重复荷载作用下碳纤维约束混凝土加卸载准则

对12个碳纤维约束混凝土棱柱体试件(100×100×300)进行了重复荷载受压试验,分析了重复荷载作用下碳纤维约束混凝土加载及卸载应力-应变曲线的特征,基于试验结果的回归分析,建立了加卸载准则的数学表达式。分析预测与试验结果的比较证明了所提出的加卸载准则的准确性及适用性,为轴力和往复水平荷载作用下碳纤维约束混凝土柱的非线性分析提供了材料的滞回本构模型。     

轴压重复荷载作用下L形柱箍筋约束混凝土加卸载准则

对5根箍筋约束混凝土L形柱进行了轴心重复受压试验,分析了轴压重复荷载作用下L形柱箍筋约束混凝土应力-应变曲线包络线,参照单调荷载作用下L形柱的箍筋约束混凝土应力-应变全曲线数学模型,建立了轴压重复荷载作用下L形柱箍筋约束混凝土应力-应变包络线方程,计算结果和试验结果吻合良好;并对轴压重复荷载作用下L形柱箍筋约束混凝土加卸载曲线特征进行分析,基于试验结果的回归分析,建立了加卸载准则,与试验结果比较,二者吻合良好,说明提出的加卸载准则能够较好地反映轴压重复荷载作用下L形柱约束混凝土的应力-应变变化规律。     

重复荷载作用下T形截面柱箍筋约束混凝土加卸载准则

为研究T形截面柱箍筋约束混凝土在重复荷载作用下的加卸载模型,在已有5根箍筋约束混凝土T形截面柱轴心重复受压性能试验研究基础上,采用ANSYS有限元软件对其受力过程进行分析,研究了T形截面柱箍筋对核心混凝土的有效约束作用。综合有限元分析结果及试验结果,建立了T形截面柱约束混凝土的抗压强度和峰值应变计算式,计算值与试验值吻合良好。通过分析重复荷载作用下箍筋约束混凝土的应力-应变包络线、共同点轨迹线的特征,发现共同点轨迹线与包络线形状相似,给出了应力-应变包络线方程,计算结果与试验结果吻合良好。据此建立了重复荷载作用下T形截面柱箍筋约束混凝土的卸载曲线、再加载曲线方程,计算曲线与试验曲线吻合较好,说明建议的加卸载准则能较好地反映轴压重复荷载作用下箍筋约束混凝土的应力-应变曲线的变化规律。     

基于声发射技术的高强度混凝土循环荷载下轴压损伤特性试验研究

为了研究高强度混凝土在循环荷载作用下的内部损伤演变规律,设计了2组试验,对3个强度等级的高强度混凝土试样进行了循环加卸载,并利用声发射技术记录了试验全过程,获得了表征高强度混凝土在循环加卸载作用下损伤演化过程的典型声发射撞击数时间历程图、声发射振铃计数时间历程图、能量时间历程图,探讨了高强度混凝土材料在循环加卸载试验过...     

循环荷载作用下混凝土卸载刚度试验研究

对钢纤维混凝土和普通混凝土试件进行了等应变增量重复加卸荷载试验,应变速率分别为10-5/s、10-4/s、10-3/s。试验结果表明,2种混凝土在加载初始段内,会出现卸载刚度提高的现象,之后混凝土的卸载刚度才会逐渐降低;在混凝土破坏时,钢纤维混凝土的卸载刚度退化率最终保持在0.2以上,普通混凝土的卸载刚度退化率则保持在0.1;卸载刚度提高的幅度与应变速率有关,在应变速率为10-3/s时,提高程度最明显,钢纤维混凝土与普通混凝土的卸载刚度退化率峰值分别提高19.0%和6.8%;不同应变速率的荷载作用下,钢纤维混凝土的卸载刚度变化差异比普通混凝土更加明显。在试验的基础上,进一步建立了卸载刚度退化率和应变之间的关系式。     

循环荷载下混凝土应力-应变全曲线研究

利用三峡大学自行研发的大型多功能静动力三轴仪对混凝土试件进行了不同加载速率下的循环加卸载试验。通过对混凝土循环加卸载曲线的包络线与共同点轨迹线进行比较分析,发现共同点轨迹线与包络线形状大体相似,并且可以通过包络线峰值点与共同点轨迹对应值,以及包络线方程,可推断出共同点轨迹线。基于试验数据和对混凝土循环加卸载全曲线的理解,分析了循环加卸载中单个加载和卸载曲线的变化特征,构建了循环加卸载下混凝土应力-应变全曲线方程数学模型,结果表明:所建立模型能够很好地描述循环加卸载下混凝土的应力-应变变化规律。     

损伤后碳纤维约束高强混凝土柱抗震性能的试验研究

国内外学者对碳纤维约束混凝土柱的抗震性能进行了较多研究,但对碳纤维约束高强混凝土圆柱的抗震性能研究相对较少,尤其对损伤后的碳纤维约束高强混凝土圆柱的抗震性能研究更少。对3根碳纤维约束高强混凝土圆柱先进行伪静力试验模拟损伤,加载到纵筋受拉屈服后卸载,再次进行伪静力试验,与3根未损伤碳纤维约束高强混凝土圆柱的抗震性能进行对比,通过对损伤与未损伤模型柱的滞回曲线、骨架曲线、水平承载力、极限位移角等参数的分析比较,考察碳纤维约束高强混凝土柱的剩余抗震性能。     

碳纤维布-梁端加腋组合方法抗震加固混凝土框架节点研究

为进一步提高碳纤维布加固方法对于混凝土框架节点抗震性能的改善效果,在碳纤维布加固体系中引入了素混凝土梁端加腋,构成碳纤维布-梁端加腋组合加固方法。根据3个混凝土框架节点的低周反复加载试验,从破坏模式、延性性能、承载力、滞回性能以及强度和刚度退化等方面验证了该方法的加固效果。并在试验的基础上,提出了碳纤维布-梁端加腋组合加固节点核心区的受力分析模型及相应的抗剪设计公式。     

碳纤维布加固达到承载力极限状态混凝土梁有限元分析

我国建筑物基数较大,其中一些建筑物的部分构件可能已经达到了极限承载力状态,对于此类构件的加固是非常重要的。碳纤维布作为一种新型材料对混凝土梁的加固有良好的效果。为了更好地研究分析碳纤维布加固达到承载力极限状态混凝土梁的力学性能,本文利用有限元软件ANSYS对试验梁的抗弯性能进行模拟分析,在试验的基础上,建立分析模型,并通过单元生死来实现粘贴碳纤维布的过程。ANSYS分析结果与试验结果基本一致,以此确定了ANSYS软件的可行性。以该模型为基础,在混凝土梁达到承载力极限状态之后,通过改变卸载程度的大小发现,卸载越多,碳纤维布的加固效果越好。     

不卸载时预应力碳纤维布加固混凝土梁有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,对卸载或不卸载时预应力碳纤维布加固梁进行仿真分析,并在有限元分析中提出了施加预应力的方法(升温法),以及利用单元的生与死实现不卸载时加固的方法.实例对比分析表明,基于ANSYS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好,可在一定程度上有效替代试验分析方法,从而减少试验所需的时间和费用,对后续的碳纤维布加固混凝土结构的研究工作具有一定的参考价值.     

上承式钢管混凝土拱桥车桥耦合研究

对于车桥耦合振动的研究,目前比较多的是以移动荷载和移动质量这两种简化方法来模拟车辆通过桥梁时的情况,移动荷载简化模型由于计算方便,所以在目前车桥耦合振动分析中应用得比较多,但是由于移动荷载的研究方法没有考虑质量的惯性力的作用,所以该分析方法与实际情况存在一定的差距,本文以落步溪大桥荷载试验为依据,分析了移动荷载作用下桥梁结构的加速度,分析了移动荷载模型这种计算方法对于钢管混凝土拱桥车桥耦合分析的可靠性和适用条件。     

燃气负荷及其模型研究

分析了燃气负荷的特性。论述了燃气负荷模型分类，提出了可以按功能将燃气负荷模型分为描述模型与预测模型。列举了较主要的用于解决燃气负荷的描述模型建模类型。     

A new prediction model for the load capacity of castellated steel beams

In this study, a robust variant of genetic programming, namely gene expression programming (GEP), is utilized to build a prediction model for the load capacity of castellated steel beams. The proposed model relates the load capacity to the geometrical and mechanical properties of the castellated beams. The model is developed based on a reliable database obtained from the literature. To verify the applicability of the derived model, it is employed to estimate the load capacity of parts of the test results that were not included in the modeling process. The external validation of the model was further verified using several statistical criteria recommended by researchers. A multiple least squares regression analysis is performed to benchmark the GEP-based model. A sensitivity analysis is further carried out to determine the contributions of the parameters affecting the load capacity. The results indicate that the proposed model is effectively capable of evaluating the failure load of the castellated beams. The GEP-based design equation is remarkably straightforward and useful for pre-design applications.     

Simplified load combination factor for snow load

The load combination factor for snow load is formulated by a simplified development based on Turkstra's rule for load combination and the Gumbel distribution for the snow load model. The probability of exceedance expression is compared with an existing probabilistic load model. The load combination factor is expressed in terms of the period of snow duration and the ratio between the standard deviation of the principal load effect and the accompanying snow load effect. Numerical examples are presented and discussed with the load combination factor used in Japanese current practice.     

Traffic load modelling based on structural health monitoring data

Live and fatigue load models are foundations for the life-cycle design of highway bridges. Many highway bridges are now equipped with structural health monitoring (SHM) systems, which provide valuable data to establish load models. In this paper, traffic load models of the Binzhou Yellow River Highway Bridge are developed based on the field measurement of vehicles by an existing SHM system. The probabilistic distribution model and extreme value distribution of gross vehicle weight are statistically analysed using the monitoring data. The results indicate that they follow the bimodal lognormal and Gumbel distributions, respectively. The fatigue load spectrum is also studied. The logistic model is employed to predict the long-term traffic volume, and its parameters of the logistic model are updated using the monitored traffic volume. The combination of the fatigue load spectrum and the traffic volume forecast using the updated logistic model provides a load model for estimation of fatigue damage evolution of bridges.     

钢筋混凝土斜拉桥寿命期内整体极限承载力分析

提出基于定期检测和健康监测技术的斜拉桥结构服役期内主梁整体失效模式及其极限承载力演化规律的分析方法,为结构的全寿命设计以及结构安全预警的分级提供理论依据。首先,利用结构的检测/监测数据,建立与实际结构状态相符的有限元模型,并分析构件的耐久性损伤,在此基础上计算考虑抗力退化的构件的极限承载力;然后,在有限元模型上施加逐级渐进的车辆荷载,分析各构件的内力状态;最后,将荷载效应超过抗力的主梁截面设置为塑性铰,改变结构体系,继续施加车辆荷载,直至结构承受的车辆荷载达到最大值,对应的变结构体系和车辆荷载分别为最终主梁整体失效模式和极限承载力。利用上述方法对我国北方某座干线斜拉桥在运营期内的4个典型状态进行计算分析,研究该桥在运营期内的失效模式及其极限承载力的演化规律。结果表明,所提出的方法可以获得在车辆荷载作用下斜拉桥主梁整体失效模式和相应的极限承载力;斜拉桥在服役过程中主梁开裂、钢筋锈蚀、边界条件变化等导致桥梁结构损伤、甚至结构体系及其相应的力学模型发生较大的变化,使结构失效模式及其极限承载力发生较大的变化。     

某轻型铝合金活动房试验研究

对一种新开发的轻型铝合金活动房进行了骨架及整体在标准风荷载下的试验研究。试验为静力模拟试验,用分配梁系统将荷载施加到各个加载点上,得出了骨架及整体的荷载-位移和荷载-应力曲线,并比较了骨架试验和整体试验的试验结果,总结了房屋承载特点,提出了一些建议。     

锚箱式索梁锚固结构受力特性研究Ⅰ:理论模型

对于大跨度钢箱梁斜拉桥而言,需通过索梁锚固结构实现斜拉索与主梁之间的荷载传递。该结构传递荷载大、传力机理复杂、局部应力集中问题突出,是大跨度钢斜拉桥的关键结构和构件之一。以典型的超大跨度斜拉桥——苏通大桥锚箱式索梁锚固结构为研究对象,通过理论研究与试验研究相结合的方法对于锚箱式索梁锚固结构的受力特性进行了研究。研究表明:理论模型与试验结果基本吻合,采用理论研究与模型试验相结合的研究方法对于锚箱结构的传力机理进行研究是可行的;锚箱结构各主要受力构件的受力特性存在较大差异;各关键受力构件均存在不同程度的应力集中,其中钢箱梁腹板、锚箱顶板和底板的应力集中问题较为突出。     

A hybrid experimental-numerical approach for load rating of reinforced concrete bridges with insufficient structural properties

This article presents a non-destructive approach for load rating of reinforced concrete bridges without structural plans. The approach is found on a hybrid method, which employs vibration and live load testing coupled with numerical simulation and model updating techniques, to converge on estimate of unknown structural parameters. The material properties of bridge and the amount of reinforcing steel for calculating the bending capacity of a bridge are determined through model updating results and nondestructive approaches. The updated model is then employed to determine load effects for calculating load rating factors, and these results are combined with live load test result to arrive at the bridge capacity, and ultimately the load rating. The method is validated by testing a skewed reinforced concrete slab bridge for load rating purposes. The bridge was instrumented with accelerometers and strain gages, and the responses of the bridge under vibration and quasi-static tests were measured. Results demonstrated that the proposed method is capable of determining the bridge capacity and load rating factor with good accuracy, and not only can be used for load rating of concrete bridges without structural information, but also can be useful in condition assessment of existing concrete bridge with available as-built information.     

极限荷载条件下螺旋桩的螺距设计与承载力计算

螺旋桩基础在工程中有一定应用。但目前对于极限荷载条件下螺旋桩基础的地基破坏模式、桩型设计、单桩和群桩极限承载力的计算,以及合理的螺距(叶片间距)与叶片直径比等问题的研究尚少,有待进一步完善。经分析,螺旋桩的桩型设计核心问题是螺距设计,在极限荷载条件下,建立其地基的破坏模式,推导出了螺距(叶片间距)与叶片直径的比例关系,即最小螺距和控制螺距,并得出了不同的螺距情况下的单桩和群桩极限承载力计算方法。通过同群桩基础的静载试验结果对比,桩基础极限承载力估算值与试验结果拟合较好,说明本文提出的螺旋桩地基破坏模式接近于实际破坏情况,其极限承载力计算方法可用于工程设计中。