混凝土受拉状态下组合梁中栓钉连接件的性能研究

组合梁中,栓钉连接件主要用于传递钢梁与混凝土板交界面的纵向剪力。目前,国内外对栓钉承载力、荷载滑移关系以及栓钉刚度的研究多集中于混凝土受压状态下,而且规定了测定栓钉性能的试验方法,但对于混凝土受拉状态下栓钉性能的研究较少,也没有统一的试验方法。为此,利用大型有限元分析软件ABAQUS来模拟反向推出试验,重点分析了混凝土强度、栓钉直径、配筋率等参数对混凝土受拉状态下栓钉性能的影响。结果表明,混凝土受拉状态下栓钉的极限承载力由混凝土的破坏控制;栓钉的极限承载力、剪切刚度随混凝土强度及栓钉直径的增大而提高,而配筋率的变化对其影响较小;混凝土受拉状态下栓钉承载力和剪切刚度明显低于混凝土受压时;对于13~19的栓钉连接件,混凝土强度等级小于C50时,剪切刚度在150 kN/mm~250 kN/mm之间。最后,通过对比得出,此模型分析的栓钉承载力与现行规范吻合较好。     

火灾后再生混凝土型钢构件力学性能研究

针对国内废弃混凝土循环利用率低的问题,本文通过对再生骨料混凝土的研究,结合H型钢混凝土柱刚度大、承载力高、抗震性能好等特点,制备了H型钢再生混凝土(H-RC)柱,对其火灾后的粘结性能及轴压性能展开分析研究。研究结果表明:随再生细骨料(RFA)替代率的提高,再生混凝土立方体抗压强度逐渐降低;试件的质量损失率随着RFA取代率的增加而逐渐增大,同时构件的火灾抗裂性能降低。试件的受火温度越高,质量损失越严重。RFA取代率100%试件的压缩变形呈明显的三阶段,最终的破坏荷载稳定在55%～65%极限荷载;受火温度的升高能明显降低,H-RC构件的承载力及型钢与混凝土之间的粘结力,取代率100%的H-RC构件易压缩。研究结果对于合理评估火灾后型钢混凝土结构的力学性能具有重要意义,旨在推动再生混凝土在建筑中的大量运用。     

粘结滑移对组合梁斜拉桥受力变形特性分析

以某斜拉桥实际工程为例,根据组合梁剪力钉的构造细节,通过引入剪力钉粘结滑移本构关系来考虑界面滑移的影响,据此建立有限元仿真模型,对钢—混凝土组合梁斜拉桥在恒活载作用下的受力变形特性进行详细研究。研究表明:剪力钉的抗剪刚度对组合梁的应力、位移和极限承载能力均有一定的影响,因此在设计组合梁斜拉桥时,需要确保剪力连接件的抗剪刚度。     

负载锈蚀钢筋混凝土梁变形 性能试验研究

通过对不同负荷条件下锈蚀梁的承载力试验,探讨了持荷大小与试件内钢筋锈蚀程度间的关系,分析了钢筋锈蚀率大小对混凝土梁变形性能的影响规律。研究结果表明：负载作用对钢筋锈蚀有促进作用;混凝土强度的后期增长能有效地弥补锈蚀对梁变形造成的不利影响;混凝土强度相近时,随钢筋锈蚀程度增加,锈蚀梁跨中挠度增大,挠度计算时应考虑粘结性能退化引起的抗弯刚度降低的影响。     

钢管再生混凝土轴压短柱受力性能有限元分析

为研究钢管再生混凝土短柱轴心受压力学性能,以试验为基础,利用ABAQUS建立非线性有限元分析模型,模拟试验实测荷载-轴向应变曲线,验证有限元分析模型的有效性。以再生混凝土强度、钢管壁厚、钢材强度及再生粗骨料取代率为参数,设计5个钢管再生混凝土轴压短柱进行分析,建模时考虑了钢管对核心再生混凝土的约束作用,分析各参数对试件荷载-轴向应变曲线的影响。研究表明:随再生混凝土强度的提高,钢管壁厚的增加,钢材强度的增大,能有效增强钢管再生混凝土短柱的极限承载力和变形能力。更多还原     

覆盖型岩溶土洞泡沫混凝土复合地基模型试验研究

通过建立室内模型,进行了复合地基变形特性研究试验,研究覆盖型岩溶土洞泡沫混凝土复合地基的变形特性。试验设置两种工况共九组试验,探讨在分级荷载作用下不同桩长形成的复合地基的沉降规律,处理前后的土压力变化规律,以及桩土荷载分担比的变化规律。结果表明,当溶洞无充填物时,利用泡沫混凝土进行充填及作竖向增强体桩,桩体与充填体形成整体,与桩间土共同形成复合地基,地基承载力提升明显。若桩长继续增加,承载力没有提高,桩体工作性状接近端承桩。当溶洞被其它软弱土层充填时,桩长越长,承载力越高,但达到一定长度之后承载力提升有限,桩体工作性状接近摩擦桩。试验结果对泡沫混凝土复合地基处理覆盖型岩溶土洞的应用具有参考价值。     

钢-聚乙烯醇混杂纤维对自密实混凝土梁抗剪性能的影响

通过设置不同的纤维体积掺量、混杂比和箍筋间距,对钢(SF)-聚乙烯醇(PVA)混杂纤维自密实混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究。试验结果表明,在混凝土梁中掺加SF或PVA纤维能有效抑制梁裂缝的产生和扩展,并提高梁的抗剪承载力;箍筋间距为150 mm、体积掺加率为1%且SF-PVA纤维的混杂比为1∶1的试件开裂荷载值和抗剪承载力最大;在纤维混杂比和体积掺量相同的情况下,减小箍筋间距能明显提升梁的极限荷载值,但对梁开裂荷载值影响不大。并以SF体积掺量、PVA纤维体积掺量以及箍筋间距为输入层,极限剪力为输出层,建立了BP神经网络强度预测模型,并对极限剪力进行拟合,预测结果较准确。     

钢套筒混凝土压力管道(SSCP)外载超载试验研究

为了研究钢套筒混凝土压力管道(SSCP)的抗外压承载性能、管道内外层钢筒的变形特点以及管芯混凝土裂缝的开展规律,通过1/10尺寸普通SSCP模型外压破坏试验的方法,分析模型关键部位荷载—应变曲线、管顶荷载—位移曲线、外载管道破坏形式,得到外载试验中SSCP的一般破坏规律,即:初始裂缝分别出现于管顶和管底处;最终裂缝形态为侧向斜裂缝和自内向外的垂直裂缝;内钢筒屈曲破坏形成凹形。然后,基于等效刚度理论提出SSCP管道外压承载性能的弹性阶段承载力计算方法。计算结果表明:管道的弹性极限承载力为1 138 k N/m;管道的比例极限试验值在1 025~1 200 k N/m之间,与理论计算结果吻合较好,二者相对误差小于10%,证明了计算公式的准确性,满足工程需要;管道的塑性极限承载力试验值为2 176 k N/m。     

渗透结晶材料对水工混凝土性能影响的试验研究

针对不同渗透结晶掺量的水工混凝土开展性能试验研究,分析渗透结晶掺量对水工混凝土抗压强度、抗拉强度、压拉弹性模量、极限拉应变值、渗水高度、冻融质量损失率、相对动弹模等性能参数的影响规律。结果显示：渗透结晶对水工混凝土性能有显著改善作用;渗透结晶掺量在1.2%时,水工混凝土抗压强度、抗拉强度、压拉弹性模量的增幅达到最大;渗透结晶掺量在0.6%时,水工混凝土极限拉应变值的增幅达到最大;渗透结晶掺量在0%～1.2%范围内增大时,混凝土渗水高度、质量损失率有不同程度的降低,相对动弹模有不同程度的提升。研究成果可为渗透结晶型水工混凝土配合比设计及工程应用提供参考。     

荷载水平对长期加载作用下混凝土剩余承载力的影响

为了研究荷载水平对长期加载作用下混凝土的剩余承载力的影响，对混凝土预制缺口梁首先施加６０％和８０％极限荷载并进行持续６个月和１２个月加载。长期加载试验结束后，一部分混凝土梁从加载架取出并且在静载条件下加载到破坏。而另外一部分混凝土梁进行更高荷载水平的持载试验。在试验过程中得到混凝土梁加载点位移随时间的变化曲线以及静载条件下的荷载－位移曲线。根据试验结果可以得到长期加载作用后混凝土的起裂荷载、剩余承载力以及断裂能。结果表明，长期荷载作用后，混凝土的起裂荷载和剩余承载力有明显的提高。且荷载水平越高，徐变后混凝土剩余承载力越大。长期荷载作用对混凝土断裂能没有影响。此外，８０％极限荷载持续加载１２个月后的混凝土时间在伴随试件极限荷载的持续加载作用下仍然可以在一段时间内保持稳定不发生破坏。     

碳纤维钢骨－钢管混凝土柱抗震性能研究

针对目前钢管混凝土特性,研究了碳纤维钢骨－钢管混凝土柱在循环荷载作用下的力学性能, 制作3个试件进行拟静力试验,并利用有限元软件,分析不同混凝土强度、碳纤维层数、轴压比以及钢管 直径因素对柱的受力影响情况进行模拟。结果表明:随混凝土强度在一定范围内的提高,结构承载力提 高;碳纤维层数的增多,对构件初期刚度影响不大,极限荷载值有所提高;构件的轴压比在一定范围内越 大,试件的极限承载力降低,试件后期越容易出现快速破坏;构件内部钢管直径变大,构件的极限承载力 有所提高。综合看出碳纤维钢骨－钢管混凝土柱有较好的延性,具有良好的抗震性能。     

荷载历史对混凝土动态受压损伤特性影响试验研究

为了研究荷载历史对混凝土应力应变全曲线、动态抗压强度及应力和应变空间动态损伤特性的影响,在应变速率10-5/s～10-2/s范围内,对历经了0%、30%、50%和75%极限抗压强度荷载历史后的普通混凝土受压试件进行了单轴动态抗压试验。试验结果表明,不同应变速率下历经荷载历史后,混凝土应力应变全曲线发生明显的变化;混凝土动态抗压强度随着应变速率的增加而增加,荷载历史超过某一槛值后,混凝土抗压极限强度明显降低;混凝土损伤应力槛值随着应变速率的增加而增加,历经超过损伤槛值的荷载历史后,混凝土的损伤应力槛值随着荷载历史的增加而减小,且损伤值随着荷载历史的增加而增加;混凝土损伤应变槛值受应变速率的影响不大,但随着荷载历史的增加而减小,且损伤值随着荷载历史的增加而增加。     

不同粒径橡胶集料混凝土工程特性试验

用橡胶颗粒取代砂子,对橡胶集料混凝土进行工作性测定及单轴抗压试验、抗水渗试验、抗氯离子渗透试验、冻融循环试验。结果表明:存在最不利橡胶颗粒粒径0.63～1.25 mm,使混凝土流动性最差;混凝土抗压强度随橡胶颗粒粒径减小而下降,但掺入小粒径橡胶颗粒有助于保证混凝土完整性;存在最优取代粒径0.165～0.315 mm,使混凝土电通量、渗水高度、质量损失率、相对动弹性模量损失率分别为普通混凝土的53.15%、52.35%、16.35%、51.79%;利用耐久性最优配合比制备的橡胶集料钢筋混凝土简支梁起裂荷载高于普通钢筋混凝土简支梁,但极限荷载有所降低,降幅约为6.10%。     

取样卸荷对膨胀性泥岩强度与变形特性影响的试验研究

泥岩强度和变形参数是工程设计与施工控制的重要指标。为研究卸荷作用和水岩作用对膨胀性泥岩强度和变形特性的影响程度，选取南宁盆地典型膨胀性泥岩为研究对象，进行了加卸荷剪切试验和无荷膨胀率试验，在此基础上，分析了卸荷泥岩强度变化规律，探讨了水岩作用对卸荷泥岩变形特性的影响程度。试验结果表明，卸荷作用引起泥岩强度降低，压缩性增大，相比于加载条件，卸荷状态下泥岩的黏聚力明显较高，而内摩擦角则相对较小。引入卸荷比和强度损失率分析了卸荷泥岩的强度变化规律，卸荷泥岩强度损失率随卸荷比增加而增大，当卸荷比为0.7~0.8时，泥岩强度损失率最大。相对于卸荷作用，水岩作用对泥岩变形特性的影响较大，对样品的损伤约占30%~65%。研究结果表明获取试样力学参数中不能忽略取样过程对泥岩强度和变形特性的影响。     

碾压混凝土重力坝动力模型破坏试验研究

采用仿真混凝土材料研究碾压混凝土重力坝不同坝段模型在地震荷载作用下的破坏特征.通过施加不同的地震波,研究各种坝段的动力特性,并在此基础上进行了大坝的超载破坏试验,分析研究了重力坝各坝段的极限承载力和变形破坏机理,对比评价各坝段的抗震性能.试验结果表明,各坝段均首先在坝头部位发生开裂损伤,随着输入地震动加速度的逐级增加,不同坝段出现破坏的部位和破坏程度有所变化.试验结果为工程设计和全面定量评价重力坝各坝段的抗震性能提供重要依据.     

低频循环荷载作用下结构性对软土变形的影响

经试验研究得出有关软土变形特性、结构性及其对软土变形的影响。在低频循环荷载作用下,软土的变形随着循环次数的增加而增大,表现出变形累积性,且当荷载周期延长时,具有一定的流变特性;由于原状土具有较强的结构性,因此其变形特性和重塑土的变形特性有很大差别,当所施加的荷载小于结构屈服强度时,软土的结构性较强,其变形量较小,随着荷载的进一步施加,结构性破坏程度提高,软土的变形量逐渐增大;结构性的破坏程度不仅与作用于软土试样的荷载大小有关,而且还和加荷速率及作用时间有关。     

预应力型钢超高强混凝土梁抗弯性能有限元分析

为进一步研究预应力型钢超高强混凝土梁的抗弯性能,利用ABAQUS对预应力型钢超高强混凝土梁进行数值分析。模型计算所得荷载-位移曲线与试验结果基本吻合,验证了有限元模型的正确性。结果表明,增加纵向受拉钢筋配筋率对混凝土开裂几乎没有影响,但使梁的屈服荷载和极限荷载均增加;型钢向下偏移,梁的屈服荷载和极限荷载增加;型钢向上偏移虽不能提高构件的承载力,但能改善梁的延性。增加预应力筋配筋率能延缓构件的开裂。     

粘钢加固陶粒混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究钢板加固后陶粒混凝土梁的抗弯性能,对1片未加固的对比梁和3片厚度分别为0．5ｍｍ、1．0ｍｍ、1．5ｍｍ的钢板粘贴加固梁进行抗弯试验。试验结果表明:与未加固陶粒混凝土梁对比,适筋条件下粘钢加固陶粒混凝土梁的开裂荷载、极限荷载最多分别能提高91．3％、39．5％;加固梁与未加固梁的破坏机理与破坏形态相同;钢筋与钢板的应变发展规律基本一致,钢筋与钢板协同作用效果较好,且钢筋应变表现出一定的滞后效应;随着粘钢厚度增加,钢板对陶粒混凝土梁裂缝的发展抑制效果越明显;普通混凝土粘梁钢加固抗弯正截面计算公式可用于粘钢加固陶粒混凝土梁的抗弯承载力计算。     

再生砖骨料混凝土梁斜截面抗剪性能试验研究

为分析剪跨比、配筋率等条件相同的情况下,不同再生砖骨料取代率下再生砖骨料混凝土梁的极限承载力、裂缝开展情况、破坏形态、破坏规律的差别,制作了5根不同再生砖骨料取代率（0,30%,50%,70%和100%）的再生砖骨料混凝土梁,进行静力加载试验.试验结果表明,再生砖骨料混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝开展过程和破坏形态大致相同,均属于典型的剪压破坏;但再生砖骨料混凝土梁的开裂荷载、斜裂缝出现时的荷载和极限荷载均低于普通混凝土梁.当再生砖骨料取代率超过50%时,再生砖骨料混凝土梁在试验中表现出了良好的受力性能,可以应用于工程实践.     

动力荷载作用下预应力混凝土靠船桩变形性能理论及数值分析

结合靠船桩工作特点,提出了考虑内外阻尼效应的靠船桩动力理论分析方法,并采用数值分析手段,分析了动力荷载作用下混凝土强度、初始预应力及荷载作用位置对预应力混凝土靠船桩变形、抗裂性能的影响.结果表明,高强度混凝土靠船桩受预应力水平影响大,但当高初始预应力与低荷载作用位置组合时,混凝土等级变化对靠船桩极限变形能力影响较小;预应力混凝土靠船桩开裂荷载与荷载作用位置关系密切,当荷载作用位置较高时,桩身开裂后很快就丧失承载能力而发生破坏;初始预应力水平对低强度混凝土(C50)靠船桩的极限变形能力影响小,而对等级较高混凝土(C60、C70)靠船桩极限变形能力影响较大.