碳纤维增强胶合木钢填板螺栓连接节点横纹受力性能研究

胶合木钢填板螺栓连接节点横纹受力会出现脆性破坏的现象。为研究碳纤维(CFRP)增强对胶合木钢填板螺栓连接节点的横纹受力破坏模式、承载能力和变形能力的影响,考虑CFRP铺设位置和层数,开展销槽承压强度试验,再以螺栓边距、中距、数目、排列方式和CFRP增强方式为参数,开展节点的横纹受拉试验和有限元分析。结果表明：双面或四面粘贴2层或4层CFRP布,销槽承压强度最大可提高171%,离散系数最大可降低84%;CFRP增强节点的破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏,极限载荷最大可提高181%,位移延性系数最大可提高625%;增强后螺栓横纹边距和中距可适当减小。基于试验结果及相关规范,给出CFRP增强横纹销槽承压强度和CFRP增强胶合木钢填板螺栓连接节点的横纹受拉承载力表达式,可为工程设计提供参考。     

木材横纹销槽承压强度研究

设计了3种共计290个木材横纹销槽试件,分析了试验方法、判定方法、有效承压高度、试件尺寸及螺栓直径等因素对木材横纹销槽承压强度的影响,并将试验结果与规范计算结果进行对比.结果表明：现行规范中的木材横纹销槽承压强度试验方法和计算方法均存在一定的局限性;基于本文提出的标准试验方法所得到的木材横纹销槽承压强度,木结构螺栓连接横纹屈服承载力计算结果与试验结果比值的平均值为0.92.     

落叶松胶合木销槽承压强度影响因素研究

销类连接是现代木结构中最常见的连接,而销槽承压性能对于确定木结构连接件承载性能相当重要。本文基于日本落叶松胶合木销槽承压强度试验,考虑顺纹理和横纹理方向的销槽承压情况,分析销槽承压强度与试件密度、钢销直径及试验方法的关系,指出试件密度、钢销直径是销槽承压强度的重要影响因素,试验方法并不影响销槽的承压强度。试验结论为后期日本落叶松胶合木销槽结构的设计提供理论依据。     

铝合金板件环槽铆钉搭接连接受剪性能试验研究

针对工程中常用的铝合金板件环槽铆钉搭接连接,进行了受剪性能的静力试验。通过拉伸试验测得铝板用6061-T6铝材和铆钉用304HC不锈钢材的物理参数,测定了环槽铆钉的预紧力。试验中获得了12个单铆钉搭接连接试件的荷载-位移曲线和极限荷载,分析了其破坏模式及铆钉孔径、端距、边距等参数的影响。结果表明：试件的破坏形式有环槽铆钉剪切破坏、板件顶端纵向撕裂破坏与侧边横向撕裂破坏3种,控制铆钉孔端、边距尺寸能避免后两种破坏;环槽铆钉预紧力在板件间产生的摩擦力有限,因此该搭接连接应属于承压型连接;铆钉与孔壁间的间隙最终会因板件间的相对滑移而致密,故过大的铆钉孔径将造成大的残余变形,但对承载力的影响有限;剪力作用下节点的荷载-位移曲线早期有较明显弹性段,可取其弹性段的末端荷载值作为受剪承载力设计值,极限荷载和该承载力设计值的比值约为2.3。     

正交胶合木销槽承压强度试验研究

正交胶合木(CLT)是一种绿色建材,具有可预制和正交各向异性等特点,应用前景非常广阔,而目前关于CLT力学参数的研究还处于起步阶段。通过对64组共计128个加拿大铁杉CLT试件开展半孔静力加载试验,得到试件的竖向荷载-位移曲线、破坏模态和销槽承压强度,分析了销栓直径、销栓与拼缝的位置关系、加载角度等多种变量对CLT销槽承压强度的影响。结果表明：销栓直径越小,销槽承压强度越大,销栓垂直于表层板且加载角度为90°时,拼缝降低了销槽承压强度,销栓垂直于表层板的承压强度大于销栓平行于表层板的承压强度。将试验结果分别与加拿大规范CSA O86-19、美国规范NDS-2018、美国CLT手册和《正交胶合木（CLT）结构技术指南》中销槽承压强度计算公式得到的计算结果进行对比,得到试验值与采用规范/手册相关公式计算结果的比值为0.46~2.38。在试验结果的基础上,对上述规范中销槽承压强度计算方法进行整合,汇总了适用于多种工况下加拿大铁杉CLT销槽承压强度的建议公式,试验值与建议公式计算值比值区间在1.10~1.57。     

钢筋混凝土构件承载能力极限状态可靠度分析

采用考虑随机变量分布类型的一次二阶矩法,推导了承载能力极限状态控制设计的钢筋混凝土受弯构件可靠指标计算的一种近似方法,并对混凝土受弯构件承载能力极限状态的可靠度进行了全面的计算和分析。     

工程竹结构设计非弹性方法综述

工程竹顺纹受压极限状态存在显著的非弹性响应,采用线弹性理论计算工程竹受弯与偏心受压构件强度会导致其极限承载力被严重低估.因此,工程竹顺纹应力-应变关系的非弹性特点对工程竹构件的极限承载力与变形影响不可忽略.系统总结了工程竹基本力学性能、工程竹受弯构件和压弯构件非弹性分析等方面的研究成果,列出了受弯构件和压弯构件极限承载力计算的主要公式.不同于现行规范中的强度校核公式,公式考虑了材料受压非线性,可用于计算构件极限承载力,为进一步给出受弯构件、压弯构件承载力实用计算公式提供了依据.     

正交胶合木在垂直于层板板面光滑销式紧固件下的销槽承压试验研究

螺栓连接是最常用的一种现代木结构节点连接形式,确定其连接承载力需明确木材的销槽承压强度.正交胶合木(CLT)的正交结构及层板间缝隙等构造,使CLT的销槽承压性能不同于其他工程木产品.本文对180件材料为SPF的CLT试件进行了销槽承压试验,针对不同层数、不同加载角度、销轴是否位于拼缝处的情况进行试验及计算分析,结果表明...     

连接件位置和数量对冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的影响

冷弯薄壁型钢截面板件宽厚比大,因此连接件位置和数量会对冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的变形产生较大的影响。本文用非线性有限元法,分析了弹性阶段和弹塑性阶段连接件数量和位置对组合梁变形以及应力分布的影响。结果表明,冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁在不同的连接件数量和位置的情况下,都具有较高的抗弯承载力,变形能力都相当好;连接件位置和数量对冷弯薄壁型钢-混凝土组合梁的变形和应力分布有一定的影响,对极限承载力影响较小。     

正弦波纹腹板工字钢简支梁抗弯承载力的理论分析与试验研究

为研究正弦波纹腹板工字钢梁的受弯性能,设计了此种钢梁的受弯试验,并采用有限元方法对其受弯性能进行了数值模拟,然后对其抗弯承载能力进行了理论分析。分析结果表明,波纹腹板工字钢梁表现出较好的抗弯变形能力,并且具有良好的塑性性能;波纹腹板工字钢梁在竖向荷载作用下波纹腹板几乎不产生任何弯曲正应力,弯矩基本由翼缘承担;波纹腹板工字钢梁的极限弯矩可由近似的截面受弯承载力公式求得。     

采用承插式桩接头的预制方桩受弯承载性能研究

由济南R1线工程的预制方桩受弯承载力试验结果可知,采用承插式桩接头的预制方桩的受弯承载力取决于接头的承载性能,由此提出了该预制方桩受弯承载力极限状态的检验标志为桩身挠度、裂缝宽度达到规范限值或桩接头屈服,以此给出预制方桩的受弯承载力计算式,同时对预制方桩的受力变形过程进行阶段划分。结合数值分析方法,分析了预制方桩各受力阶段的桩接头受力变形特征,建立了桩接头的受力变形模型,验证了以Tresca屈服准则判别桩接头屈服的正确性,并推导了桩接头受弯承载力计算式,并以试验结果验证了该式的正确性。结果表明:当桩接头材料达到屈服强度时,挠度、裂缝宽度均远小于规范限值。桩接头上部受压区初始以销栓传递应力给腹板、上翼板,腹板、上翼板与端板接触后,由腹板、上翼板直接承受压应力;下部受拉区以销栓传递应力给腹板、下翼板,由受压侧腹板、下翼板承受受拉区应力,且受拉区受压侧腹板、下翼板首先屈服,并以此作为计算桩接头受弯承载力的依据。受拉区腹板、下翼板第二主应力比第一、第三主应力小两个数量级。根据桩接头受压区分布情况,桩接头屈服时,受压区应力分布为"倒三角形",并以此确定受压区合力位置。     

混凝土连续梁(板)中无粘结预应力钢筋应力增长规律研究

把握无粘结预应力钢筋应力增长规律是准确计算无粘结预应力混凝土梁(板)刚度、裂缝开展宽度及受弯承载力的基础。首先定义了正常使用阶段无粘结预应力钢筋应力增量与有粘结非预应力钢筋增量的比值为无粘结预应力钢筋等效折减系数。然后针对无粘结部分预应力混凝土受弯构件在受荷过程中无粘结预应力钢筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可分别用于考察正常使用阶段和承载能力极限状态无粘结预应力钢筋应力增长规律的计算程序。最后基于模型试验结果和仿真分析结果,得到了无粘结预应力钢筋等效折减系数与非预应力钢筋配筋指标βs和预应力钢筋配筋指标βp的关系式,以及无粘结预应力钢筋极限应力增量与非预应力钢筋配筋指标sβ、预应力钢筋配筋指标pβ和跨高比l/h的关系式。     

销轴连接的铸钢件接触承压试验研究

对销轴连接的铸钢件承载能力进行试验研究。试验选择100、150、182 mm三种不同厚度的铸钢试件,最大加载拉力为8 000 k N。结果表明:在拉力作用下,铸钢试件发生了不同程度的塑性变形,塑性区面积随试件厚度的增大而显著减小,塑性开展大致呈剪切型发展。铸钢件与销轴直接承压接触的部位,由于应力集中很快达到屈服;接触变形导致区域内应力重分布,部分测点应变减小,甚至出现拉压应变反转的现象。与有限元分析结果对比表明,偏心受力会使铸钢件与销轴接触部位在加载初期产生较大应力集中。将承载力的试验结果与采用各国规范设计公式计算的结果进行对比,建议承载力计算公式中设计强度提高系数取为1.2。     

外包U形钢与混凝土组合梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能分析

对外包U形钢混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接节点进行有限元分析,采用ANSYS有限元分析软件对组合结构一种节点形式进行三维实体建模,研究其在低周反复荷载作用下的延性性能、耗能能力,得到构件的应力分布、节点的极限承载力、滞回曲线等计算结果。结果表明,组合节点承载能力强,刚度大,稳定性好,破坏形式为正截面受弯破坏,但耗能能力不强。     

浅析路桥施工中体外索加固的方法

随着我国桥梁建设的快速发展,本文作者结合实例分析了体外索加固桥梁受弯构件时,可按偏心构件验算粱的承载力;按无粘结部分预应力混凝土结构,认为截面受弯破坏时,梁内的非预应力钢筋达到屈服,而预应力钢筋达不到极限强度,验算使用阶段的应力及结构的变形;按加劲梁组合结构分别对其受力和使用性能进行分析。     

钢箱梁非弹性剪滞建模

对钢箱梁中非弹性剪滞性能进行研究。带翼缘受弯构件中的剪滞效应经常被认为是不均匀的纵向变形和沿翼缘的正应力。弹性剪滞性能被广泛研究并在结构设计中给予考虑,然而对非弹性剪滞涉及较少。带翼缘受弯构件在其极限状态下可能会发生塑性变形,故采用基于最小功的方法来模拟非弹性剪滞性能。在非弹性剪滞模型中,有效模量采用公式表达,泊松比按塑性理论取值。通过两个钢箱梁的试验结果对该分析方法进行验证。经与试验数据对比后表明,所给出的变分法可以精确地得到钢箱梁的塑性正应变分布和变形。     

不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能研究

为研究不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能,对整体钢管混凝土试件、套筒连接钢管混凝土试件和套筒灌浆连接钢管混凝土试件的受弯性能进行了拟静力试验,采用三分点加载方式,分析了受弯试件承载力、刚度和延性性能,讨论了连接节点受拉区和受压区应变分布情况。结果表明：采用套筒连接和套筒灌浆连接的圆钢管混凝土构件承载力和延性性能均优于整体钢管混凝土构件,挠度变形曲线符合正弦半波曲线,承载力可按照整体钢管混凝土统一理论计算;与整体钢管混凝土构件相比,采用套筒灌浆连接试件刚度提高,初始刚度和使用阶段刚度均提高15%以上,极限阶段抗弯刚度可提高64.3%;套筒连接钢管混凝土试件中套筒仅起到约束作用,其连接节点可视为铰接点,套筒灌浆连接钢管混凝土试件中套筒、灌浆料和所连接钢管混凝土构成统一整体,共同受力,其节点可视为固接节点。     

大断面胶合木张弦曲梁及拼接节点静载受弯试验研究

现代大断面胶合木结构采用内嵌双钢板节点形式较为美观,构造相对合理,但因工艺复杂,相关研究不多,故应用较少。文章设计制作了1个内嵌双钢板销式连接的大断面胶合木拼接节点足尺试件,通过静载抗弯承载力破坏性试验,研究节点的失效模式和破坏机理。进而将此节点应用于30m大跨度胶合木张弦曲梁中,设计1个1∶1足尺试件并进行堆载试验,研究张弦曲梁的受力机理、承载能力以及宏观、微观结构响应,并考察拼接节点螺栓群的工作状态。拼接节点试验表明：该节点在纯弯加载过程中未出现钢销滑移等现象,节点最终因受拉区销孔处木材达到承压强度而破坏,说明此类拼接节点受力合理,连接可靠。跨度为30m的张弦曲梁试验表明：该梁施加预应力后,其竖向刚度显著提高、变形减小,在弹性范围内工作,受力性能良好。     

卷边槽形截面受弯构件畸变屈曲计算方法研究

采用能量法分析冷弯薄壁型钢卷边槽形开口截面受弯构件弹性畸变屈曲应力及其畸变屈曲稳定系数。通过与有限条法分析的畸变屈曲应力进行对比分析,表明建议的畸变屈曲应力计算公式具有较高的精度,通过简化计算得到畸变屈曲稳定系数计算公式及部分加劲板件的局部畸变屈曲统一计算公式;给出了卷边槽形截面受弯构件考虑畸变屈曲的稳定承载力计算方法。最后通过分析计算受弯构件试验的构件承载力并与试验结果进行对比,表明本文提出的计算方法是合理的,相对于现行GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》能更准确地计算受弯构件部分加劲板件屈曲稳定系数及卷边槽形截面构件的稳定承载力。     

新型复合竹层积材的顺纹销槽承压强度计算公式

为探究新型复合竹层积材在木结构中的实际应用性,填补其顺纹销槽承压强度计算公式,共进行了7组28个竹层积材顺纹销槽承压试件的测试,分析了竹层积厚度、端距和销直径等因素对竹层积材销槽承压的刚度、最大载荷和强度等力学性能的影响。研究表明：竹层积材厚度对承压强度的影响可忽略不计;当端距不小于64 mm时,端距对承压强度的影响亦可忽略不计;承压强度随销直径的增加,大致呈线性递减。通过回归拟合的销直径影响系数,建立竹层积材顺纹销槽承压强度的理论计算公式,且理论计算结果与实测结果吻合良好。