爆炸荷载作用下弹性梁的能量解析法分析

爆炸荷载作用下结构的分析分为两类:波动理论和振动理论.因为爆炸荷载持续时间非常短暂,并且应力波在结构构件中的传播非常迅速,所以爆炸荷载作用下结构构件的反应主要以整体振动为主.根据爆炸荷载持续时间与结构构件特征周期的比例关系,结构构件在爆炸荷载作用下的反应可以分为脉冲荷载区、准静态荷载区和动态荷载区.本文作者根据能量守恒基本原理,推导了弹性简支梁在爆炸荷载作用下的基本计算公式,重点研究了动态荷载区弹性简支梁的反应特征,并提出了荷载时间系数的概念.通过大量的有限元分析,得到了弹性简支梁荷载时间系数在不同荷载区的计算公式,为弹性简支梁的抗爆分析提供了理论依据.     

扭转支撑下简支梁弯扭屈曲分析

采用能量变分法建立了集中荷载作用下扭转支撑简支梁弯扭屈曲的总势能方程,同时引入无量纲参数,提出了集中荷载作用下扭转支撑简支梁无量纲临界弯矩计算公式。然后,采用ANSYS有限元分析软件进行验证,分析解与理论解吻合良好,因此,提出的公式可为简支梁设计和稳定研究提供参考。     

均布荷载作用下简支箱梁的剪力滞效应分析

通过有限元法和能量变分法分别计算了均布荷载作用下的简支箱梁的剪力滞效应,通过对比两种计算结果分析了简支梁在均布荷载作用下的剪力滞效应的特点,进而为简支梁的剪力滞效应的精确计算和进一步研究提供参考依据。     

复杂荷载作用下单向受弯简支钢梁的弹性临界弯矩

为了研究单向受弯简支钢梁的弹性弯扭屈曲理论,尤其是复杂荷载作用下的临界弯矩计算,针对端弯矩和任意集中荷载共同作用下的简支梁,首先给出了能够模拟复杂变形并满足边界条件的侧向弯曲变形函数和扭转变形函数,以及任意荷载下的构件弯矩表达式,然后采用Rayleigh-Ritz法推导出了简支梁临界弯矩及其参数的通用计算公式,临界弯矩计算公式与传统公式在形式上完全相同,便于应用。算例分析表明：该通用公式不仅适用于端弯矩、任意集中荷载、满跨均布荷载单独作用下的简支梁,也适用于端弯矩和任意集中荷载共同作用下的简支梁,具有广泛的适用性,且精度较高。     

钢筋混凝土简支梁竖向位移有限元分析

混凝土材料是一种非匀质力学性能复杂的建筑材料。随着计算机和有限元方法的发展,有限元法已经成为研究混凝土结构的一个重要手段。为了探讨钢筋混凝土梁在竖向位移荷载作用下,混凝土简支梁的钢筋骨架和混凝土的变形及适筋、超筋和少筋破坏对比分析,应用ABAQUS软件模拟钢筋混凝土简支梁在竖向位移作用下的应力及变形。     

移动荷载作用下简支梁动态响应的有限元分析

利用大型有限元软件ANSYS对移动荷载作用下简支梁的动态响应进行了较为详尽的有限元分析，同时对简支梁分别在移动荷载和静力作用下的响应进行了比较，对移动荷载的形式和移动速度等因素对简支梁动态响应的具体影响也作了一些分析。     

集中荷载作用下双向板等效荷载的确定

根据四边简支板的重三角级数解,巧妙应用简支梁跨中受局部荷载与四边简支双向板受局部荷载时内力间的比拟关系,由四边简支双向板受均布荷载和局部荷载时内力等值条件,导出一种集中荷载作用下双向板等效均布荷载的计算方法,据此编制计算机程序,分析荷载作用面变化对等效荷载取值的影响,便于合理确定等效荷载。     

均布荷载下钢筋混凝土梁非线性有限元分析

通过对一钢筋混凝土简支梁的分析，利用大型通用有限元软件ANSYS对其在均布荷载作用下的力学性能进行模拟，并对计算结果进行了分析比较，以促进均布荷载下钢筋混凝土简支梁的力学性能的研究。     

基于曲率函数的简支梁动挠度识别研究

为了实现基于应变测量的桥梁动挠度识别,本文提出了一种基于曲率函数的简支梁动挠度识别方法。其基本原理是通过安装应变传感器进行梁结构动应变测试,利用结构的应变-曲率-挠度关系来识别出动挠曲线,进而实现对梁结构动挠度的测量。为了验证提出的方法的有效性及准确性,文章进行了数值算例模拟,对环境激励及移动荷载作用下的简支梁动挠度进行了数值模拟。数值算例的结果表明,基于曲率函数识别简支梁动挠度是可行的,且具有较高的精度。     

收缩徐变对钢-混凝土组合梁弯曲变形的影响分析

为了研究收缩和徐变应变对长期荷载作用下钢-混凝土组合梁弯曲变形以及界面剪力和相对滑移的影响,提出状态空间法求解得到任意截面处界面剪力和界面滑移沿轴向分布的解析解。对比均布荷载作用下简支梁的计算结果与文献中的解析解,验证所提方法的有效性。着重考察了收缩和徐变效应对均布和集中荷载作用下简支梁界面剪力和界面滑移的影响,并研究了剪力连接键滑移刚度的变化对组合梁挠度的影响。结果表明：剪力连接键滑移刚度越大,挠度随收缩徐变累积的相对增加量越大;界面剪力和界面滑移随加载时间逐渐减小。同时给出了合理抗滑移刚度的建议值。图9参18     

碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算

通过11根不同跨高比碳纤维（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）布加固钢筋混凝土梁的受弯试验,研究了跨高比、纵筋配筋率和CFRP布层数对钢筋混凝土梁极限荷载的影响。结果表明：CFRP布加固钢筋混凝土梁的受弯破坏主要有CFRP布拉断和受压区混凝土压碎两种模式;随跨高比的减小,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著增加;随纵筋配筋率和CFRP布层数的增加,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著提高。结合文中和已有文献的试验结果,提出了反映跨高比影响的CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯承载力计算方法,该方法既可用于CFRP布加固的钢筋混凝土短梁也可用于浅梁的受弯承载力计算。     

体外预应力竖向张拉法加固RC梁挠度计算

对7根钢筋混凝土简支梁（2根对比梁、5根加固梁）进行加载试验,并通过试验数据,分析了不同张拉控制应力下各梁的挠度变化规律。体外预应力竖向张拉法加固混凝土梁能显著改善梁的受力和变形性能,不仅能抵消部分荷载在梁跨中的挠度,而且能在加固梁跨中产生反拱,反拱度随应力的增加而增加,能够较好地减少加固梁跨中挠度。体外预应力梁的挠度计算为外荷载产生的挠度减去预应力筋产生的反拱,计算值与试验值较吻合。     

纤维增强复合筋超静定混凝土梁的抗弯性能

采用改进的局部变形模型,对纤维增强复合筋超静定混凝土梁的抗弯性能进行研究。首先提出一个模型并将其性能与由FRP筋加固的简支及连续混凝土梁的试验结果进行对比。然后将模型应用到FRP筋连续梁中来预测弯矩分布,以及弯曲裂缝的形态,包括裂缝间距和裂缝宽度。尤其是该模型具有在梁中的高应变区确定变形的能力。基于理论分析结果,通过比较FRP筋增强的梁与普通钢筋混凝土梁,阐述了混凝土梁的延性和超载性能。所有的结果和相关解释均取决于某些特定假设和模型中的输入参数,尤其取决于FRP筋和混凝土之间的粘结性能。     

不同程度损伤混凝土梁加固后抗弯性能试验研究

将已受损的9根钢筋混凝土梁按其初荷载的大小划分为三种损伤程度,对每种损伤程度分别用粘钢板法、粘碳纤维布法和钢绞线进行加固,使其提高到相同的承载力水平,研究在每一种损伤程度下,采用不同方法加固的钢筋混凝土梁的抗弯性能提高程度。研究表明:与对比梁相比加固梁的极限承载力提高了34%~68%,其中采用钢板加固效果最明显;粘钢板和粘碳纤维的加固效果随着损伤程度的增加而降低,而钢绞线的加固效果并不明显。     

钢纤维自应力混凝土加固梁抗弯疲劳性能试验研究

通过对4根三分点加载方式下加固梁的抗弯静力和疲劳试验,研究了钢纤维自应力混凝土叠合层对加固梁的正截面疲劳性能影响。通过分析梁的开裂弯矩、跨中挠度、拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了钢纤维自应力加固梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程。试验结果表明,钢纤维自应力混凝土叠合层可延缓加固梁的开裂,显著降低裂缝宽度,明显提高梁的疲劳性能,采用钢纤维自应力混凝土进行旧混凝土简支梁桥变连续体系加固是一种有效的方法。     

Advanced wood engineering: glulam beams

The main objective of this experimental study is the determination of the flexural properties of reinforced and unreinforced glued-laminated beam. Why reinforcing glulam beam? Reinforced glulam beams cost less because the use of reinforcement will reduce the need of a top grade laminate on the extreme tension face (less high grade material can be used); moreover the volume of wood is reduced. Also, reinforced glulam beams have lower product variability, they are not affected by natural growth characteristics, and the manufacture of reinforcement is consistent and controlled.Two types of reinforcement were investigated: steel plate and carbon fiber reinforced polymer (CFRP). The wood part of all the beams were made by laminating three wood beams of 6 by 3.6 by 176 cm. The unreinforced beams are made only from wood having a finished dimension equal to 6 by 11 by 176 cm. The steel reinforced beams were glulam wood beams fully covered on one side using steel plate of thickness equal to 1.5 mm.The CFRP reinforced beams were glulam wood beams covered with CFRP of thickness of 1.2 mm and width of 5 cm and the length of 176 cm.The results indicate that the behavior of reinforced beams is totally different from that of unreinforced one. The reinforcement has changed the mode of failure from brittle to ductile and has increased the load-carrying capacity of the beams.     

再生粗骨料钢筋混凝土梁短期刚度研究

对27根再生混凝土梁和3根普通混凝土梁进行正截面弯曲性能试验,研究再生混凝土梁短期刚度及其计算方法。试验结果表明,相同条件下再生混凝土梁跨中挠度比普通混凝土梁跨中挠度大11%左右。参考普通混凝土梁,根据试验结果回归出再生混凝土梁内力臂系数、截面弹塑性抵抗矩系数以及不均匀系数表达式,从而得出再生混凝土梁短期刚度的计算式。通过收集国内外再生混凝土梁试验结果对本文刚度公式进行验证,两者吻合较好。     

型钢高延性混凝土短梁抗剪性能试验研究

提出采用高延性纤维混凝土改善型钢高强混凝土短梁的抗剪性能和变形能力,设计了6个高延性纤维混凝土梁（其中4个为型钢高延性混凝土短梁,2个为高延性混凝土短梁）试件和作为对比的3个混凝土梁（其中1个为型钢混凝土短梁,2个为普通混凝土短梁）试件,通过静力试验研究不同剪跨比高延性混凝土梁的破坏形态、受剪承载力和变形能力。试验结果表明：采用高延性纤维混凝土,可显著提高短梁的受剪承载力和变形能力,实现延性剪切破坏模式;发生挤压破坏的型钢高延性混凝土短梁,受剪承载力高、延性好,破坏以后仍具有较好的完整性;与型钢混凝土短梁相比,发生剪切黏结破坏的型钢高延性混凝土短梁损伤程度较小,试件破坏以后仍具有较高的剩余承载力。建立了型钢高延性混凝土短梁的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

不同FRP增强混凝土梁断裂性能试验研究

为了探讨不同种类纤维增强复合材料（FRP）增强带裂缝混凝土的断裂性能,开展了芳纶纤维增强复合材料（AFRP）、碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）增强带裂缝混凝土梁的三点弯曲试验,分析了其断裂性能参数.结果表明：相对于普通混凝土梁试件,FRP对带裂缝混凝土梁的阻裂加固效果更明显;CFRP增强混凝土梁的起裂荷载和失稳荷载均大于AFRP与GFRP增强混凝土梁,CFRP的阻裂增强效果最佳;AFRP增强混凝土梁和CFRP增强混凝土梁的破坏形式均为试件底部混凝土 FRP界面的剥离破坏,GFRP增强混凝土梁的破坏形式为试件底部GFRP的拉断破坏;通过对不同FRP增强混凝土梁阻裂加固机理的分析,计算得出CFRP增强混凝土梁的起裂韧度和失稳韧度最大,且CFRP价格适中,因此使用CFRP对带裂缝混凝土梁进行增强加固的性价比最优.     

预应力与非预应力AFRP加固腐蚀钢筋混凝土梁疲劳性能研究

对非预应力芳纶布(AFRP)加固和带永久锚具的预应力AFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行研究。通过疲劳试验,探讨预应力水平和钢筋锈蚀程度对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度等的影响。试验结果表明:预应力AFRP与非预应力加固梁的疲劳破坏机制相同,都为纵筋的疲劳断裂;预应力AFRP加固锈蚀混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力加固梁;预应力水平越高,中度腐蚀梁加固后疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁疲劳寿命的降低幅度比中度锈蚀梁更明显。通过与光面钢筋对比,获得锈蚀纵筋的等效疲劳切口系数K f。结果表明,钢筋锈蚀率的增加会导致K f增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命明显降低。基于试验结果,建立了预应力AFRP加固中度腐蚀钢筋混凝土梁疲劳寿命的计算公式,供桥梁加固设计参考。