聚丙烯纤维混凝土单轴受压损伤机理研究

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两因素,设计制作了7组混凝土试件,通过单轴受压应力-应变全曲线试验,研究了聚丙烯纤维对混凝土力学行为的影响。采用声发射信号采集系统同步监测混凝土内部损伤演化过程,分析了聚丙烯纤维混凝土单轴受压损伤机理。结果表明,聚丙烯纤维显著改善了混凝土的峰后延性和抗压韧性。混凝土试件贯通裂缝形成时,声发射撞击数突增,应力迅速下降,损伤发展较快。随着纤维体积掺量增加,试件声发射累计撞击数逐渐增大;纤维长径比为280时,声发射累计撞击数最大。聚丙烯纤维混凝土破坏时剪切裂纹所占裂纹总数比重较大,试件呈现剪切破坏形态。     

基于线性规划的某特大桥施工扣索索力优选分析

随着斜拉桥等大跨度桥梁工程的发展,桥梁上部结构与桥墩(台)之间连接的钢索索力的确定已成为桥梁设计与施工过程中的关键技术问题,索力取值合理与否直接关系到结构施工及运营阶段的安全与正常使用问题。本文结合某特大桥的施工,将线性规划原理引入到该桥的施工索力优化当中,以扣索用量最少为目标函数,以拉索索力大小为控制变量,以关键截面应力和悬臂端点挠度为约束条件;借助ANSYS软件和MATLAB工具,实现了结构线性工作阶段的施工(临时)扣索索力的优选分析。与已有的索力确定方法相比,本文提出的确定索力方法可减少施工过程中的调索次数,并提高设计索力的精度,为同类工程中钢索相对最优张拉力的确定提供了一种新的思路。     

钢管超高性能混凝土短柱轴心受压应力-应变关系试验研究

为研究钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,通过改变钢管壁厚,设计５组共计１５个试件,采用静力试验研究试件应力-应变曲线及破坏模式,分析钢管壁厚对轴压性能的影响规律。试验结果表明,试件均为强度破坏;钢管超高性能混凝土短柱轴心受压全过程主要分为弹性段、弹塑性段和平稳段三个阶段;混凝土强度和钢管壁厚对试件应力-应变关系曲线影响较大;提高混凝土强度和钢管屈服强度均能显著提高试件承载力。基于试验,提出钢管超高性能混凝土轴压短柱计算公式。     

横向张拉法体外预应力加固RC梁抗裂分析

为研究体外预应力横向张拉法加固矩形钢筋混凝土(RC)梁的抗裂效果,对6根加固梁和2根对比梁进行一次或二次受力试验研究,观测记录了试验梁的裂缝开展形态、裂缝宽度和开裂荷载。计算分析了横向张拉法体外预应力加固矩形RC梁的抗裂度,给出了横向张拉法体外预应力有效预应力的合理估算方法。试验结果表明,横向张拉法体外预应力能有效提高梁的开裂荷载、抑制裂缝开展和控制裂缝宽度,是抗裂加固的一种有效方法。提出的有效预应力估算方法符合工程技术要求,可供工程加固设计参考。     

竖张法双折线体外预应力加固RC梁挠度计算

采用体外预应力竖向张拉双折线布筋方法,对2根矩形对比梁,三组不同预应力筋配筋率、不同工况的9根矩形钢筋混凝土简支梁进行了加固试验研究。在考虑二次效应、体外预应力筋有效应力和加固工况的影响下,对加固梁的短期刚度进行了验证分析计算,得到了加固梁短期刚度计算公式的适用范围,并计算得到了试验梁的短期挠度值。     

大跨度曲线弯梁桥车-桥耦合振动分析

在桥梁结构设计中,需要考虑车辆动荷载的冲击作用。为计算大跨度曲线弯梁桥车致振动响应,通过在结点之间引入高阶位移插值函数,构造了形函数矩阵。基于虚功原理和动力有限元理论,推导了各个结点9个自由度的曲线箱梁空间单元刚度矩阵和质量矩阵;在推导刚度矩阵时考虑了箱梁的约束扭转和剪力滞效应,在推导质量矩阵时考虑了质心与扭心不重合。通过引入7自由度的车辆模型,建立了车-桥耦合振动方程。在MATLAB上采用Newmark-β法直接积分,求解了车辆动荷载作用下系统的振动响应,分析了车速、车重和主梁刚度对冲击系数的影响,同时采用ANSYS建立车-桥耦合非线性有限元模型。结果表明：以位移冲击系数代替弯矩冲击系数和剪力冲击系数进行截面内力设计时将会导致弯矩设计值最大增大2.89%,剪力设计值最大减小34.9%;车重对冲击系数影响很小;位移冲击系数和弯矩冲击系数均随着主梁刚度增大而减小,剪力冲击系数随着主梁刚度增大而增大。有限元分析结果与理论计算结果吻合良好。     

方钢管UHPC短柱轴压性能试验研究

为研究方钢管UHPC短柱试件的轴心受压性能,以钢管厚度、UHPC强度、钢材强度为参数,完成了 16组方钢管UHPC短柱试件轴心受压试验.依据试件的破坏模式、荷载-变形曲线、荷载-应变曲线发展变化规律对方钢管UHPC短柱的承载力、延性和轴压机理进行了分析.试验结果表明:方钢管UHPC短柱轴向荷载-变形曲线可分弹性、弹塑性和塑流三个阶段;轴向荷载-变形曲线形状与套箍系数密切相关,依据塑流阶段不同可分为下降型、平缓型和上升型三类;钢管与UHPC之间的相互作用具有滞后效应,主要发生在塑流阶段;随套箍系数增大,短柱试件延性和承载力有增大趋势,但延性增加更显著,钢管与UHPC之间的相互作用主要体现在改善UHPC延性上;基于延性和经济性指标,建议方钢管UHPC轴压短柱的套箍系数不宜大于3.     

高强方钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力计算方法研究

为研究高强方钢管超高性能混凝土(UHPC)短柱轴压承载性能,进行了40根高强方钢管UHPC短柱轴压荷载试验。结果表明：套箍系数是影响方钢管UHPC短柱轴压破坏过程和形态的主要因素,极限荷载随套箍系数增大而增大,核心UHPC强度提高幅度均值为15%。比较分析了多部现行规范、规程的承载力计算方法的差异,相关规范与规程中不考虑钢管约束效应时,其承载力计算值的均值低于试验极限荷载值,考虑约束效应的参数适用性受限。并基于叠加原理采用线性回归分析和考虑等效约束作用分别建立了高强方钢管UHPC短柱轴压承载力的实用计算式和理论分析式。