改性竹筋混凝土受弯构件力学性能试验研究

针对竹筋混凝土结构存在的问题,提出了多种对竹筋的改性方法。在此基础上,对12根采用不同配筋和不同改性方法的受弯构件(11根竹筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁)进行了试验研究,分析了不同改性方法和不同配筋率竹筋混凝土受弯构件的力学性能、破坏形态及其影响因素。研究结果表明：竹筋能有效提高混凝土受弯构件的承载能力;经过适当方法改性后的竹筋能确保竹筋和混凝土之间的有效粘结,其正截面强度计算可以采用平截面假定;竹筋混凝土受弯构件的破坏均为脆性破坏,其破坏形态与其截面配筋率有关。     

重复荷载作用下钢筋砼受弯构件变形的试验研究

通过十三根钢筋砼梁在重复荷载作用下的实验结果,分析和探讨了钢筋砼受弯构件在重复荷载作用下的变形性能,提出了钢筋砼受弯构件在重复荷载作用下截面刚度和挠度的计算方法、建议公式并与静力荷载作用下的计算公式形成统一的计算体系,且计算值能与实验值符合.     

重组竹材三面和四面受火炭化性能试验

重组竹作为一种新型的建筑结构材料应用日益广泛,但同木材相似的可燃性导致重组竹结构抗火设计方法亟待补充和完善.为研究重组竹材多面受火炭化性能,依据ISO 834火灾试验方法进行了4组16根重组竹构件三面和四面受火试验,分析截面尺寸、受火时间以及不同受火面对炭化深度和炭化速度的影响.结果表明,由于炭化层隔热作用,随着受火时间增加重组竹构件炭化速度逐渐减小;火灾作用下构件截面有效面积减小,角部区域因承受双向热传递而由棱角变为圆角形,圆角区和非圆角区炭化深度差异明显;通过对比重组竹材多面炭化非圆角区炭化深度与单面受火炭化深度,前者较后者增加明显,引入多面炭化因子进一步修正计算模型;为简化抗火设计,通过对比多种木材,考虑圆角区影响提出重组竹材多面受火条件下名义炭化速度为0.7 mm/min,为重组竹结构灾后剩余截面计算提供重要参数依据.     

双轴对称不锈钢受弯构件残余变形的影响因素分析

为了研究对称截面不锈钢受弯构件的残余变形和抗弯强度设计方法,参考Mazzolani等人提出的控制残余挠度不超过梁长1／1000的方法,对340根梁进行了参数化有限元分析,并且确定了构件的截面塑性发展系数。通过有限元计算,指出了塑性发展系数与构件几何形状、材料性能等影响因素之间的关系,以有限元结果为基础,提出了对称截面不锈钢受弯构件强度和变形的设计方法。结果表明:通过限制截面塑性发展系数可以有效控制受弯构件的残余变形,从而满足不锈钢受弯构件强度和变形的要求。     

侧压竹集成材梁受剪承载力试验研究

竹集成材是一种融入了现代加工技术且强质比高、环保美观的工程复合材料。为研究剪跨比对侧压竹集成材梁受剪承载力的影响,设计了剪跨比分别为0.75、1.0、1.5、2.0和2.5的5组（每组3根）竹集成材梁进行四点弯曲试验,研究侧压竹集成材梁在荷载作用下的变形特征、破坏形式及剪跨比的影响规律,探究竹集成材梁抗剪性能的影响因素及其承载能力的计算方法。结果表明,竹集成材梁具有较高的承载力和刚度;其受剪承载力与剪跨比有关;当剪跨比小于1.5时,发生层间剪切破坏,而大于等于1.5时,发生弯曲破坏。提出了竹集成材梁的受弯承载力、受剪承载力和弹性变形计算公式,计算结果与实测值吻合较好。     

北美规范与中国规范关于冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件设计的比较

对比了北美规范CSA S136-07和中国规范GB 50018-2002关于冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件的名义抗弯强度。首先介绍了2本规范计算名义抗弯强度的方法,然后分析了控制构件名义抗弯强度的2个主要参数,即弯扭屈曲应力和有效截面模量,并对2本规范进行了深入对比,最后对典型的6 m跨长的C形托梁构件进行了名义抗弯强度比较。研究结果表明：依据GB 50018-2002计算的弯扭屈曲应力不小于依据CSA S136-07规范计算的结果,而根据GB 50018-2002计算的翼缘有效宽度则远远小于根据CSA S136-07规范计算的结果;2本规范名义抗弯强度的不同主要由C形截面翼缘尺寸和构件所受荷载类型控制;当翼缘尺寸较小,名义抗弯强度主要由弯扭屈曲而非局部屈曲控制时,如果构件用于均布荷载,则GB 50018-2002的计算结果大于 CSA S136-07规范的结果,但是当构件用于抵抗均布弯矩时,则没有区别;当翼缘尺寸较大,名义抗弯强度主要由局部屈曲而非弯扭屈曲控制时,在2种工况下GB 50018-2002的计算结果均小于CSA S136-07规范的计算结果。     

意杨单板层积材受弯构件结构性能的试验研究

简要介绍了意杨单板层积材和单板层积材受弯构件的加工工艺。对不同设计参数的单板层积材受弯构件进行结构性能试验研究,研究了单板层积材受弯构件的破坏形式、破坏机理及抗弯极限承载力等;探讨了单板厚度、受弯构件体积对单板层积材受弯构件抗弯强度的影响。试验结果表明,单板层积材受弯构件受拉区边缘木材纤维拉断,破坏构件挠度大;单板层积材单板越薄,单板层积材受弯构件性能越好;随着单板层积材构件体积增加,承载力提高,抗弯强度降低。研究表明,杨木LVL作为建筑中结构用材将有很大的发展空间。     

部分再生混凝土梁的试验

为了研究部分再生骨料混凝土梁的力学性能,完成了5种配筋率共15根部分再生骨料混凝土梁的试验.试验结果表明平截面假定理论同样适用于部分再生骨料混凝土结构.部分再生骨料混凝土受弯构件的正截面承载力与普通混凝土受弯构件相比并没有降低,但是其刚度相对于普通混凝土受弯构件有所减小.通过分析得到了部分再生骨料混凝土受弯构件正截面承载力计算公式和受弯构件刚度计算的修正公式.给出了部分再生骨料混凝土轴心受压和偏心受压极限压应变以及梁最小配筋率的取值建议;通过ANSYS软件完成了部分再生骨料混凝土受弯构件的有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好.     

预应力及钢筋混凝土构件短期刚度的简化计算

本文提出了一个用于计算矩形截面钢筋混凝土受弯和偏心受压构件,预应力混凝土受弯构件短期刚度的简化公式.建议公式简单实用,计算值与试验结果符合良好.     

配筋折板工作性能的计算机模拟

本文从理论上和实验上研究了配筋水泥刨花板受弯构件(主要是折板)在荷载作用下的基本性能,提出了两种不同的破坏模式并进行了验证与分析.将结构分析的有限条法用于分析受弯构件,并用Pascal语言编制了可以模拟实验过程,用以计算承载力、挠度、含钢率以及进行截面设计的适用性较强的源程序.通过电算,进行了受弯构件的参数分析,并给出了最大、最小含钢率的算式.     

低等级路强度敏感性的点可靠性分析

根据重型机械作业区支承强度检定的需要,开展低等级路强度敏感性研究。在力学模型不确定性分析的基础上,确立了基于Monte-Carlo随机有限元的可靠性分析方法。理论计算表明,道路破坏形式为整体剪切破坏。分别构建道路的半空间体和双层体系模型,通过荷载增量法与强度折减法,分析指出道路的破坏面因结构、荷载与材料而不同,但最早进入破坏的点却是固定的,因此,整体可靠性分析难以实现,而通过点可靠性分析确定敏感性因素是可行的。在可靠性分析中,不再沿用过度简化的极限平衡理论和二维应力状态下的Mohr-Coulomb准则,而基于Drucker-Prager准则确定的三向应力状态定义安全余量,提高了分析精度。研究指出决定低等级路强度的主要因素是上覆层内摩擦角和地基层弹性模量。本文的研究为强度检定的方案制定提供了依据。     

双向单排配筋T形剪力墙抗震性能试验研究

为了研究多层建筑结构中的双向单排配筋T形剪力墙的力学特性与抗震能力,设计了2个1/2缩尺的双向单排配筋混凝土T形剪力墙模型,分别沿腹板方向和翼缘方向,对其进行了低周反复荷载试验研究,分析了其承载能力、延性性能、刚度退化过程、滞回包络特性、耗能特点和破坏全过程特征。研究表明:在双向单排配筋T形剪力墙的配筋率相等情况下,该剪力墙沿腹板方向的抗震性能优于沿翼缘方向的抗震性能,这种剪力墙节点可以满足多层剪力墙住宅结构抗震要求。     

橡胶集料塑性混凝土的抗压强度特性

采用橡胶集料等质量取代砂的方法,通过均匀试验设计,研究了多种因素影响下的橡胶集料塑性混凝土的抗压强度特性。对试验结果进行二次响应曲面回归分析,得出橡胶集料塑性混凝土抗压强度及弹性模量的回归方程;通过对几种橡胶集料塑性混凝土抗压强度尺寸效应试验结果的分析,探讨了橡胶集料塑性混凝土在自然养护条件下抗压强度的尺寸效应规律。结果表明:橡胶集料掺量、水泥掺量、减水剂掺量及水胶比与橡胶集料塑性混凝土强度及弹性模量之间存在明显的回归关系,且橡胶集料掺量与强度及弹性模量之间是负相关关系;得到了自然养护条件下橡胶集料塑性混凝土立方体边长与强度换算系数及标准棱柱体与标准立方体抗压强度的换算系数。     

简支梁桥承载力以动代静快速评估方法

通过对等截面简支梁的分析,推导跨中挠度校验系数(ηy)与一阶竖弯频率校验系数(ηf)的关系;对某6梁式简支T梁桥的进行仿真分析,探讨在支座刚度变化、边界条件变异、桥面系参与受力以及承重构件损伤等各种情况下ηy和1/ηf2的变化规律以及两者的差异。对两座装配式T梁桥进行静载试验以及动力特性测试,并分析各种试验工况下实测ηy以及1/η2f。仿真分析和实桥试验结果表明:1/ηf2能代替ηy来反映简支梁桥整体刚度,快速评定其承载力。     

K型圆管相贯节点的滞回性能分析及试验

节点作为空间结构最重要的组成部分,其在反复荷载作用下的荷载—变形曲线(滞回曲线)是对其延性、耗能能力、强度、刚度等力学性能的综合反映。对K型搭接相贯节点内隐藏焊缝焊与不焊两种模型在弦杆轴向往复荷载作用下进行试验研究和有限元模拟计算,对比分析得到节点试件的破坏模式和滞回曲线,同时有限元模拟分析所得结果和试验所得结果较为吻合。结果表明:隐藏焊缝焊接节点破坏时是局部的,最终是搭接管在焊缝处被拉断;不焊节点的破坏模式是焊缝整体破坏,隐藏焊缝不焊对节点承载力的影响不能忽视。通过有限元模拟分析来代替相贯节点滞回性能试验是可行的。     

钢筋混凝土框架结构连续倒塌的竖向非线性动力分析

结构的连续倒塌分析(PCA)是结构抗连续倒塌能力定量评定和抗连续倒塌设计的基础,已成为当前国内外土木工程界的热点研究领域。本文基于备用荷载路径原理,采用考虑构件失效时长的竖向非线性动力分析方法,对钢筋混凝土平面框架结构进行了竖向连续倒塌分析,根据损伤结构的反应判断剩余结构能否抵抗连续倒塌,分析中考虑了将同一轴线不同楼层的框架柱逐根移除和将同一轴线所有楼层的框架柱同时移除这两种情况对结构倒塌失效模式的影响,探讨了失效时长对结构动力响应的影响,发现构件失效时长对剩余结构的响应有重大影响。研究表明,竖向非线性动力分析方法是结构抗连续倒塌设计与抗连续倒塌能力分析的一种有效方法。     

腹部开孔钢筋混凝土简支梁非线性数值模拟

钢筋混凝土开孔梁是降低建筑层高,节约建筑成本的有效途径之一。目前国内外对腹部开孔的钢筋混凝土梁进行了一些研究,但大多局限于试验研究。运用大型结构分析软件ANSYS对六根腹部开有矩形孔的钢筋混凝土简支梁建立空间有限元模型,通过选择适当的单元、材料模型、本构关系对其进行非线性数值分析,将模拟得到的截面抗剪承载力、荷载-挠度曲线与试验结果进行比较,分析结果与试验结果吻合较好,验证了ANSYS分析钢筋混凝土开孔梁的可行性,并进一步对影响开孔梁受力性能的孔洞高度、孔侧加强筋等因素进行了参数分析,得出了一些有价值的结论。     

灰色均值量化关联度

该文灰色关联分析作为一种有效的模式识别方法应用广泛。相对关联度模型在灰色关联分析中占有重要地位,但是其计算存在一定的缺陷,即容易受奇异值的影响,进而影响关联度的整体性,而且相对关联度模型中的分辨系数的取值没有确定的方法,通常依赖于经验,这将导致关联度值不具有唯一性。该文采用对序列差进行均值计算的方法来降低奇异值的影响,并分析了分辨系数在关联度计算中的作用,并给出了分辨系数取值的具体量化方法。通过实列分析,该方法有效的增大了关联度分布区间,提高了关联度分辨力,使关联分析更符合实际。     

非均匀收缩对混凝土箱梁桥挠曲变形的影响

大跨径混凝土箱形梁桥的挠曲变形不仅与箱梁整体刚度有关,也与顶底板非均匀收缩有关,还受腹板对截面曲率变化的影响。采用空间板元结构模型对混凝土箱梁桥在非均匀收缩影响下的长期变形进行分析研究,结果表明,非均匀收缩作用对主梁下挠变形影响明显,其中悬臂梁挠度增加约1/3,连续刚构桥在收缩徐变的耦合作用下挠度值收敛于某一定值。     

矿井井塔的梁柱刚度比对剪力滞后效应的影响

利用大型有限元分析软件ANSYS,结合井塔的实际框筒结构工程进行建模分析,通过矿井井塔在水平荷载作用下的具体性能表现,得出梁柱刚度比对剪力滞后效应有较大的影响。再对梁柱刚度比对剪力滞后效应的现象进行分析,将计算结果与仿真分析的结果进行比较,提出改进方法。