罕遇地震作用下高架桥抗震性能评估与加固

为了评估罕遇地震作用下高架桥的抗震性能,提出了一套抗震性能评估流程并对一座在役高架桥进行评估。首先建立了高架桥非线性动力时程分析模型;然后进行了模态分析,在综合考虑了有效质量系数和振型图后,选取了用于计算Rayleigh系数的参考振型;最后对动力时程分析结果中各墩的弯曲变形能力和抗剪强度进行评估,并根据评估结果提出了加固方法。结果发现:罕遇地震作用下,各墩变形能力沿横桥向均能满足需求;但在顺桥向上,部分墩的塑性铰区变形能力不足,且各墩的非塑性区均存在变形能力不足的截面。各墩抗剪强度沿顺、横桥向均能满足需求。采用增大截面法对各墩进行加固,首先制定了增大截面内的混凝土和钢筋配置方案,然后确定了能够同时满足各墩沿顺桥向的变形能力和经济性的最优加固高度,为高架桥抗震性能评估和加固工程提供一定的借鉴。     

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。     

水泥基材料中倾斜端钩型钢纤维拔出力学性能计算模型

端钩型钢纤维是结构工程中应用最广泛的钢纤维品类之一,单根钢纤维拔出力学性能对于确定钢纤维混凝土的受拉本构及受拉韧性具有重要意义。为了得到能够有效预测倾斜端钩型钢纤维拔出荷载-端部位移曲线的理论模型,首先将倾斜端钩型钢纤维拔出过程分为完全黏结、脱黏和拔出滑移阶段三种受力状态,考虑不同拔出阶段及基体孔道损伤,建立了钢纤维黏结应力与纤维端部位移之间的关系,同时考虑钢纤维塑性变形、附加摩擦力及纤维拔出角度导致的基体剥落和挤压摩擦效应,建立了一种可以预测倾斜端钩型钢纤维拔出全过程的理论计算模型,在此基础上提出形式简单的简化模型,选取已有试验数据对提出的计算模型进行验证,结果表明:本文提出的两种模型均能够有效预测端钩型钢纤维拔出全过程,具有较高的计算精度且变异系数小,为进一步分析钢纤维对水泥基材料受拉性能的增强作用提供了理论依据。      

组合结构发电塔架灌浆连接段接触压分析

钢-混组合结构发电塔中的连接段对于整个结构来说至关重要,采用灌浆连接可以有效减小应力集中和疲劳破坏,但目前关于钢-混组合结构风电塔中灌浆连接方式的研究和应用都较少。本文以某150m大型风力发电塔架为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS分析了在外力作用下,钢-混凝土组合结构风电塔架灌浆连接段的接触压,并探究了外侧混凝土厚度对接触压分布的影响,进一步推导了在外荷载作用下连接段接触压的理论计算公式,并通过数值模拟验证了公式的正确性,为钢-混组合结构灌浆连接段设计提供了一定的参考。     

不同纤维长度的混杂钢纤维混凝土本构模型EI北大核心CSCD

为了充分发挥不同长度纤维的桥接作用,在混凝土基体中加入不同长度的混杂钢纤维,构成混杂钢纤维混凝土.考虑混凝土开裂后钢纤维的脱黏全过程,利用黏结-滑移模型来模拟混杂钢纤维的增强作用,建立了混杂钢纤维应力与裂缝宽度的关系.考虑到长、短钢纤维随裂缝扩展的黏结状态不同,将混杂钢纤维的增强作用分为3个阶段.基于经典的弥散开裂本构模型,将混杂钢纤维桥接作用视为应力增强,建立混杂钢纤维混凝土本构模型.将所提出的混杂钢纤维混凝土本构模型引入有限元软件Abaqus中,建立了混杂钢纤维混凝土四点弯曲试验有限元模型.通过比较试验数据与数值模拟结果,验证了所提出本构模型的正确性.