钢混组合结构中剪力钉群的力学性能及破坏机理试验研究

为研究钢混组合结构中剪力钉群的力学性能和破坏机理,设计并制作了6个群钉推出试验试件和2个群钉拉拔试验试件,8个试件均含有4排×2列共16枚22×200mm剪力钉,进行了推出试验和拉拔承载力试验。通过推出试验,研究分析了推出试件中剪力钉群的受力特性、荷载-滑移规律和破坏机理,并得出了16枚剪力钉的抗剪承载力。结果表明群钉平均极限抗剪承载力与文中作者所做的单枚22×200mm剪力钉推出试验所得到的极限抗剪承载力相比小了20%左右,有较大程度的折减。通过拉拔试验,得到了拉拔力与钢混界面脱开量实测曲线,结果表明试件均是由于混凝土剪切失效而宣告破坏,剪力钉群均未破坏,因此剪力钉在混凝土中需设置足够的锚固长度,防止剪力钉群在达到极限抗剪承载力之前被拉拔出混凝土块。     

装配式槽钢组合梁中开孔钢板连接件力学性能

为研究新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中开孔钢板剪力连接件(PSP剪力连接件)的力学性能,设计7组标准试件并开展推出试验,对比分析不同参数PSP剪力连接件的受剪承载力和破坏模式。利用ABAQUS非线性有限元模型对PSP剪力连接件的破坏模式和受力机制进行数值模拟,并与试验结果对比验证计算结果的可靠性。在此基础上,进一步分析开孔钢板厚度、开孔直径、混凝土强度、穿孔钢筋及连接件间距对PSP剪力连接件力学性能的影响。结果表明：除10 mm厚度的PSP剪力连接件外,所有4 mm与6 mm厚度的PSP剪力连接件均发生明显弯曲变形,试件破坏时连接件周围混凝土均出现斜向裂缝;开孔直径和穿孔钢筋对受剪承载力和抗剪刚度影响较小,而增加开孔钢板厚度、混凝土强度能提高剪力连接件受剪承载力和抗剪刚度;对于双排PSP剪力连接件,增大连接件间距能够显著提高单排PSP剪力连接件平均承载力,当间距为250 mm时,单排平均承载力达到单个PSP剪力连接件的91.2%。根据试验及有限元荷载滑移曲线提出装配式双拼槽钢-混凝土组合梁中单个PSP连接件荷载滑移曲线计算公式,为装配式双拼槽钢混组合梁的设计提供参考。     

预制装配式多键群剪力键力学行为试验研究

为研究预制装配式群钉连接件键群数量对剪力键受力特性的影响,开展了单键群及双键群装配式群钉剪力键推出加载试验,对比研究单键群和双键群试件的荷载滑移曲线、破坏形态及抗剪承载力,并结合三键群及四键群试件数值模拟,研究多键群下的装配式剪力键承载力折减效应.研究表明:单键群和双键群剪力键的破坏模式均为栓钉剪断,单键群试件的裂缝数...     

Twin-PBL剪力键承载力影响因素及破坏形态

为研究波纹钢腹板PC组合箱梁中所使用的Twin-PBL剪力键的抗剪承载能力,明确剪力键与混凝土之间在加载全过程中的变形协调关系,采用静载推出试验方法,完成了4组8个Twin-PBL剪力键试件的试验研究。结果表明,当开孔钢板孔径为30mm时,随着贯穿钢筋直径从14mm增大至16mm,剪力键的抗剪承载能力有显著提高;当贯穿钢筋直径为16mm时,随着开孔孔径从30mm减少至20mm,剪力键的抗剪承载能力明显下降;开孔钢板厚度对剪力键的抗剪承载能力影响不大。各试件的荷载-滑移趋势具有相似性,且表现出良好的延性,剪力键开孔钢板的孔间传力符合加载受力的传递机理。通过国内外学者推荐的承载力公式计算值与此次试验的实测值对比,发现部分推荐公式高估了Twin-PBL剪力键的承载能力。因此,提出了一个新的抗剪承载力计算公式,能够为剪力键的设计安全性提供理论参考。     

GFRP肋式剪力连接件受力性能对比试验研究

剪力连接件是保证GFRP混凝土组合梁/板中两种不同材料共同工作的重要构造,设计了矩形肋和T形肋两类GFRP肋式剪力连接件,进行了3组共8个GFRP肋式剪力连接件的推出试验,包括：矩形肋开孔、T形肋开孔、T形肋不开孔3组GFRP肋式剪力连接件,得到了其破坏形态、极限承载力、荷载滑移曲线及荷载应变变化规律,重点研究肋内开孔及肋的截面形式对GFRP肋式剪力连接件受力性能的影响。试验结果表明：GFRP肋式剪力连接件的破坏形态均为混凝土劈裂破坏;对比矩形肋开孔试件,T形肋开孔试件强度高、延性好;对比T形肋不开孔试件,T形肋开孔试件强度与延性均能提高。基于试验结果,建立了考虑肋内开孔及肋截面形式影响的GFRP肋式剪力连接件极限承载力计算公式,拟合得到了GFRP肋式剪力连接件的荷载滑移曲线上升段的理论模型,建立了其抗剪刚度计算公式。     

火灾后无机胶植筋拉拔试验研究

无机胶较有机胶具有良好的耐高温性能,进行火灾后无机胶植筋的拉拔试验研究对完善后锚固技术规范具有重要的理论意义。文章研究了不同钢筋直径、不同植筋深度的构件的拉拔承载力及其破坏形态,分析了各个植筋试件拉拔极限承载力及承载力损失,阐明了植筋深度、钢筋直径与拉拔承载力的关系。结果表明:火灾后试件在植筋深度为15 d和20 d时,试件发生钢筋的滑移破坏;当植筋深度为22 d时,试件为钢筋的颈缩破坏。在钢筋直径一定时,植筋深度为15 d或20 d时,其高温后的极限拉力较常温下均折减50%以上;随着植筋深度的增加,混凝土内部温度场逐渐递减,高温后的极限拉拔承载力随二者变化呈增长趋势,高温后的极限拉力呈增长趋势,且锚固长度越长极限拉力增加愈明显。     

波形钢组合桥面板受力性能分析

为研究波形钢组合桥面板的受力性能,首先设计了3组9个试件进行推出试验,分析其破坏形态、极限荷载值和滑移量,然后建立了有限元模型,分析了波形钢组合桥面板在跨中集中荷载下挠度、界面滑移、波形钢板和剪力连接件应力及其分布。研究结果表明：开孔板PBL剪力连接件破坏分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段,试件为混凝土剪切破坏,破坏时有着良好的延性,贯穿钢筋和粘结摩擦力对剪力连接件的承载力和滑移量有着重要的作用,5 m跨径的波形钢组合桥面板极限承载力为630 kN,桥面板在荷载作用下经历弹性阶段、裂缝发展阶段、屈服阶段、破坏阶段4个阶段,开孔板PBL剪力连接件可以有效地将两种结构组合在一起,波形钢板和剪力连接件屈服区域均集中在跨中,其中波谷区域最明显。     

组合梁新型连接件抗剪性能试验研究

抗剪连接件主要用于承担混凝土翼板与钢梁上翼缘之间的纵向剪力,是保证钢-混凝土结构构件共同受力、协调变形的关键部件.提出一种新型连接件,即在倒T型截面钢梁腹板上边缘部分开孔,钢梁腹板开孔上边缘焊接连续的蛇形钢筋,并将混凝土浇入其中从而形成连接件传递剪力.通过7组共15个推出试件的极限承载力试验,研究了该推出试件的破坏过程、破坏形态;考察了混凝土强度、钢板开孔、蛇形钢筋、贯通钢筋、配箍率等单因素对该型连接件极限承载力的影响;提出了新型连接件抗剪承载力计算公式;分析了连接件的黏结滑移性能.试验结果表明:在同等条件下,新型连接件极限抗剪承载力比普通开孔板连接件有较大程度的提高,表现出较好的延性.     

PBL剪力连接件的疲劳试验与分析

为了研究PBL (Perfobond Leiste)这种新型剪力连接件的抗疲劳性能,基于深圳南山大桥剪力连接件的尺寸和要求,设计并制作了6个PBL剪力连接件的推出试件进行疲劳试验.试验在MTS815机器上进行,采用常幅正弦波荷载,加载频率为3 Hz,试验应力比为0.1.通过对试件进行常幅荷载的循环加载,观察试件中钢与混凝土块的相对滑移、连接件的破坏模式、疲劳寿命以及应变的特征等.试验结果表明：主要开裂方向为连接件底部斜向下呈45°,裂缝的宽度同裂缝与竖向的夹角成反比;疲劳荷载作用时,PBL连接件的抗疲劳性能良好,孔径越大试件的疲劳寿命越长;试验从一定程度上说明腹板越厚和疲劳荷载幅值越小,滑移量的增长速度越慢,同时孔径越大和疲劳幅值越小,滑移量的增长速度也越慢.     

开孔板连接件在组合柱脚中的连接性能试验研究

开孔板连接件是一种新型剪力连接件,具有剪切刚度大、受剪承载力高、抗疲劳性能好等优点.设置了开孔板连接件的组合柱脚,在轴力和反复荷载作用下的连接性能进行了试验研究.由试验得到了不同埋深比试件的荷载-滑移滞回曲线和骨架曲线、开孔板的荷载-应力曲线等.试验结果表明:开孔板连接件的设置可以有效地提高组合柱脚的抗滑移性能;一定埋深后,加深埋置深度对提高连接件性能的作用较小;开孔板所受应力沿埋置深度方向不断降低.     

短纤维复合纱织物的研制

本文作者对两种短纤维复合纱织物进行了研制,并将其分别与传统纱织物进行了对比分析,指出了通过材料的复合,功能的复合可以获得品质优良的复合纱织物。     

Cu-Cr自生复合材料研究进展

Cu-Cr自生复合材料由于其良好的综合物理、力学性能而备受材料研究者重视。本文对该材料的研究现状及发展趋势进行了系统介绍，对其制备方法及处理工艺作出了详细描述。     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

钢-混组合结构桥梁2020年度研究进展

钢混组合结构桥梁作为能实现可持续桥梁工程的结构形式之一,有良好的综合技术经济效益和社会效益,日益受桥梁工程界欢迎。钢混组合结构能充分发挥混凝土和钢材各自的材料性能优势,以其整体受力的合理性、经济性、便于施工等突出优点,已广泛应用于结构工程许多领域。为促进桥梁建设向装配化、绿色化及智能化的转型升级,在中小跨度桥梁中推广使用钢混组合结构面临机遇与挑战。从两大类方向对2020年度文章进行搜集、分类、回顾、综述,包括各式常用剪力件研究以及组合梁研究。剪力连接件研究内容涵盖栓钉连接件、PBL连接件、螺栓连接件、连接件的基本力学性能,以及连接件的耐久与退化性能;组合梁研究进展包括理论模型、组合效应与空间行为、组合梁负弯矩区性能、组合梁动力特性、组合梁劣化性能与检测加固、组合梁施工方法等方面的研究。     

ON PHENYLSILANE TYPE COUPLING AGENTS AND THEIR APPLICATION IN COMPOSITE

In this paper, unsaturated polyester type GFRP composite was treated with phenylsilane type coupling agents by migration technology,then the mechanical properties were measured. The results show that the mechanical properties of GFRP composite are greatly improved but the other properties are little affected after being treated by phenylsilane type coupling agents (named as WGD type coupling a-gents ).     

粘弹性材料隔振性能的研究

本文讨论粘弹性材料的隔振性能和材料的物理因素、形状、尺寸之间的关系,分析了高低阻尼材料隔振性能各自的优缺点。在此基础上,首次从定量的角度,较为精确地分析了高低阻尼双层纵向(串联)复合、双层平等(并联)复合材料的隔振性能以及抑制驻波效应的方法。为了验证理论分析的正确性,分别对双层纵向、平行复合材料的隔振性能进行了测试,结果表明:理论分析结果和实验结果能较好地吻合,本文的分析方法比采用模态分析方法,用一阶或多阶模型来模拟材料隔振性能的方法更加精确、简便、直观,应用本文的方法,可以对粘弹性材料用于隔振时进行设计。     

三主桁连续板桁组合桥空间计算方法研究

针对三主桁连续板桁组合桥的构造特点,通过构造结合梁单元的位移模式,利用势能原理推导结合梁单元的刚度矩阵,提出2种结合梁法,结合梁法一的特点是把桥面板作为主桁架弦杆的上翼缘并与主桁架弦杆形成钢-混结合梁,结合梁法二的特点是把桥面板作为纵、横梁的上翼缘并与纵、横梁形成钢-混结合梁;而常规的板梁组合法的特点是桥面板为连续各向同性的薄板并与纵、横梁组成桥面系共同承受荷载;并通过试验结果与理论结果的比较分析验证了3种空间计算方法的有效性及结果的正确性。     

钢与混凝土组合梁栓钉连接件的设计承载力

对我国现行规范中栓钉连接件的计算模型进行了统计分析,根据现有的试验资料确定了各种变量的统计参数,应有非中心ｔ分布函数考虑了用于统计分析的试件数对栓钉连接件抗力分项系数的影响,在可靠度分析的基础上,提出了组合梁栓钉连接件受剪承载力的设计公式。     

分离式复合土工膜鼓胀变形的膜布复合规律

分离式复合土工膜广泛应用于平原水库全库盘水平防渗工程中。为研究鼓胀变形及破坏时其中土工膜和土工布的作用规律，基于环向约束球形鼓胀变形模型，利用室内鼓胀变形试验和层状复合材料理论方法，分析了分离式复合土工膜（两布一膜250/0.4/250）的鼓胀变形及破坏特征、鼓胀压力和应力的膜布复合规律，并探讨了该规律的初步应用。结果表明：由于土工布的透水透气性，分离式复合土工膜发生鼓胀变形时，与压力介质接触的最下层土工布为鼓胀变形无效层，其上方的土工膜和土工布为鼓胀变形有效层；有效层中最上层土工布首先发生裂口型破坏，土工布破坏后土工膜也会瞬间破坏；分离式复合土工膜的鼓胀压力（含胀破压力）等于有效层土工膜和土工布的鼓胀压力之和，应力（含胀破应力）等于有效层土工膜和土工布的应力与其相应厚度百分比的乘积之和，胀破高度和胀破应变与单层土工布的近似相等；有效层土工膜/布材料本身的应力越大，所组成的复合材料应力也越大；有效层中某一材料厚度百分比越大，复合材料应力越接近该材料的应力值，且接近的快慢程度与有效层材料之间的应力差值大小成正比。对于不同规格、类型基础材料组合成的不同种分离式复合土工膜，研究结果有助于确定其鼓胀变形力学特性，并能为实际应用中的材料选型提供参考。     

钨铜与纳米钨铜复合材料的发展现状

高导电导热性铜与高温强度、强抗电弧烧蚀钨的良好结合使钨铜复合材料具有一系列优异性能。钨与铜的互不相溶性决定了钨铜复合材料制备的特殊性。由于纳米颗粒具有特殊性能和很大的活性,纳米钨铜复合材料的制备尤为特殊。本文作者介绍了近年来国内外钨铜复合材料及纳米钨铜复合材料的研究现状,总结分析了其主要制备方法的特点和进行改进需要考虑的问题。