CFRP板加固受弯钢梁的承载力及挠度分析

采用截面等效代换法,对碳纤维板加固受弯钢梁进行了承载力及挠度分析,推导出CFRP板加固受弯钢梁的理论计算公式。为验证公式,进行了5根CFRP板加固钢梁的单调静力试验,并用有限元软件进行模拟分析,将计算结果分别与试验结果和有限元分析结果进行比较后发现：弯矩理论计算值比试验值略小,挠度理论计算值比试验值略大,且都与有限元模拟值相近,说明理论计算安全,计算方法具有良好的适用性。     

CFRP板加固受弯钢梁性能试验研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固钢梁时,采取防止CFRP板由于端部应力集中而发生剥离破坏的措施十分必要,通过采用不同长度、宽度、厚度的CFRP板对H钢梁进行受弯加固试验,并在CFRP板端部设置了碳纤维布U形锚固措施,试验结果表明:采用CFRP板加固钢梁能明显提高钢梁的抗弯承载能力和刚度,提高的幅值与加固面积、CFRP板厚度及端部锚固有关,加固面积越大、CFRP板越厚其加固效果越好;在加固延伸长度范围内设置的碳纤维布U形锚固,能在一定程度上防止剥离破坏的作用并可增加加固效果.     

工形钢柱负载下焊接加固的受力特性

目的提出能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法．方法通过运用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初负载下焊接加固的工字形钢柱和1个作对比用的未加固钢柱的受力特性进行分析．采用间接热结构耦合的有限元分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性．结果计算结果表明,在名义初应力比不超过0．41时,负载下的焊接加固后的钢柱的极限承载能力受初始负载的影响非常小．结论笔者采用的有限元分析方法和有限元模型分析负载下焊接加固工彤钢柱的萤力特性具有较高的可行性．     

混凝土受弯构件压区粘钢加固承载力分析

对混凝土受弯构件压区粘钢加固后的受力特性进行分析，提出了二次受力情况下压区粘钢加固受弯构件的受弯承载力计算公式。     

冷弯薄壁Z形钢梁的双向弯曲和扭转试验研究

冷弯薄壁Z形截面钢梁在实际工程中受到横向荷载作用时容易发生双向弯曲并且伴随扭转。为此,对跨中偏心集中荷载引起的双向弯曲和扭转联合作用下12根冷弯薄壁Z形钢梁进行静力试验。试验采用两种不同厚度、两种不同跨长的冷弯薄壁Z形钢梁,梁端为简支支座,在跨中施加平行于腹板的竖向集中力,并采用3种不同的偏心距,得到了试验钢梁的破坏形态、极限荷载、荷载-位移曲线。同时对试验钢梁进行了非线性有限元分析,分析结果与试验结果吻合。试验钢梁在跨中偏心集中力引起的双向弯曲和扭转联合作用下,截面发生扭转,同时上翼缘出现畸变屈曲,下翼缘出现局部屈曲。随着偏心距数值的增大,钢梁破坏时的极限荷载值明显降低,受弯承载力相应地降低。根据现行冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018—2002)的计算公式对试验钢梁的承载力进行了计算,得到的计算结果十分保守。     

预应力CFRP加固预裂受弯构件有限元模拟分析

预应力碳纤维板加固技术既能发挥出碳纤维材料强度高、自重轻、易于施工耐腐蚀等优势,又能克服传统的外部粘贴碳纤维加固中存在的碳纤维板应变滞后的缺点.运用ANSYS有限元分析软件对CFRP加固的预裂钢筋混凝土梁进行模拟分析,对比数值分析和试验结果.结果显示,ANSYS可以较好地模拟预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件的全过程,建模方法切实可行,结果可靠.     

Φ500空心管桩受弯特性分析

预应力混凝土空心管桩由于有效截面积小,受弯特性常成为控制因素.长三角地区常采用Φ500空心管桩作为工程设计桩体.在桩土共同作用分析的基础上,采用有限元软件ANSYS对不同参数条件下的单根管桩模拟,探讨管桩壁厚、有效面积、水平荷载、弯矩、约束条件以及桩身弹性模量等工程参数对管桩受弯工作性状的影响.研究表明,管桩弯矩和剪力影响范围主要集中在地面以下1～3m范围内.随着推力和轴力的增加,桩身水平位移、中桩剪力和角桩剪力都将增大,角桩影响更为显著;优化管桩截面面积应该选取为0.170m2,管桩壁厚应选取160mm.     

粘贴加固受弯构件的计算机分析

自行编制计算机程序分别对不同粘贴材料加固受弯构件抗弯承载力试验进行了计算机分析，计算结果表明该计算曲线与试验曲线吻合较好，由此认为不同材料就粘贴加固受弯构件可以用一个统一的公式进行设计和计算。     

双向受弯型钢梁截面设计参数的确定

分析了现采用的双向受弯型钢梁截面设计方法的不足,通过研究双向受弯型钢梁的受力,提出了一种简单实用的确定双向受弯型钢梁截面设计参数的方法,并将普通工字钢和普通槽钢的梁截面设计参数列表给出,供设计时直接查用,经验证所确定的截面设计参数满足设计要求．     

CFRP加固简支钢梁有限元分析

主要研究了碳纤维复合材料粘贴到钢结构表面用于结构补强与加固的技术特点,并对不同加固方式下的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固H型受弯钢梁进行有限元计算,得到了它们的荷载-挠度曲线,分析不同使用状态下的构件碳纤维加固对其承载力、刚度等方面的影响.结果表明,与未加固钢梁相比,采用CFRP加固后的钢梁的承载力、挠度得到显著改善.     

焊接工字形楔形梁的稳定设计研究

焊接工字形楔形梁常用于建筑结构中 ,我国现行钢结构设计规范 (GBJ1 7- 88)对它的计算却无相应内容 .本文用有限元方法计算了楔形梁的极限承载力 ,通过用等截面梁的稳定系数来代替楔形梁的稳定系数 ,进而推导出了楔形梁的稳定设计公式 ,该公式避开了楔形梁的众多参数 ,在应用上是简便安全可行的 .     

螺丝连接钢板可逆抗弯加固木梁的试验研究

优秀历史木结构建筑的维修加固方法要求具有可逆性,以保证其永续保护和适应性利用。共进行了11根螺丝连接钢板可逆加固木梁的对比试验研究,其中3根为未加固对比试件,8根为螺丝连接钢板加固木梁试件,试验参数包括螺丝直径、螺丝间距和钢板重复利用次数等。研究结果表明,螺丝连接钢板加固木梁的极限承载力显著提高,提高幅度为16%～79%,平均提高50%;初始弯曲刚度明显提高,提高幅度为21%～38%,平均提高30%;木梁跨中截面变形基本符合平截面假定。在相同荷载作用下,加固试件受拉边缘拉应变和受压边缘压应变均明显小于对比试件,加固试件跨中钢板应变明显滞后于木梁底面应变。理论计算和有限元分析结果均表明,螺丝连接钢板加固木梁受弯承载力计算值与试验值较为吻合,满足工程精度要求。螺丝连接钢板加固木梁是一种可逆的、可循环的、施工方便的、有效的加固方法,可用于优秀历史木结构特别是文物建筑的永续保护。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能数值模拟

采用DIANA有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,同时根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋-混凝土界面的性能退化模型,通过试验验证了模型在锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能分析中的实用性。在此基础上,对锈蚀梁的梁拱作用转换和不均匀锈蚀梁的受力性能进行了数值模拟。结果表明：在钢筋端部锚固良好的情况下,剪弯段黏结破坏引起锈蚀梁的受力机制由梁作用向拱作用转换,且最终导致梁在使用荷载下的抗弯刚度降低34％～44％;纵向不均匀锈蚀梁的抗弯性能评价可简化为全跨均匀锈蚀梁,且计算承载力时宜取不均匀分布锈蚀率的最大值,计算刚度时宜取其平均值。     

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

提出了一种锚贴钢板加固方法,通过2根采用锚贴钢板加固的钢筋混凝土梁(1根采用粘贴钢板加固的梁和1根对照梁)的受弯性能试验,分析了锚贴钢板加固梁的受力特点以及加固效果,并与粘贴钢板加固梁和对照梁进行了对比.试验研究结果表明,与粘贴钢板加固相比,锚贴钢板加固具有施工工艺简单、加固效果好,加固质量容易保证等优点,是一种新的有广泛工程应用前景的加固技术.     

钢梁外包FRP混凝土抗弯承载力计算

目的研究一种简化处理的不同破坏形态下构件极限抗弯承载力的计算方法,以方便工程实际的应用.方法采用实用叠加方法对SRHC梁贴FRP的受力过程和破坏特征进行研究.根据中和轴到钢骨的截面距离不同,将受压区高度与钢骨上翼缘至混凝土受压边缘的距离进行比较,以此来确定FRP加固后梁在破坏时的不同抗弯承载力的适用公式.基于纤维模型法,对受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件进行非线性全过程分析.结果提出了受弯钢梁外包混凝土贴FRP布构件承载力计算公式.通过实例表明,FRP的加固层数是构件受力性能重要的影响参数,在相同的变形条件下,FRP层厚度增加,组合构件的承载能力也有所提高,最佳加固率在3层以内.构件的承载能力随着混凝土强度的提高而提高.结论笔者给出的计算公式克服了简单叠加法和一般叠加法在计算上的缺陷,计算简便,可用于工程实际和结构设计中.     

钢管混凝土柱-钢梁外环板节点抗弯承载力计算方法

基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-钢梁环板节点的三维有限元数值模型,通过已有试验结果与数值计算结果的对比校验了有限元模型的适用性。基于数值分析结果,分析了此类节点的受力特性,并利用有限元模型进行了参数分析,探讨了环板宽度、柱截面含钢率、钢梁极限弯矩、钢管强度、钢梁材料强度、混凝土强度、柱轴压比、梁柱线刚度比等参数对此类节点抗弯承载力的影响规律。在参数分析的基础上建议了此类节点的抗弯承载力简化计算公式,简化计算结果与有限元计算结果总体上吻合良好。     

不同方法加固足尺寸RC梁的抗弯性能

对4种常用加固方法加固的矩形截面钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了对比试验研究.通过10根混凝土梁的抗弯加固试验,研究碳纤维布(carbon fiber sheet,CFS)、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固RC梁的受弯破坏特征,探讨4种加固方法对梁开裂荷载、屈服荷载、极限承载力和延性的影响,比较各种加固梁的裂缝扩展、挠度和刚度变化.研究表明:1)相比未加固梁,CFS、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固梁的开裂荷载分别提高了27.8%、59.7%、94.4%和73.6%;屈服荷载分别提高了12.4%、26.1%、36.2%和37.6%;极限承载力分别提高了48.0%、71.1%、74.6%和75.6%;极限挠度分别减小了23.6%、21.0%、31.1%和19.6%.2)正常使用状态下,预应力钢绞线加固效果优于非预应力钢绞线.3)钢绞线对提高梁二次刚度作用明显,而钢板作用较小.