谈钢筋混凝土箱梁顶板横向受力有效分布宽度的塑性

结合极限平衡法对钢筋混凝土箱梁顶板塑性横向受力有效分布宽度和极限承载力的实验结果,具体介绍了钢筋混凝土箱梁顶板横向受力有效分布宽度的塑性内容,同时对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规则》所提出的弹性原理进行分析和探究,探讨了塑性有效分布宽度的问题,并提出如何有效的控制塑性有效分布宽度,以此来为之后的研究过程提供一个具体可操作的角度。     

钢筋混凝土缺角板受弯性能试验研究

为了研究混凝土缺角板的受弯性能,设计制作了角部不同开孔大小的7块钢筋混凝土四边简支板,并进行了静力受弯性能试验。结果表明：缺角板跨中区域钢筋先于板四周区域钢筋屈服,随后屈服范围不断扩展并往四角延伸,最终板顶缺角处沿与板边大致成45°方向的混凝土被压碎;开孔系数(板角所开孔洞边长与跨度的比值)为0.05、0.08、0.10、0.12、0.15和0.20的缺角板极限荷载较矩形板的极限荷载分别降低5.98%、10.35%、21.37%、23.63%、38.50%和49.29%,开裂荷载、屈服荷载基本随开孔系数的增大而降低。根据钢筋混凝土板塑性极限分析的塑性铰线法,对6块不同开孔系数混凝土缺角板提出了4种塑性铰线模式,并利用虚功原理建立缺角板极限荷载计算公式,极限荷载计算值与试验值吻合较好,验证了所提出的塑性铰线模式的合理性,及利用虚功原理建立缺角板极限荷载计算公式的可行性。引入一个与开孔系数相关的系数对塑性铰线模式进行简化,简化公式得出的计算值与试验值吻合较好。     

粘钢板加固集中荷载下简支混凝土双向板的性能研究

采用体外粘贴碳纤维板 (CFRP)或钢板加固钢筋混凝土结构构件是一种有效的加固方法。近年来 ,世界上许多学者对此做了大量的研究工作 ,并取得了很大的成果。但迄今为止研究的重点仍然是钢筋混凝土梁及单向板 ,双向板的研究还相当少。为此 ,本文着重对受集中荷载作用的粘钢加固混凝土双向板的受力性能 :包括变形 ,抗裂 ,破坏形态和承载力等进行了较为深入的试验研究和理论分析。基于塑性铰线理论 ,导出了该类板的极限承载力计算公式     

钢筋混凝土框架结构底部相邻两柱失效的抗连续倒塌性能研究

为研究钢筋混凝土结构在角柱和相邻边柱同时失效情况下的抗连续倒塌性能,采用12点等效均布荷载加载系统,对移除角柱和相邻边柱后的钢筋混凝土梁-板-柱子结构进行PUSHDOWN加载,并对钢筋混凝土子结构的破坏模式、承载能力、变形能力、钢筋局部应变、支座水平位移及边梁扭转变形进行分析。试验结果表明：角柱和相邻边柱同时失效的钢筋混凝土梁-板-柱子结构反应与悬挑板相近,梁与板无法形成有效的压拱机制、悬链线机制或薄膜机制来抵抗连续倒塌的发生。采用有限元软件DIANA建模对试验结果进行了数值模拟分析,证明了数值模型的合理性。采用塑性铰线法对试验屈服荷载和第一极限荷载进行分析,理论分析结果表明,与试验结果相比,塑性铰线法的分析结果偏于保守。     

外贴CFRP或钢条带加固混凝土双向板的受力性能及承载力计算

外贴碳纤维(CFRP)布和钢板补强技术已广泛用于加固钢筋混凝土结构,迄今为止,对外贴碳纤维或钢板的加固梁的研究已做了许多,但对用该技术加固钢筋混凝土板的研究还很少。为此,本文着重对受集中荷载的外贴碳纤维或钢板条带的钢筋混凝土加固双向板的受力性能进行了试验研究。并采用塑性铰线理论对该类板的塑性铰线模式和加固板的承载力进行了分析和计算。     

基于广义塑性铰线法的压弯钢构件极限承载力计算

采用广义塑性铰线法对H形截面钢构件绕强轴压弯区段板件组的极限状态进行了分析,并选用合理假定求解受压翼缘屈曲后达到的极限承载力;分析了表征极限状态截面的应力分布,并研究了周边板件约束与受压翼缘板件厚实程度对屈曲翼缘发展塑性的影响;采用考虑板件屈曲相关的等效荷载法分析了构件截面极限状态应力分布,针对广义塑性铰线法相对于传统塑性铰线法的适用性拓展及其应用现状,分析其存在的问题并做出解答;将计算结果与试验结果及有限元结果进行了对比。结果表明:基于广义塑性铰线法可准确预判构件绕强轴压弯的极限承载力。     

钢筋混凝土板中负弯矩钢筋长度的分析方法

根据塑性铰线理论分析了四边支承板和三边支承一边自由板的可能破坏机构，得出了相应的极限荷载，并且分析了钢筋混凝土板负弯矩钢筋切断的可能破坏机构，按不降低相应的极限荷载为条件，确定出负弯矩钢筋的理论截断位置。给出了四边支承形板和三边支承一边自由矩形板在不同边长比λ，跨中双向配筋比ｋ以及各种支座类型情况下的负弯矩钢筋和长度系数ξ，若考虑一定的延伸长度之后，即可确定负弯矩钢筋的实际配置长度。     

交叉梁体系桥面板荷载有效分布宽度试验研究

为探究源于肋梁体系的荷载有效分布宽度规定在斜拉桥交叉梁体系桥面板上的适用性，设计制作 1∶6的斜拉桥主梁节段缩尺模型，同时基于弹性薄板理论，建立考虑横梁弹性支承的连续板受力分析模型，利用荷载横向对称变位试验的相关静载数据验证计算模型的准确性，进一步开展考虑横梁变形影响的桥面板荷载有效分布宽度研究。算例分析表明：考虑横梁变形的桥面板荷载有效分布宽度总比不考虑横梁变形的情况要大，且荷载有效分布宽度从横梁侧往板中移动时逐渐减小，与桥梁规范的分布规律相反，同时桥面板在靠近主梁侧存在双向受力区域，若依然采用荷载有效分布宽度规范值则会低估活载响应，设计时应该引起注意。     

下沉式卫生间楼面板结构受力性能试验研究

依托实际工程,采用缩尺模型,对两类含沉板的楼面板进行了短期单调静力荷载下的破坏性试验。对楼面板破坏形态、变形特点、承载能力及特殊构造处理进行了试验研究。结果表明:含沉板的楼面板整体变形特点与普通双向板基本相同。在沉板肋梁交接部位及肋梁与吊梁交接部位,受力复杂,形成薄弱区域。在本试验条件下,各试件在达到承载能力极限状态之前,裂缝宽度和挠度均达到正常使用极限状态控制的限值。最终破坏后,板底均形成了明显的以"X"形为主的塑性铰线,属于双向弯曲破坏,可按塑性理论计算板的极限承载力。配置了冷轧带肋钢筋的楼面板,开裂荷载大于实际工程中作用在楼板上荷载的标准组合值,使该板在正常使用中处于弹性阶段,满足工程实际的需要。     

钢筋混凝土桥悬臂板的剪切强度分析

对集中荷载下,6个无抗剪钢筋的钢筋混凝土桥悬臂板进行试验研究。构件与实际箱梁桥甲板板层的比例是3/4,总长10m,净悬臂长2.78m,变厚度(悬臂的固定端为380mm,末端为190mm)。构件的配筋率为0.60%和0.78%。所有的试验均为集中荷载周围剪切破坏而导致的脆性破坏形式。基于线弹性剪力场,对各种试验的结果进行研究,利用试验和数值结果,提出了对钢筋混凝土桥悬臂板剪切强度进行评估的实用建议。     

板筋参与梁端负弯矩承载力问题的探讨

针对板筋参与梁端负弯矩承载力这一问题，对比分析了各国规范的不同规定和国内外已有的试验资料。分析结果表明，板有效宽度是一种计算折合宽度，不是板的实际参与宽度，也不是板参与梁抗弯时所能达到的屈服宽度。根据按中国规范设计的典型框架所能达到的最大层间位移角，可取梁侧每边六倍板厚范围作为板的有效宽度。在考虑板筋参与梁端负弯矩承载力的同时，应注意参与受力板筋的锚固问题和横向钢筋的设置问题，以保证纵向板筋能有效的参与梁端抗弯。     

GFRP筋地下连续墙混凝土板受弯性能试验研究及有限元分析

为了解GFRP筋地下连续墙的受弯性能,通过GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板的对比受弯试验,分析了两者的受力-变形过程和破坏形态,对比了两者的挠度、开裂荷载、极限荷载以及混凝土应变。结果表明：GFRP筋混凝土板的受力-变形曲线大致可划分为开裂前和开裂后两个阶段,其破坏表现为脆性;混凝土开裂前两种板的截面应变变化规律均基本符合平截面假定,但开裂后GFRP筋混凝土板的挠度增长速率远大于钢筋混凝土板,且该速率基本不变;两种板的开裂荷载较为接近,而GFRP筋混凝土板的极限荷载为钢筋混凝土板的1.2倍。在试验基础上,建立了GFRP筋混凝土板的有限元模型,通过参数分析表明,GFRP筋混凝土板的抗弯刚度在开裂后随配筋率的增大而增大。图13表6参8     

预制再生块体混凝土板-梁连接的受弯性能研究及其工程应用

为提高装配式混凝土结构中预制板、梁的现场施工效率,提出了带外伸齿条的预制板。开展了4个预制装配再生块体混凝土板-梁试件和2个整浇再生块体混凝土板-梁试件的受弯试验,考察了制作方式、板厚及外伸齿条数量对板-梁连接负弯矩区受弯行为的影响,并在某办公楼建筑中对该板-梁连接技术进行了试点应用。试验结果及工程实践表明：预制装配板-梁试件的最大裂缝出现位置与整浇板-梁试件不同;预制装配板-梁试件的极限荷载要高于整浇板-梁试件,但板端外伸齿条数量对极限荷载影响很小;相比于整浇板-梁试件,板厚增加对预制装配板-梁试件极限荷载的提高幅度偏小;与传统预制板、梁的现场拼装相比,带外伸齿条的预制板与预制梁拼装时无需板下临时支撑,可提高施工效率,节省施工成本。     

钢筋混凝土板的非线性有限元分析

利用板的屈服线理论，采用有限元分析方法，把钢筋混凝土板简化成以增量形式表达的弹性正交各向异性板，建立起板非线性有限元分析的数学模型和计算公式，给出材料的力学表达式和板的弯矩-曲率关系。     

Structural dimension optimization and mechanical response analysis of fabricated honeycomb plastic pavement slab

Because of favorable mechanical properties, deformation resistance and being conducive to environmental protection, honeycomb fabricated plastic pavement slabs are highly recommended these years. At present, most studies focus on the performance of plastic materials, however, the dimension optimization of fabricated plastic pavement slab is rarely mentioned. In this paper, an optimized geometry of the honeycomb pavement slab was determined through finite element analysis. Mechanical response of honeycomb slabs with different internal dimensions and external dimensions were explored. Several dimension factors were taken into consideration including the side length, rib thickness, the thickness of both top and bottom slabs of honeycomb structure and the length, the width and the thickness of the fabricated plastic slab. The results showed that honeycomb pavement slab with 6 cm bottom slab, 12 cm top slab,18 cm side length and 6 cm rib thickness is recommended, additionally, an external dimension of 4 m × 4 m × 0.45 m is suggested. Then, the mechanical responses of this optimized fabricated plastic slab were further investigated. Significance of different influencing factors, including wheel load, elastic modulus of plastic material, base layer thickness, soil foundation modulus and base layer modulus were ranked.     

钢筋砼圆板在线性分布荷载下的极限分析

本文用极限平衡法(屈服线理论)推导了钢筋砼圆板在线性分布荷载(静水压力)作用下的极限强度上限解,并提出了实用的简化公式。该公式与均布荷载下的公式相同,仅荷载集度须以线性分布荷载的平均集度代替。比较表明,采用简化公式计算引起的误差最大不超过3％,在工程计算所允许的范围内。     

压型钢板对钢筋桁架楼板承载力影响的试验研究

为深入研究钢筋桁架楼板的受力性能,设计了足尺寸楼板试验。通过分析试验结果,得到底部压型钢板对钢筋桁架楼板承载力的影响。采用有效惯性矩法计算钢筋桁架楼板的正截面承载力的理论值,经与实测值比较,发现有效惯性矩法所算得的数值与试验值更为接近。提出可供参考的钢筋桁架楼板正截面受弯承载力计算公式,并给出相关修正系数。     

钢结构住宅预应力混凝土叠合板(PK板)现场抗弯性能研究

通过对3块预应力混凝土叠合板(PK板)试件的抗弯试验,验证其抗弯承载能力和变形性能.试验发现,PK板破坏前有明显预兆,属延性破坏;板跨的增加会降低PK板的开裂荷载和极限承载力,而预应力筋配筋率的增加则会提高板的抗弯刚度和承载力;实测开裂荷载和极限承载力远高于设计值,完全满足工程要求.本试验为PK板在钢结构住宅中的应用提...     

Theoretical investigations on load‐bearing capacity of RC flat‐plate framed structures subject to middle column loss

This paper presents theoretical studies on load‐bearing capacity of reinforced concrete flat‐plate framed structures. The existing methods for determining load‐bearing capacity of simply supported slabs are first reviewed, and their limitations are presented. An energy‐based refined method is then proposed to enhance the accuracy of the existing methods by considering the contributions to internal energy dissipation due to the extension of reinforcing bars along yield lines, the additional resultant bending moment from membrane forces, and the sectional bending moment along yield lines of slabs. The refined method for simply supported slabs is extended for fixed supported slabs, and thus, the load‐bearing capacity of reinforced concrete flat‐plate structures subject to a middle column loss is analytically determined. The performance of the proposed method is validated against test results and also verified against finite element analyses. Parametric studies are conducted to investigate the effect of reinforcement ratio, slab thickness and aspect ratio on the stiffness, and yield‐line resistance of structures. It is found that for the fixed supported slabs, it is reasonable to assume negative yield lines along the slab edges to consider the effect of obvious concrete crushing along the edge. Square slabs have higher ultimate loads than rectangular slabs, due to a longer horizontal yield line in the middle in the rectangular slab, which has detrimental effect on the sectional ultimate bending moment. The numerical results show that the reinforcement ratio has little effect on the initial bending stiffness and yield‐line resistance of slabs for a given slab thickness and aspect ratio. The initial stiffness and yield‐line resistance increase as the slab thickness increases. For the same reinforcement ratio and slab thickness, a larger aspect ratio leads to a lower initial bending stiffness, yield‐line resistance, and stiffness in tensile membrane action stage, due to a longer yield line along which tensile membrane forces have a detrimental effect on the sectional bending moment.