蜂窝梁抗弯承载力的有限元分析

目的为了进一步了解蜂窝梁的抗弯承载力极限状态、方法采用有限元分析软件ANSYS建模，对相同跨度、相同开孔率及开孔数目的圆孔和六角孔两种不同截面形式的蜂窝梁进行分析、比较，得出不同截面形式和不同开孔率对蜂窝梁抗弯极限承载力的影响、结果对于两种不同截面形式的蜂窝梁，在相同开孔率及开孔数目的情况下，圆孔梁的极限承载力要高于六角孔梁的极限承载力，结论利用有限元软件能够较好地模拟出开孔率及不同截面形式，对两种蜂窝梁抗弯极限承载力的影响．两种不同截面形式蜂窝梁，在开孔率相同时。随着荷载逐渐增加，梁由弹性进入弹塑性进而达到塑性阶段，同时塑性向空腹截面及孔周边发展、腹板出现一定鼓曲现象。梁即达极限状态、同时梁中部出现较大侧弯扭变形，出现整体失稳，在孔角处存在应力集中、在开孔率不同时，随着开孔率的逐渐增大，圆孔梁的极限承载力明显高于六角孔梁的极限承载力。     

GFRP肋式剪力连接件受力性能对比试验研究

剪力连接件是保证GFRP混凝土组合梁/板中两种不同材料共同工作的重要构造,设计了矩形肋和T形肋两类GFRP肋式剪力连接件,进行了3组共8个GFRP肋式剪力连接件的推出试验,包括：矩形肋开孔、T形肋开孔、T形肋不开孔3组GFRP肋式剪力连接件,得到了其破坏形态、极限承载力、荷载滑移曲线及荷载应变变化规律,重点研究肋内开孔及肋的截面形式对GFRP肋式剪力连接件受力性能的影响。试验结果表明：GFRP肋式剪力连接件的破坏形态均为混凝土劈裂破坏;对比矩形肋开孔试件,T形肋开孔试件强度高、延性好;对比T形肋不开孔试件,T形肋开孔试件强度与延性均能提高。基于试验结果,建立了考虑肋内开孔及肋截面形式影响的GFRP肋式剪力连接件极限承载力计算公式,拟合得到了GFRP肋式剪力连接件的荷载滑移曲线上升段的理论模型,建立了其抗剪刚度计算公式。     

吸力式组合桩抗拔承载特性数值分析

吸力式组合桩的承载特性是海洋工程设计和施工中的一个关键问题,通过采用有限元分析方法对吸力式组合桩的极限承载特性进行计算,考虑了长径比、荷载作用角度和荷载作用点三个重要因素.探讨了荷载在不同长径比、作用角度和作用点下吸力式组合桩的极限承载力,根据承载力的变化规律得出最佳荷载作用点位置.结果表明,长径比越大,吸力式组合桩的极限承载力越大;荷载作用角度越小,吸力式组合桩的极限承载力越大,当荷载作用角度为0°时,吸力式组合桩的极限承载力最大;当荷载作用点从桩顶移动到桩底时,极限承载力呈现先上升后下降的趋势,且最佳荷载作用点位置随着长径比的增长会发生上移.     

PBL与PZ型剪力连接件抗拉拔性能试验

本文采用12个PBL和3个PZ型剪力连接件试件,通过一套自主设计的单调加载装置,进行了极限抗拉拔承载力、相对位移、剪力键应变和破坏模式的测试试验,比较了开孔大小、埋置深度以及剪力键类型对试件极限抗拉拔承载力、初始开裂荷载和破坏模式的影响;并根据试验结果拟合了PBL剪力键极限抗拉拔承载力的计算公式。研究结果表明：加大孔径能直接提高PBL剪力键的极限抗拉拔承载力,当孔径由0mm增长到30mm,极限抗拉拔承载力增长率最大可达34.5%;埋置深度的增加较孔径能更显著地提升剪力键的极限抗拉拔承载力,当埋深由110mm增长至225mm,PBL和PZ型剪力连接件对应的极限抗拉拔承载力的增长率可分别达到224%和165%;PZ型剪力连接件较相同埋深的PBL剪力键有更大的极限抗拉拔承载力,同时由于其良好的疲劳性能,不同几何尺寸和构造的PZ型剪力连接件力学性能的研究工作有待进一步开展。     

饱和砂土中吸力式沉箱基础的极限承载力计算方法

为了确定砂土地基中倾斜荷载作用下吸力式沉箱基础的极限抗拔承载力,利用极限包络线方法对其进行分析。基于25组模型试验得到水平、竖向以及倾斜荷载作用下吸力式沉箱基础的极限承载力,结合假定得到的水平、竖向极限承载力系数,回归分析得出:水平和竖向极限承载力系数与荷载作用点位置Z/L服从幂函数关系;随着荷载作用点位置的逐渐增大,水平承载力系数呈现出先增大后减小的趋势,竖向承载力系数逐渐增大;归一化竖向极限承载力与归一化水平极限承载力之间服从二次抛物线关系,通过求平方根的形式即可得到倾斜荷载作用下沉箱基础的极限抗拔承载力。     

大直径挖孔桩静载荷试验分析

针对静载荷试验无法得到大直径桩基极限承载力的问题,分析了桩在静载荷作用下的工作性状及20余根大直径人工挖孔桩的静载荷试验资料.指出了现有几种荷载、时间、沉降关系曲线的局限性,提出了对大直径挖孔桩荷载-沉降曲线按双曲线拟合的逆斜率法.结果表明逆斜率法能较好地预测单桩极限承载力.同时,提出了利用工程桩作压载试验确定桩承载力的有关建议.     

开孔冷弯薄壁槽钢柱偏载稳定性能研究

为研究开孔冷弯薄壁卷边槽钢柱在偏载作用下的稳定性能,通过有限元方法对既有试验进行模拟分析以验证其可靠性,分析了孔洞、偏心距对试件的承载力、荷载位移曲线及屈曲失效模式的影响。结果表明：孔洞、偏心距的存在,改变了构件的屈曲失效模式,从而导致构件的极限承载力降低,使荷载位移曲线上升段斜率及下降幅度发生改变。此外,试件受正向偏心荷载时的承载力下降幅度大于受负向偏心荷载时,试件受正向偏心荷载时会出现承载力上下波动的现象。     

波形钢组合桥面板受力性能分析

为研究波形钢组合桥面板的受力性能,首先设计了3组9个试件进行推出试验,分析其破坏形态、极限荷载值和滑移量,然后建立了有限元模型,分析了波形钢组合桥面板在跨中集中荷载下挠度、界面滑移、波形钢板和剪力连接件应力及其分布。研究结果表明：开孔板PBL剪力连接件破坏分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段,试件为混凝土剪切破坏,破坏时有着良好的延性,贯穿钢筋和粘结摩擦力对剪力连接件的承载力和滑移量有着重要的作用,5 m跨径的波形钢组合桥面板极限承载力为630 kN,桥面板在荷载作用下经历弹性阶段、裂缝发展阶段、屈服阶段、破坏阶段4个阶段,开孔板PBL剪力连接件可以有效地将两种结构组合在一起,波形钢板和剪力连接件屈服区域均集中在跨中,其中波谷区域最明显。     

火灾后正六边形孔蜂窝组合梁受力性能研究

火灾后蜂窝组合梁受力性能研究可为建筑结构受火后的加固修复提供重要依据。文章通过两个火灾后正六边形孔蜂窝组合梁的静力加载试验,分析了不同开孔率的正六边形孔蜂窝组合梁的破坏形态和承载性能。结果表明：火灾后正六边形孔蜂窝组合梁在正弯矩作用下会发生弯曲破坏,临近梁端的第3个孔压缩变形较为严重且两侧钢梁腹板局部屈曲,两加载点之间板顶混凝土破坏严重,钢梁上部板面出现纵向贯通裂缝;开孔率是影响火灾后正六边形孔蜂窝组合梁极限承载力的重要因素,相较于开孔率为70%的蜂窝组合梁,开孔率为60%的蜂窝组合梁的极限承载力和延性分别提高了20%和35%;所提出的正六边形孔蜂窝组合梁受火后剩余承载力计算方法具有较好的精度。     

大直径挖孔桩静载荷试验分析

针对静载荷试验无法得到大直径桩基极限承载力的问题 ,分析了桩在静载荷作用下的工作性状及 2 0余根大直径人工挖孔桩的静载荷试验资料 .指出了现有几种荷载、时间、沉降关系曲线的局限性 ,提出了对大直径挖孔桩荷载—沉降曲线按双曲线拟合的逆斜率法 .结果表明 :逆斜率法能较好地预测单桩极限承载力 .同时 ,提出了利用工程桩作压载试验确定桩承载力的有关建议     

开孔板连接件剩余承载力计算模型及试验验证

为了研究组合结构桥梁中开孔板连接件在一定疲劳荷载循环次数后抗剪承载力的退化问题,提出基于疲劳累积损伤效应的开孔板连接件剩余承载力计算方法.采用弹性地基梁法分析开孔板连接件在线弹性阶段的受力特征,得出在给定疲劳荷载幅值下贯穿钢筋和混凝土榫的应力幅值;参考已有文献中混凝土与钢筋的疲劳寿命模型计算出各自的疲劳寿命,得到两者在一定疲劳循环次数后的损伤;根据贯穿钢筋和混凝土榫对整体承载力的贡献比例,计入相应的损伤度,推导出开孔板连接件疲劳后的剩余承载力计算模型.通过开孔板连接件剩余承载力的推出试验结果进行验证.结果表明:提出的模型的计算结果不仅与试验结果吻合良好,且偏于安全.     

动荷载下土石不均匀地基土体强度对综合管廊力学响应的影响

综合管廊地下浅埋结构在穿越土石不均匀地段时管廊结构受力会受到不利的影响,因此,以室内模型试验为基础,通过ABAQUS三维有限元模拟来探究动荷载下土石不均匀地基土体弹性模量变化对地基承载力、管廊结构受力以及管廊应变的影响.试验结果表明:上部荷载不变时,地基沉降量随动荷载循环次数的增加逐渐增大;荷载次数相同时,地基沉降速率...     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

FRP-混凝土组合桥面板单调静力性能的试验研究

采用抗剪连接件将FRP板与混凝土板连接起来共同承担外部荷载,即形成了FRP-混凝土组合桥面板.开展了采用FRP开孔板连接件和环氧树脂2种方式连接的FRP-混凝土组合桥面板的单调静力性能试验,重点对其破坏形态、承载力、变形、滑移等进行研究.研究结果表明:组合桥面板的破坏均以FRP板与混凝土板的连接界面破坏为标志;采用FRP开孔板连接件连接的组合桥面板,在FRP板与混凝土板界面处的滑移增量随荷载增大逐渐加大,最大滑移量为0.55 mm,而采用环氧树脂连接的组合板在整个加载过程几乎没有滑移;采用环氧树脂连接的桥面板比采用FRP开孔板连接件连接的桥面板的抗弯承载力高22%,极限跨中挠度比后者小13.4%,这主要是由于FRP开孔板连接件滑移较大所致.     

开孔板连接件在组合柱脚中的连接性能试验研究

开孔板连接件是一种新型剪力连接件,具有剪切刚度大、受剪承载力高、抗疲劳性能好等优点.设置了开孔板连接件的组合柱脚,在轴力和反复荷载作用下的连接性能进行了试验研究.由试验得到了不同埋深比试件的荷载-滑移滞回曲线和骨架曲线、开孔板的荷载-应力曲线等.试验结果表明:开孔板连接件的设置可以有效地提高组合柱脚的抗滑移性能;一定埋深后,加深埋置深度对提高连接件性能的作用较小;开孔板所受应力沿埋置深度方向不断降低.     

组合梁新型连接件抗剪性能试验研究

抗剪连接件主要用于承担混凝土翼板与钢梁上翼缘之间的纵向剪力,是保证钢-混凝土结构构件共同受力、协调变形的关键部件.提出一种新型连接件,即在倒T型截面钢梁腹板上边缘部分开孔,钢梁腹板开孔上边缘焊接连续的蛇形钢筋,并将混凝土浇入其中从而形成连接件传递剪力.通过7组共15个推出试件的极限承载力试验,研究了该推出试件的破坏过程、破坏形态;考察了混凝土强度、钢板开孔、蛇形钢筋、贯通钢筋、配箍率等单因素对该型连接件极限承载力的影响;提出了新型连接件抗剪承载力计算公式;分析了连接件的黏结滑移性能.试验结果表明:在同等条件下,新型连接件极限抗剪承载力比普通开孔板连接件有较大程度的提高,表现出较好的延性.     

桩端后压力注浆灌注桩的试验研究

通过对埋置有元件的灌注桩的现场试验,来研究福州及周边地区钻孔灌注桩桩端注浆后单桩的承载特性以及荷载传递特性,结果显示桩端后压力注浆技术可以有效提高本地区钻孔灌注桩承载力,提高幅度从26.7％到56.9％不等,实际工程中个别单桩极限承载力增幅甚至达到了155％,通过本文的研究,提出了该地区桩端后压力注浆的灌注桩单桩极限承载力确定方法.     

桩端后压力注浆灌注桩的试验研究

通过对埋置有元件的灌注桩的现场试验,来研究福州及周边地区钻孔灌注桩桩端注浆后单桩的承载特性以及荷载传递特性,结果显示桩端后压力注浆技术可以有效提高本地区钻孔灌注桩承载力,提高幅度从26.7％到56.9％不等,实际工程中个别单桩极限承载力增幅甚至达到了155％,通过本文的研究,提出了该地区桩端后压力注浆的灌注桩单桩极限承载力确定方法.     

单层施威德勒型球面网壳屈曲路径全过程追踪

以单层施威德勒球面网壳为研究对象,通过使用ANSYS有限元程序,利用弧长法进行结构几何非线性计算跟踪后屈曲平衡路径,求出网壳的失稳模态和极限稳定承载力,研究不对称加载对单层网壳极限稳定承载力的影响规律。研究表明：弧长法是网壳结构整体非线性分析的有效方法,能有效地追踪网壳失稳全过程,确定极限稳定承载力;在非对称荷载所占比例较大时,非对称加载比对称加载易引起失稳,设计中非对称荷载起主要控制作用。     

多榀木桁架的静载试验及其承载能力

以现代木结构中的齿板连接木桁架为基础,开发一种多榀木桁架,研究其承载能力和抗变形能力。依据《木结构试验方法标准》（GB/T 50329—2012）中规定的木桁架分级加载试验方法,对比3种木桁架在设计标准荷载下的变形情况和破坏加载阶段的极限承载力。结果表明,多榀木桁架的极限承载力能达到其设计标准荷载的2倍以上,具有良好的安全储备性能;设计时需严格验算木桁架的节点齿板承载力,以满足相应木桁架承载力水平的要求;组成多榀木桁架的单榀之间通过木销连接,具有较好的协同效应,能有效解决单榀的失稳问题;木销连接是一种有效的多榀连接方式,能达到多榀木桁架极限承载力高于单榀之和的目的,使其抗变形能力更优。