复合配筋混凝土预制方桩轴向抗压性能研究

研发了复合配筋混凝土预制方桩,通过对3种常用桩型方桩试件的足尺轴向抗压性能试验和数值模拟分析,研究复合配筋混凝土预制方桩的裂缝分布、轴压承载力及破坏特征。结果表明:方桩试件存在两种破坏模式,一种为局部破坏,钢筋未压曲,桩端混凝土发生劈裂破坏;另一种为全截面破坏,纵筋向外压曲,箍筋拉断,混凝土压碎而破坏。数值模拟得到的桩身极限抗压承载力与全截面破坏试件的试验结果吻合较好,相差在10%以内,比局部破坏试件的试验结果大约25%。当前设计规范中桩身极限抗压承载力经验公式计算结果相互间差异较大,《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的经验公式计算值与数值模拟结果较为接近,且具有一定的安全余度。     

复合配筋混凝土预制方桩接头抗拉性能

通过对3种桩型共9根复合配筋混凝土预制方桩接头试件进行足尺度抗拉性能试验,研究其抗拉承载力、破坏形式及裂缝分布。试验结果表明:方桩接头试件的极限抗拉承载力试验值基本满足规范公式计算值的要求;试件存在全截面抗拉破坏和端板处连接破坏2种不同的失效形式;所有试件的连接接头安全可靠,均没有发生破坏;桩身混凝土的裂缝分布较为均匀。     

复合配筋混凝土预制方桩抗剪性能试验研究

创新研发了复合配筋混凝土预制方桩,通过施加预应力提高桩身的抗裂性能,配置非预应力钢筋增强桩身的抗弯承载力和延性,采用实心而非空心截面且合理配置箍筋提高桩身的抗剪性能。对3种常用规格共9根方桩试件进行足尺度抗剪性能试验,对比研究预应力和非预应力混凝土预制方桩在抗裂性能、抗剪承载力、变形性能及破坏特征等方面的差异。结果表明:施加预应力可显著提高混凝土预制方桩试件斜截面的开裂剪力,限制并延缓桩身裂缝的发展,提高方桩的极限抗剪承载力,降低斜截面抗剪破坏的变形能力;方桩试件的极限抗剪承载力试验值较GB 13476—2009《先张法预应力混凝土管桩》推荐算式的计算值大50%以上;试件破坏形式有两种:斜截面抗剪破坏和正截面抗弯破坏。因此,此新型预制方桩能够有效解决预应力混凝土管桩水平承载力低、普通混凝土预制方桩抗裂性能差的问题。     

复合配筋预制实心方桩的桩身抗裂性能

通过试验,从桩身受弯与桩身轴心受拉两方面,计算分析了复合配筋预制实心方桩的桩身抗裂性能,指出预制实心方桩在原有配筋基础上加配预应力钢筋,能较大地改善桩身抗裂性能。     

复合配筋预应力混凝土管桩受弯与受剪性能试验研究

通过开展2种常用规格的复合配筋预应力混凝土管桩(PRC管桩)的受弯和受剪性能试验,对比2种规格PRC管桩的受力特性和破坏特征,分析非预应力钢筋对结构承载力和破坏过程的影响.受弯试验结果表明:非预应力钢筋的加入改善了预应力混凝土管桩(PHC管桩)的承载性能,其抗裂弯矩和极限弯矩均有显著提高,分别是规范参考值的1.1倍和1...     

配筋木-混凝土组合梁受弯性能试验分析

为了研究木-混凝土组合梁在配筋时的受弯性能,对4根木-混凝土组合梁进行受弯性能试验,其中3根为在木梁底增设不同直径钢筋的组合梁,1根为未增强的组合梁。通过试验,得到木-混凝土组合梁跨中荷载-挠度曲线。结果表明:钢筋增强的木-混凝土组合梁,其极限承载力和抗弯刚度均有提高,且随钢筋直径的增大而增加。     

弹卡式连接预应力混凝土方桩接头受弯性能研究

为了解决混凝土预制桩现场拼接工作量大、施工不便等问题,创新性地研发了一种弹卡式连接预应力混凝土方桩连接接头。通过对3种常用实心方桩接头试件进行受弯性能足尺试验,研究该方桩接头的受弯承载力、变形延性以及破坏特征。结果表明:弹卡式连接预应力混凝土方桩接头试件的开裂弯矩、极限弯矩试验值均大于其桩身开裂弯矩、极限弯矩规范公式计算值;方桩接头试件的受弯破坏形式均为连接接头底部被拉开,弹卡连接件附近预应力钢棒或墩头被拉断;建立的数值模型可以较好地模拟方桩接头试件从加载到破坏的全过程,模拟得到的极限弯矩和跨中挠度与试验结果相接近。     

配置BFRP筋复合配筋PHC管桩受弯和受剪性能试验研究

为解决预应力混凝土(PHC)管桩水平承载力不足的技术难题,开展了配置玄武岩纤维(BFRP)筋复合配筋PHC管桩(PRC-B管桩)和配置普通钢筋的复合配筋PHC管桩(PRC管桩)受弯、受剪性能的对比试验.受弯试验结果表明:BFRP筋的配置改善了PHC管桩的承载性能;与PHC管桩相比,PRC-B管桩的开裂弯矩和极限弯矩均有...     

变预应力度混合配筋混凝土管桩受弯性能

为提高混合配筋预应力混凝土管桩的延性,采取降低预应力钢棒张拉应力及对高强热扎钢筋施加一定的张拉应力形成变预应力度混合配筋混凝土管桩。通过对4根变预应力度混合配筋混凝土管桩和1根传统混合配筋预应力混凝土管桩进行受弯性能试验和有限元分析,研究预应力钢棒和高强钢筋不同张拉控制应力对混合配筋混凝土管桩受弯性能的影响。试验和有限元分析结果表明：与传统PRC管桩的破坏形态类似,变预应力度混合配筋混凝土管桩仍属于受弯破坏;随着预应力钢棒预拉应力的降低(0.6f_ptk降至0.4f_ptk,f_ptk为钢棒抗拉强度标准值),管桩的位移延性系数逐渐增大(提高约32%),而对应的开裂弯矩逐渐减小,但对受弯承载力影响较小;随着高强钢筋预拉应力的增大(0.4f_yk增至0.8f_yk,f_yk为钢筋屈服强度标准值),管桩的位移延性系数随之增大(提高约为60%)。考虑预应力钢棒受拉区合力取值的影响,推导了变预应力度混合配筋混凝土管桩的受弯承载力计算式,计算值与试验结果的比值约为0.85,具有合...     

装配式预制部分外包混凝土组合梁受弯性能研究

针对装配式预制部分外包混凝土组合梁受弯性能进行深度研究。研究结果表明：装配式预制混凝土组合梁在不同条件下表现出不同的受弯性能;外包方式对混凝土的坍落度和力学性能有一定影响,需谨慎选择;抗氯离子渗透性能方面,外包方式的选择对混凝土的性能影响显著。     

锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能有限元分析

在考虑锈蚀引起的钢筋横截面损失和粘结强度下降的前提下,建立锈蚀钢筋混凝土梁的有限元分析模型。钢筋单元采用三维杆单元,混凝土单元采用8节点实体单元,钢筋与混凝土之间的粘结单元采用非线性弹簧单元。利用大型有限元ANSYS分析软件,对锈蚀梁的受力性能进行模拟分析,模拟结果与试验方法结果吻合,说明采用非线性有限元方法分析锈蚀梁受力性能正确有效。     

预制圆孔板剪力墙非线性有限元分析

采用ANSYS有限元软件,对一个设置现浇边缘构件的单片预制圆孔板剪力墙试件进行了在定轴压力和单调递增水平力作用下的非线性分析,与拟静力试验结果进行了比较,两者符合较好,验证了计算模型和参数取值的合理性。在此基础上,对四个设置现浇边缘构件的单片及双片预制圆孔板剪力墙试件进行了非线性有限元分析。结果表明,无论是按弯曲破坏还是按剪切破坏设计的试件,都是墙底截面开裂,边缘构件沿高度出现水平裂缝,圆孔板剪力墙以斜裂缝为主,斜裂缝数量多,布满整个墙面,没有出现集中的塑性铰,有利于抗震耗能;双片墙试件的开裂荷载和最大荷载显著高于单片墙试件的。结论可为预制圆孔板剪力墙这种新型装配整体式住宅建筑体系的推广应用提供理论依据。     

方钢管混凝土柱局部屈曲有限元分析

主要分析了在偏心荷载作用下,方形钢管混凝土柱局部临界失稳应力cσr的变化情况,并采用ANSYS有限元软件对其进行了模拟分析,得出有限元分析结果与计算结果有一定偏差,但随着应力梯度系数φ的增加,局部临界屈曲应力σcr都呈现出减少的趋势。     

高强钢筋陶粒混凝土受弯梁非线性有限元分析

采用有限元法对陶粒钢筋混凝土梁进行非线性分析,是对有限的试验研究的有效补充和进一步深入探讨.根据陶粒混凝土梁的试验结果,建立了合理的三维有限元模型,对陶粒混凝士梁的抗弯性能进行了非线性有限元分析.计算得到的开裂载荷、极限载荷和载荷-挠度曲线与试验吻合较好,可以有效的模拟陶粒混凝土梁的抗弯性能.基于已建模型,通过改变材料...     

FRP加筋混凝土梁受弯性能有限元分析

建立了FRP加筋混凝土梁的有限元模型,对GFRP和CFRP加筋混凝土梁受弯性能进行非线性有限元分析,GFRP和CFRP加筋混凝土梁的开裂荷载计算值比试验值分别低15.4%和4.2%;极限荷载计算值比试验值分别高12.7%和4.0%;最大变形计算值比试验值分别高4.0%和低19.2%.荷载-变形计算曲线和试验曲线吻合较好,并能模拟混凝土受压裂缝出现后的延性性能.     

多层粘钢加固钢筋混凝土梁的有限元静力分析

基于叠层梁模型,提出了一种考虑了粘结层影响的多层粘贴钢板加固的钢筋混凝土梁的有限元模型,并用MARC软件对在对称集中静载作用下的开裂载荷,变形与应力进行了仿真分析。     

预应力钢绞线超高强混凝土管桩受弯性能研究

为解决普通预应力超高强混凝土管桩水平承载力低和变形能力差的问题,提出了预应力钢绞线超高强混凝土管桩。通过3种常用桩型6根试件的足尺受弯性能试验、有限元分析,对比了预应力钢绞线超高强混凝土管桩与普通预应力超高强混凝土管桩在抗裂性能、受弯承载力、变形能力及破坏特征等方面的差异。研究结果表明：以钢绞线替代钢棒作为主筋可以有效提高管桩受弯状态下的变形能力和承载力;预应力钢绞线超高强混凝土管桩均以受压区混凝土压碎破坏,而普通预应力超高强混凝土管桩均以预应力钢棒拉断破坏;所建立的数值模型可以合理预测管桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布与试验结果吻合较好。     

复合约束方钢管混凝土短柱轴压性能有限元分析

为延缓轴压作用下方钢管的局部屈曲,提高方钢管对核心混凝土的约束能力,提出了一种内置方形箍筋的复合约束方钢管混凝土柱。采用有限元软件ABAQUS对该柱进行模拟,研究其在轴向压力作用下的破坏模式、承载能力、延性、箍筋应力分布和复合约束特性,并分析了混凝土强度、方钢管壁厚对其轴压力学性能的影响。研究结果表明：提高混凝土强度、增加方钢管厚度和增设方形钢筋笼均能显著提高短柱的承载能力;方形箍筋在弹性阶段约束作用较小,其主要在弹塑性阶段和流塑性阶段发挥约束作用,设置方形箍筋可以有效提高短柱承载能力和延性,且其对延性的提高更为显著;方钢管对混凝土的约束作用整体表现为“角部大”的特点,方形箍筋可以有效增强对方钢管边长中部区域混凝土的约束作用,进而使混凝土在各方向受到的约束作用趋于均匀。     

高强钢筋高强混凝土梁受弯性能的有限元模拟

采用大型通用有限元软件ADINA,对3根高强钢筋高强混凝土梁进行了受弯性能的非线性有限元模拟,研究表明,模拟结果与试验吻合良好,ADINA可以非常准确地模拟高强钢筋高强混凝土梁的整个受力过程。     

预应力钢筋混凝土梁的有限元分析

采用大型有限元软件，对预应力混凝土构件在受预应力作用下的受力和变形情况进行了模拟，为实际工程的预应力梁的设计提供理论依据，减少了试验时间。