻合。     

复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接拉脱失效行为研究

结合数值仿真计算和试验研究,得到了复合材料蜂窝夹芯结构紧固件连接在拉脱载荷作用下的破坏形式及承载能力,揭示了相应的失效机理。介绍了复合材料夹层结构的刚度理论,并建立了有限元模型,数值预测了结构的失效模式与极限载荷,通过与试验结果的对比,证明了本文数值模拟方法的有效性。试验与数值计算结果均表明复合材料蜂窝夹芯结构的失效区域主要集中于连接区域,故为提高结构承载能力,尝试将连接区域的蜂窝挖空后进行灌封,并对此局部灌封形式的复合材料蜂窝夹芯结构进行数值计算,结果表明,采用对复合材料蜂窝夹芯结构连接区域蜂窝灌封的方式,其性能要优于挖空蜂窝灌封的结构,承载能力有显著提高。     

玄武岩纤维-箍筋复合约束混凝土柱的轴压试验研究

通过21根圆形截面玄武岩纤维(BFRP)-箍筋复合约束混凝土柱的轴压试验,研究玄武岩纤维层数、箍筋的间距对约束混凝土柱的轴压性能影响。试验结果表明,玄武岩纤维-箍筋复合约束混凝土的轴压性能明显优于单一材料(玄武岩纤维或箍筋)约束的混凝土,随着玄武岩纤维层数的增加以及箍筋间距的减小,玄武岩纤维-箍筋复合约束混凝土试件的承载能力和变形能力有效提高。玄武岩纤维-箍筋复合混凝土试件的应力-应变曲线可分为弹性阶段、过渡阶段、强化阶段及残余阶段4个阶段。基于本文及相关文献的试验研究结果,提出纤维-箍筋复合混凝土圆柱的承载能力计算模型,对比表明该模型与试件结果吻合较好。     

玻璃钢/钢复合结构舟桥模型力学性能研究

以我军现装备的79A带式舟桥为原型,以采用手糊成型工艺制作的按1∶4比例缩小的玻璃钢(FRP)/钢复合结构的方舟模型为研究对象,采用“三弦梁”理论对模型的承载能力进行了计算。通过对每两个方舟模型互相连接后的静载试验研究了其力学性能。计算结果与试验结果十分吻合,试验中各构件的力学性能良好,FRP构件与钢构件之间的应力分配较为合理,充分体现了FRP/钢复合结构的优点。研究结果可以为研制复合材料舟桥器材提供重要参考。     

复合纤维抗剪加固掺粉煤灰混凝土外伸梁试验研究

通过对比试验方法,分别研究了外掺粉煤灰混凝土外伸梁在完好状态、损坏状态、不持荷状态和持荷状态下,采用复合纤维对梁斜截面进行抗剪加固的受力性能和破坏特征.在试验结果对比分析的基础上,对复合纤维抗剪加固机理进行了分析.研究结果表明,复合纤维加固能改善抗剪破坏的脆性,明显提高外伸梁的抗剪承载能力,增加外伸梁刚度,降低挠度.     

矿渣粉煤灰基无机聚合物混凝土短柱高温后力学性能试验研究

对不同高温工况作用后的无机聚合物混凝土短柱试件进行轴压试验,分析高温后的试件的表观变化、变形性能、承载能力和破坏特征,并与普通混凝土试件相比较。试验结果表明:高温后无机聚合物混凝土短柱具有与普通混凝土短柱相同的破坏特征,承载能力损失更小,但轴向刚度和抗裂性能仍有待提高。     

胶粘剂性能对复合材料加固损伤钢板性能影响研究

以海洋工程中含裂纹钢板为研究对象,通过虚拟裂纹闭合法建立有限元仿真模型,模拟塑性钢板加固前后的承载能力,并分析胶粘剂的剪切强度和延伸率对加固性能的影响。设计相应的加固试验模型,对比经过交变湿热、太阳辐射老化、盐雾等海洋环境试验前后的结构加固性能,并选用适合海洋环境的胶粘剂进行加固方案的优化。研究表明,改变胶粘剂的性能参数对加固结构的屈服点影响不大,但对复合材料加固的极限承载能力影响较大。海洋环境因素可导致胶粘剂的性能下降,选用适合海洋环境的优异胶粘剂后可提高加固的可靠性和耐久性。     

复合载荷圆柱壳径向接管极限载荷参数化分析

采用正交试验设计方法,设计了48组不同几何参数的带径向接管圆柱壳模型,利用有限元分析软件ANSYS对模型进行模拟计算,求得模型在内压与接管纵向弯矩联合作用下的极限载荷,由回归分析法得到复合载荷作用下圆柱壳接管结构极限载荷关系的经验方程。采用有限元计算结果对经验方程进行验证和应用,证明了回归方程和研究方法是可靠的,可用于求解内压与接管纵向弯矩联合作用下圆柱壳接管结构的极限承载能力,为快速求解载荷联合作用下圆柱壳接管结构的极限承载能力提供了研究方向。     

复合土钉加固结构支护原理分析

复合土钉加固支护技术是继传统土钉加固支护技术基础上的又一次升级改进,工程实践表明,采用复合土钉支护结构能够明显提升素边坡的承载能力、稳定性;文章对复合土钉支护结构的构造形式和工作原理进行简要分析,明确了其支护价格原理,为后续推广应用提供了参照。     

聚脲涂覆钢板复合结构抗爆性能研究

为了研究聚脲涂覆钢板复合结构的抗爆性能，对其进行了不同涂层厚度和不同炸药量的爆炸加载试验。利用三维激光扫描仪对聚脲涂覆钢板复合结构试验前后的形貌进行扫描，得到复合结构的中心挠度变化特征；运用DH5960超动态应变仪对复合结构的应变以及冲击波超压特点进行分析，得到应变和冲击波比冲量随聚脲涂层厚度的变化规律。研究结果表明：在等厚度钢板、180 gTNT当量爆炸荷载下，聚脲涂层厚度在0～2.76 mm范围内增加时，挠度呈线性减小，应变峰值先增大后减小，靶后冲击波超压峰值先减小后增大，冲击波比冲量先增大后减小，并在涂层厚度为1.70 mm时达到最大值。因此选择合适的聚脲涂层厚度能有效提高复合结构的抗爆性能。     

胶层尺寸对单搭胶接接头性能的影响研究

针对汽车车身中应用日益广泛的钢板胶接结构,通过试验得到了不同胶层尺寸对胶接接头承载能力的影响规律,建立了钢板单搭接头的三维弹塑性有限元模型,分析了胶层尺寸对胶接接头应力分布的影响.研究结果表明:随着胶层厚度的增加,胶接件的承载能力呈先升后降的趋势,合理的胶层厚度应为0.3-0.5 mm;无论胶层厚度为多少,增加搭接区域胶层的长度或宽度.均会提高胶接件的承载能力.     

大林高架桥荷载试验分析

桥梁荷载试验是鉴定桥梁承载能力、评价桥梁现状的重要手段。为了保证桥梁使用的可靠性,检验桥梁结构的承载能力及其工作状况,对怀通高速24标大林高架桥进行静动载试验。文章介绍了大林高架桥荷载试验的测点布置、加载工况、测试结果及试验所需的试验荷载,测得控制截面的应力、挠度和频率等,并对该桥的使用性能做出评价。     

复合材料T型加筋壁板后屈曲承载能力研究

为了研究飞机复合材料T型加筋壁板结构在轴压载荷下的承载能力,对复合材料T型加筋壁板进行了轴压试验,并使用工程算法和有限元法仿真进行了分析,得到了加筋板的屈曲载荷及破坏载荷、载荷-位移曲线及损伤演化过程。对比两种分析方法与试验结果可以得到:当复合材料加筋壁板屈曲后,还有较强的后屈曲承载能力;相对于有限元分析方法,工程算法误差更大;准静态法可以有效地模拟出加筋板的屈曲及后屈曲行为,但是计算代价相对较大。     

铝合金筋体外预应力加固混凝土梁受力性能研究

铝合金具有轻质高强、延性好、低温脆断敏感性小、耐腐蚀等优点,可用于侵蚀环境及寒冷环境下结构体外预应力加固工程.本文对铝合金筋的材料性能进行试验研究,建立了铝合金筋本构关系模型,应用有限元程序ANSYS对既有体外预应力加固混凝土梁的受力过程进行模拟分析,通过计算结果和试验结果的对比分析验证了有限元分析模型的合理性.根据等截面原则和等强度原则,应用铝合金筋分别替换既有混凝土梁的体外预应力筋,对其进行有限元分析.结果表明,与传统体外预应力加固混凝土梁相比,采用等截面原则加固后的铝合金筋体外预应力混凝土梁,可以在适当提高延性的基础上,部分提高混凝土梁的承载能力;采用等强度原则加固后的铝合金筋体外预应力混凝土梁,可同时显著提高混凝土梁的承载能力和延性.     

组合体系拱桥承载能力验算及荷载试验研究

我国交通流量的逐年增大,超载、偏载现象的频繁出现对在役桥梁的安全性提出了更高的要求。为了保证桥梁在服役年限内可以正常使用,必须要对其进行安全评估。在桥梁的安全性评估领域,基于桥梁设计相关规范的承载能力验算以及荷载试验是现阶段最主要方法。对某组合体系拱桥进行承载能力验算及荷载试验研究,结果表明:该桥承载能力满足规范要求,桥梁在静载试验荷载作用下处于线弹性工作状态,有障碍行车试验实测结果表明路面平整性可以改善结构工作性能。验算及试验结果可以为该桥运营阶段的管控及同类桥梁的承载能力评估提供参考。     

水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载性能分析

水泥粉煤灰碎石桩是复合地基施工中的常用方法,可以有效提高复合地基的承载能力。基于此,以宁夏银川市某商业住宅楼工程的水泥粉煤灰碎石桩复合地基为背景,建立了FLAC 3D数值计算模型,分析了水泥粉煤灰碎石桩和不同结构荷载对复合地基的变形破坏特征的影响规律。研究结果表明:设置水泥粉煤灰碎石桩有效降低了地基土体的最大沉降、水平位移、最大竖向应力和塑性区范围,保证上方建筑的施工和使用要求;随上方筏板基础所受荷载的增大,复合地基的地表最大沉降值、水平位移值、塑性区增大,碎石桩的竖向应力增大,复合地基的竖向应力无显著变化。     

钢筋混凝土梁表层嵌贴CFRP的抗弯加固性能分析

本文通过有限元仿真对钢筋混凝土梁表层嵌贴CFRP进行抗弯承载力研究,主要分析CFRP加固混凝土结构后承载力的变化情况。通过结果可以发现,CFRP在加固钢筋混凝土梁之后,不仅能提高钢筋混凝土梁承载能力,还能够有效延缓钢筋混凝土梁表层裂缝开展,并且梁表面加固的层数越多,承载能力越高,但是加固一层的承载能力及经济效益最为显著。     

夹层结构榫卯T型接头弯曲破坏机理试验研究

本文针对复合材料蜂窝夹层结构榫卯胶接T型接头,进行了弯曲破坏模式和承载能力的试验研究。试验研究了不同榫头宽度、不同榫头数量的五种T型接头试验件,绘制了弯矩-位移曲线图。弯曲试验结果表明:T型接头试验件的破坏包括榫肩区域的胶接面拉伸破坏和榫头区域上面板胶接面剪切破坏或面板拉断。在加载过程中榫肩区域首先发生脱黏,榫头区域承担大部分载荷,最后榫头区域上面板与底板脱黏或面板被拉断。参数研究结果表明:对于复合材料蜂窝夹层结构榫卯胶接T型接头,增加榫头宽度和榫头数量能显著增加T型接头的弯曲刚度,对提高T型接头的弯曲承载能力也有重要贡献。     

胶接双悬臂梁极限载荷影响因素分析

为了更加精确地计算风电叶片厚胶层胶接接头的极限承载能力,给出了一种基于虚拟裂纹闭合技术的胶接接头有限元建模方法,研究了粘接胶厚度和铺层结构弯曲刚度对胶接双悬臂梁极限承载能力的影响。首先,给出了基于虚拟裂纹闭合技术的胶接接头极限载荷计算的有限元建模方法;然后,建立了胶接双悬臂梁试验件的有限元模型,并预测了剥离载荷作用下的极限承载能力;最后,基于胶接双悬臂梁的有限元模型,计算了不同粘接胶厚度和铺层刚度下的双悬臂梁极限承载能力。研究结果表明:胶接接头开裂行为可以采用虚拟裂纹闭合法进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好;随着粘接胶厚度的增加,胶接结构承载能力增加;随着铺层结构弯曲刚度的增加,胶接结构极限承载能力增加;基于虚拟裂纹闭合法的胶接接头建模方法,可以用于风电叶片厚胶层胶接接头的失效模拟。     

孔底后压浆法在工程中的应用及分析

孔底后压浆法是一种提高桩端承载能力的桩基施工方法。本文通过介绍此法在丁基橡胶工程中的应用及试验 ,证明后压浆法成桩的质量可靠性和该工艺的应用前景