钢混组合桥墩在车辆撞击下的动力性能研究

为研究内置钢骨混凝土桥墩的抗撞击性能,进行了钢筋混凝土桥墩和内置钢骨的混凝土桥墩的车辆撞击试验和侧向静力加载试验,观察试件的撞击破坏形态,分析内置不同钢骨形式对撞击抗剪强度、撞击位移和墩身应变增长的影响。结果表明:内置钢骨混凝土桥墩的撞击破坏峰值力和撞击开裂峰值力均有明显的提高,内置钢管的混凝土桥墩是一种抗撞性能较好的钢骨混凝土桥墩。基于叠加原理和试验数据,考虑材料动强度,提出了内置钢骨混凝土桥墩的撞击抗剪承载力计算公式。所建桥墩撞击抗剪强度预测公式计算结果与试验结果吻合较好,研究结果为钢骨在桥墩中的应用提供一定的研究和设计参考。     

钢丝网钢骨混凝土桥墩的抗剪性能

为研究内置钢丝网对钢骨混凝土桥墩抗剪性能的影响,对三种类型的钢骨混凝土桥墩模型分别进行了材性试验和抗剪性能试验。由试验得出结论:内置钢丝网不仅可以提高混凝土桥墩抗剪极限承载能力、结构延性,而且延缓了桥墩试件的撕裂破坏,同时侧向刚度和残余强度均有很大程度的提高。在常用抗剪承载力计算方法的基础上,综合考虑箍筋应变不均与系数、钢骨横截面面积、抗剪承载力的提高等影响因素,对钢丝网钢骨混凝土桥墩的抗剪承载力的计算公式进行了修正,同时对三种钢骨混凝土桥墩的抗剪承载力进行了计算分析与试验研究,理论分析与试验研究结果较为一致,吻合度高。     

钢骨混凝土桥墩抗剪性能试验与分析

为研究内置钢骨对混凝土桥墩抗剪性能的提高作用,进行了1个普通钢筋混凝土桥墩模型和3个钢骨混凝土桥墩模型在侧向集中力作用下的静力抗剪试验,分析研究了钢骨混凝土桥墩模型斜截面破坏形态和钢骨对混凝土桥墩模型抗剪性能的提高作用。试验研究结果表明:与普通钢筋混凝土桥墩模型相比,内置角钢、槽钢、钢管的混凝土桥墩模型极限荷载分别提高了43.95%、71.77%、95.16%;内置钢骨后混凝土桥墩模型的开裂荷载、侧向刚度和残余强度都有很大程度的提高。内置钢骨能抑制墩身混凝土斜裂缝的开展和墩底混凝土压应变的增长,对提高桥墩抗剪承载力、增加桥墩破坏阶段的延性有重要作用。     

钢骨混凝土T形截面短柱力学性能的试验研究

通过试验研究钢骨混凝土T形截面短柱的抗剪性能和抗震性能。制作14根钢骨混凝土T形截面短柱和2根钢筋混凝土T形截面短柱,主要考虑剪跨比、轴压力系数、体积配箍率及配骨率等参数对T形短柱抗剪承载力和位移延性的影响,提出钢骨混凝土T形截面短柱抗剪承载力计算公式,计算值与试验结果吻合较好。试验结果表明,钢筋混凝土T形截面短柱经加入钢骨抗剪承载力和位移延性均有较大程度的提高,且随配骨率、体积配箍率的增大而增大;另外,钢骨混凝土T形截面短柱的位移延性随轴压力系数的增大而降低,随剪跨比的增大而提高。研究成果为钢骨T形短柱应用于抗震烈度较高地区有一定的参考价值。     

500MPa钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪试验研究

为了研究高强钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪性能,进行了6根不同剪跨比梁在集中荷载下抗剪性能试验。观察了试件从裂缝出现到失去承载力全过程的试验现象,分析了试件在各级荷载下的纵筋应变值、挠度值以及抗剪承载力。将抗剪强度试验结果与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算结果进行了比较分析,结果表明:借用GB 50010—2010公式计算小剪跨比和大剪跨比的无腹筋双高钢筋混凝土试件梁抗剪强度与实测抗剪强度出入较大。     

钢骨轻骨料混凝土梁抗剪性能试验研究

通过试验 ,详细地分析了钢骨轻骨料混凝土简支梁的混凝土裂缝发展规律、混凝土及钢骨的受力特性 ,研究梁的抗剪机理及其破坏模式 ,确定影响钢骨轻骨料混凝土梁抗剪强度的主要因素 ,利用强度叠加理论得到钢骨轻骨料混凝土简支梁的抗剪承载力计算公式 ,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

钢骨混凝土梁抗剪性能试验研究

通过3根钢骨混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁在单点集中荷载作用下的抗剪性能试验,研究了桁架式钢骨混凝土梁的斜截面破坏形态和抗剪承载力。试验结果表明:与普通钢筋混凝土梁相比,钢骨梁的开裂荷载和抗剪承载力都有较大的提高;在相同钢骨形式下,随着剪跨比减小,钢骨梁的极限抗剪承载力增大;加入水平分布筋后,延缓了剪区斜裂缝的开展,提高了钢骨混凝土梁的极限抗剪承载力。     

钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算与分析

根据试验结果,通过对钢骨普通混凝土梁和钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪性能的研究分析,认为二者的受剪性能、破坏形态及主要影响因素相同。由于轻骨料混凝土强度与钢材的粘结性能较差,尺寸效应对混凝土斜截面抗剪承载力Vc影响较大,需在钢骨普通混凝土梁斜截面抗剪承载力计算叠加法公式中的混凝土项引入一个与截面尺寸有关的修正系数αh,从而得到钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算公式。该公式与试验结果吻合良好。     

锈蚀钢筋混凝土构件抗剪承载力的试验研究与理论分析

基于钢筋混凝土构件抗剪机理，详细讨论了钢筋锈蚀对混凝土构件的抗剪承载力的影响，得出了影响锈蚀钢筋混凝土构件抗剪强度的主要因素；根据试验分析，提出了考虑钢筋锈蚀的钢筋混凝土压弯构件抗剪承载力计算表达式，该公式的计算值与试验结果吻合较好。     

预应力钢带加固混凝土梁斜截面开裂荷载及抗剪承载能力分析

预应力钢带加固钢筋混凝土梁能有效提高梁斜裂缝开裂荷载和斜截面抗剪承载能力。根据试验研究结果,首先分析预应力钢带加固混凝土梁斜截面破坏机理,并考虑预应力度、钢带应变不均匀系数对梁抗剪承载力的影响,并利用桁架模型推导了预应力钢带加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力设计算式和实用计算式,同时进一步对预应力钢带加固钢筋混凝土梁应力状态进行计算分析,提出预应力钢带加固混凝土梁斜截面开裂荷载的计算公式。经与试验结果进行对比分析,所提出斜截面承载能力和开裂荷载的两套算式的计算结果均与试验结果吻合较好。     

混凝土强度对空心板抗剪性能的影响

依托某高速公路改扩建工程中废弃的16 m先张法预应力钢筋混凝土空心板梁进行抗剪破坏性试验,利用有限元软件ANSYS进行数值模拟,将有限元计算结果与试验结果进行比对,证明有限元模型的正确性,利用有限元模型进行了混凝土强度对空心板抗剪性能影响的数值模拟分析,得到了分析结果:在相同剪跨比时,空心板抗剪性能随混凝土强度的增大而增大;混凝土强度对斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏的影响程度依次变大。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力试验研究

根据12根钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪试件的试验结果,讨论了钢纤维体积率、剪跨比、钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面破坏形态和受剪承载力等的影响,建立了钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算模型,给出了与钢筋混凝土牛腿计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算公式,并进行了数值计算。结果表明,钢纤维对钢筋混凝土牛腿斜截面破坏形态影响较小,但能够提高牛腿的延性。随钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度的增加,钢筋钢纤维混凝土牛腿的斜截面受剪承载力逐渐提高,随剪跨比的增大,受剪承载力随之降低。数值计算时,以达到钢纤维混凝土抗剪强度为破坏标准来控制迭代收敛,计算结果与试验结果吻合较好。     

低周反复荷载作用下PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力分析

为研究PVC-CFRP管钢筋混凝土柱的受剪性能,在已完成的8根PVC-CFRP管钢筋混凝土柱和2根PVC管钢筋混凝土柱的低周反复荷载试验基础上,考虑轴压比、剪跨比、CFRP条带环箍间距对PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力的影响,选择CFRP布、PVC管、核心混凝土和钢筋的应力-应变关系模型,将圆形截面等效为矩形截面。利用桁架-拱模型对PVC-CFRP管钢筋混凝土柱的受剪机理进行分析,提出PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力计算公式。考虑低周反复荷载作用对构件受剪承载力的影响,引入位移延性系数,给出了低周反复荷载作用下PVC-CFRP管钢筋混凝土柱受剪承载力的设计公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

部分外包简支组合梁竖向抗剪设计研究

考虑了钢梁腹部钢筋混凝土对组合梁抗剪性能的影响,给出了部分外包简支组合梁弹性理论计算时的剪应力分析方法,对塑性抗剪承载力的计算引入了钢骨混凝土梁的抗剪承载力计算公式,结合试验进行对比,给出了部分外包简支组合梁的塑性抗剪承载力公式,可以为实际工程应用提供参考。     

钢骨超高强混凝土框架节点受剪承载力试验研究与理论分析

为研究钢骨超高强混凝土框架节点核心区受力特征和受剪承载力,对12个节点试件进行了低周反复加载试验,分析受剪破坏模式、各加载阶段受力特征、箍筋和钢骨腹板应变以及轴压比、体积配箍率、钢骨形式对受剪承载力的影响。采用"四边加强的剪力墙"模型描述了节点核心区受剪机理,建立了受剪承载力计算式,对比分析了计算结果与试验结果。研究表明:开裂阶段节点核心区超高强混凝土承担的外荷载较多,达85%以上,箍筋和钢骨腹板承担的外荷载较少;试件屈服后,超高强混凝土承担的外荷载有所减少,而箍筋和钢骨腹板承担的外荷载明显增多,箍筋和钢骨腹板的应变增长较快,荷载-应变关系由最初近乎直线,发展为应变随荷载变化明显的曲线,且存在较大的残余应变;节点核心区受剪承载力随轴压比或体积配箍率的增加而增大;钢骨形式对受剪承载力影响不明显;受剪承载力计算结果与试验结果比值在0.94~1.02范围内,所提出的计算式具有较高的精度。     

钢-混凝土组合桥梁中无抗剪配筋的桥面板在轴向拉力作用下的抗剪极限承载力试验研究

完成31根钢筋混凝土梁的剪切破坏试验,对钢-混凝土组合桥梁中无抗剪配筋的桥面板在轴向拉力作用下的抗剪极限承载力进行了研究。试验中主要考虑了轴向拉力对抗剪极限承载力的影响,同时对配筋率、最小抗剪配筋、混凝土强度等级等其他因素也进行了研究。试验结果表明,欧洲规范2第1部分中用来计算无抗剪配筋的钢筋混凝土构件的抗剪极限承载力的公式过于保守,建议进行修正。     

GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱轴压承载力研究

应用双剪统一强度理论分析轴心受压GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱的核心混凝土及钢骨的强度,通过综合考虑GFRP套管及钢筋对核心混凝土强度的增强作用,推导出了GFRP套管钢筋-钢骨混凝土短柱轴压承载力公式,将该公式计算结果与相应文献试验结果及已有公式计算结果进行了对比,结果吻合良好。在此基础上分析了材料拉压比、配筋率、混凝土强度及套管厚度对极限承载力的影响。     

车辆撞击下桥墩动力响应与撞击荷载研究

为研究城市桥墩抗撞性能,采用LS-DYNA有限元软件建立精细化车辆-桥墩碰撞模型,分析桥墩动力响应与撞击荷载。该模型考虑了应变率效应对钢筋与混凝土非线性材料力学性能的影响。基于40个车-桥碰撞工况,研究了撞击速度、撞击质量对撞击荷载和桥墩变形的影响,分析了撞击能量和桥墩破坏模式之间的关系。根据40个撞击荷载样本,提出撞击荷载经验公式与半正弦荷载时程曲线,用来计算撞击荷载峰值与反应时撞击荷载时程。将撞击荷载峰值分别与3种等效静力荷载和《公路桥涵设计通用规范》荷载限值进行对比。结果表明:规范中撞击荷载限值偏于不保守;采用等效静力荷载作为撞击荷载对城市桥墩进行抗撞评估偏于不安全。     

装配式钢筋混凝土构件竖向齿槽接缝强度的研究

至今，国内外对装配式钢筋混凝土构件竖向接缝的抗震性能研究很少。各国规范对其强度计算采用不同的破坏机理且不考虑接缝宽度变化的影响。本文进行了１８榀不同配筋率和接缝宽度的装配式钢筋混凝土试件，在低周反复荷载作用下的试验，研究试件的破坏过程；分析了接合筋“压力－摩擦”抗剪作用及接缝宽度变化对混凝土抗剪强度的影响。根据试验结果，建立了装配式钢筋混凝土构件竖向齿槽接缝考虑接缝宽度变化的抗剪承载力验算公式。建议的公式与试验结果吻合较好，为工程设计提供了可借鉴的依据。     

外贴CFRP加固梁斜截面受力性能的分析和计算

通过 16根钢筋混凝土简支梁外贴CFRP抗剪加固的试验 ,分析了构件的破坏形态、斜截面纤维应变分布特征及承载力的影响因素。无论构件发生何种破坏 ,其斜截面纤维的应变分布是不均匀的 ,纤维材料强度不能得到充分利用。根据试验结果 ,对斜截面纤维应变分布规律进行了研究 ,综合考虑裂缝倾角的影响 ,建立了与构件剪跨比的关系式。在此基础上 ,提出CFRP加固梁抗剪承载力的计算方法 ,并对计算值与试验值进行了比较 ,结果是偏于安全的