轻骨科混凝土局压承载力研究

轻骨料混凝土较适合于大跨径桥梁，但在预应力轻骨料混凝土桥梁端锚处必然会遇到局压问题。分析认为骨料混凝土局压提高系数比普通混凝土低，但国内外此方面的研究很少，无法给出较确切的计算值，本文在29个试验的基础上研究了轻骨料混凝土局压破坏的规律，并分析得出其局压强度提高系数公式。     

方钢管混凝土轴压短构件局压承载力试验研究

局部承压是工程结构中一种常见的受力情况 ,为了深入认识方钢管混凝土构件在局部压力作用下的性能 ,进行了 2 8个方钢管混凝土轴压短构件局压承载力的试验研究 ,同时还进行了素混凝土局压和钢管混凝土承载力的对比试验 ,以及测量粘结强度的推出试验 ,基于对试验结果的分析 ,考察各主要因素的影响规律 ,并初步建议了方钢管混凝土局压承载力的计算方法。     

UHPC加固混凝土圆柱轴压性能试验研究

为研究超高性能混凝土(UHPC)加固钢筋混凝土(RC)圆柱的轴压性能,本文对1根未加固柱和3根加固柱进行了轴压性能试验研究,探究UHPC护套厚度及护套中是否配置箍筋对加固后的RC圆柱的影响,对加固试件轴压性能改善和其破坏机理进行分析和研究,同时对试件轴向承载力进行理论分析。结果表明：UHPC护套加固可有效提高试件的轴向承载力和延性,承载力提高幅度随UHPC厚度的增加而增大,但其延性提升幅度会随之降低;UHPC中加入箍筋可提高试件承载力和延性;建立了以约束混凝土理论为基础的轴向承载力计算模型,结果与试验值吻合良好。     

输电铁塔单角钢轴压承载力计算公式及试验研究

国内外规范中关于单角钢轴压承载力的计算理论及计算值不尽相同,按照ASCE 10-97计算所得的承载力安全保障不足,而按照国内规范设计则安全裕度较大,偏保守。针对国内外规范计算得到的单角钢轴压承载力差异较大的问题,对比分析了各相关规范关于单角钢轴压承载力的计算理论,开展了3个规格3种长细比的Q345单角钢的轴压承载力试验;探讨了国内外单角钢轴压承载力试验值与规范值的差异。经分析研究可知,当长细比较大时,角钢主要发生绕最小轴的弯曲破坏,此时宽厚比对单角钢轴压承载力的影响不大,对宽厚比有限值的公式可在长细比较大时对其进行修正;按照美国规范ASCE 10-97计算出的角钢承载力规范值与试验结果吻合较好,我国规范《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154—2002)可参考美国规范的计算方法来进行修正。     

机制砂UHPC轴拉性能试验研究

基于传统UHPC制备技术,优化原材料组分和配合比,配制出强度等级为120MPa的机制砂UHPC,开展不同材料掺量与配比对机制砂UHPC轴拉性能试验研究。结果表明：钢纤维的掺入能较好地约束机制砂UHPC变形和内部微裂纹的扩展,提高抵抗开裂能力和增强抗拉强度和拉伸应变,效果随钢纤维体积率的增加而逐渐增强,但在钢纤维掺量超过2%后增幅明显趋缓;机制砂UHPC抗拉性能随水胶比的增大呈先增大后减小的趋势,在水胶比0.18时,其抗拉强度和峰值应变最大分别为9.7MPa、2745.6με;适当增加机制砂UHPC中部分粗颗粒质量分数和石粉的掺量可以提高机制砂UHPC的抗拉性能。根据上述结果,机制砂UHPC的优选配合比设计为水胶比0.18,细度模数3.0,石粉含量5%,钢纤维体积掺量2%,可为后续机制砂UHPC力学性能深入研究与推广应用提供参考。     

方钢管UHPC短柱轴压性能试验研究

为研究方钢管UHPC短柱试件的轴心受压性能,以钢管厚度、UHPC强度、钢材强度为参数,完成了 16组方钢管UHPC短柱试件轴心受压试验.依据试件的破坏模式、荷载-变形曲线、荷载-应变曲线发展变化规律对方钢管UHPC短柱的承载力、延性和轴压机理进行了分析.试验结果表明:方钢管UHPC短柱轴向荷载-变形曲线可分弹性、弹塑性和塑流三个阶段;轴向荷载-变形曲线形状与套箍系数密切相关,依据塑流阶段不同可分为下降型、平缓型和上升型三类;钢管与UHPC之间的相互作用具有滞后效应,主要发生在塑流阶段;随套箍系数增大,短柱试件延性和承载力有增大趋势,但延性增加更显著,钢管与UHPC之间的相互作用主要体现在改善UHPC延性上;基于延性和经济性指标,建议方钢管UHPC轴压短柱的套箍系数不宜大于3.     

配置高强网格式间接钢筋的RPC局压承载力试验研究

为得到配置高强网格式间接钢筋的活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)局压承载力计算公式,对10个配置网格式间接钢筋(从楔形体侧面外伸并弯折后满足受拉锚固长度要求)的RPC开展局压试验。RPC局压面积比为4.34,主要参数包括RPC轴心抗压强度(88、104.8 MPa)、网格式间接钢筋抗拉强度标准值(800、970、1 270 MPa)、间接钢筋体积配筋率(0.9%～1.5%)。试验结果表明：RPC发生局压破坏时,均在局压影响区产生四角锥楔形体,劈尖夹角约53°～61°;随着RPC强度等级、间接钢筋强度等级的提高,间接钢筋拉应力(340～550 MPa)逐渐减小,且小于间接钢筋比例极限。收集33个RPC轴心抗压强度介于74～110 MPa、局压面积比介于1.4～9的未配置间接钢筋的RPC的局压承载力试验数据,对未配置间接钢筋的RPC局压承载力影响因素进行参数分析,发现未配置间接钢筋的RPC局压承载力与局压面积比及轴心抗压强度有关。根据试验结果及收集数据可知：配置高强网格式间接钢筋的RPC局压破坏时,间接钢筋不易发挥作用,RPC对局压承载力的贡献远大...     

复掺GO与钢纤维对UHPC性能的影响研究

该文研究了复掺氧化石墨烯(GO)与钢纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能、流动性能、耐久性能的影响规律。研究结果表明:GO复掺钢纤维可以明显提高UHPC的抗压强度,但是会降低工作性。随着钢纤维掺量的增加,UHPC的流动度逐渐降低。复掺GO与钢纤维可以提高UHPC的抗氯离子渗透性能,降低干燥收缩,提高抗硫酸盐侵蚀性能。     

UHPC加固锈蚀钢筋混凝土柱轴心受压性能试验研究

为研究在轴压荷载作用下,UHPC对锈蚀钢筋混凝土柱加固前后的裂缝开展情况、破坏形态、竖向和横向变形、极限荷载的影响,共设计了9根试件,通过电化学的方式对所有试件通电锈蚀,再采用UHPC对部分试件加固,最后采用控制变量法分别对锈蚀率为10％、20％、30％的试验柱进行轴压破坏试验研究.试验结果表明:钢筋混凝土柱的表观裂缝随锈蚀率提高逐渐发展,UHPC可以有效的抑制锈蚀裂缝的开展,采用UHPC加固后不会对原RC柱产生围压作用;未加固试件破坏形态主要表现为试验柱表面出现大量裂缝后混凝土被压碎,加固后试验柱破坏形态主要表现为UHPC加固层劈裂破坏;加固后构件极限压应变值平均提高了24.8％,极限拉应变值平均提高了34.1％,极限承载力约为原试验柱的2倍;对UHPC加固锈蚀RC柱进行了理论模型验证,考虑了核心约束区混凝土强度的增强、锈蚀后混凝土的有效截面面积、锈蚀钢筋屈服强度的折减系数等,研究结果表明该理论模型与实测值较为符合.在考虑核心约束区混凝土强度的增强、锈蚀后混凝土的有效截面面积、锈蚀钢筋屈服强度的折减系数的基础上,提出了UHPC加固锈蚀RC柱的理论模型,理论值与实测值符合较好,可供实际工程参考.     

网状配筋砖砌体在局压荷载作用下的承载力研究

通过8组不同配筋率和砂浆强度的网状配筋砖砌体试件局压承载力试验,对其破坏形态及承载力进行了研究分析,并利用ANSYS有限元软件对试件受力情况进行了模拟计算,分析结果与试验结果吻合较好.同时设计了2组模拟墙片进行有限元扩大参数分析,验证了网状配筋有效地改善了砌体的局压性能,提高了砌体的局压承载力.综合试验结果与有限元分析,参考现行规范对砌体局压承载力与偏压承载力的计算,提出了网状配筋砖砌体局压承载力的计算公式.     

超高性能混凝土大键齿干接缝受剪性能与承载力计算方法

接缝是节段预制拼装超高性能混凝土(UHPC)梁结构中的薄弱部位,其受剪性能不足易引发梁结构的局部剪切破坏,造成结构安全问题。为充分发挥UHPC高强、高韧等优异的力学特性,提出了有无配筋的UHPC大键齿干接缝形式,并通过直剪性能试验分析了大键齿UHPC干接缝的受剪性能。研究结果表明：大键齿UHPC接缝不会发生键齿压碎现象;以大键齿代替多键齿可以提高UHPC接缝的受剪性能;在大键齿UHPC接缝中适当配置抗剪钢筋,可以有效抑制斜裂缝开展,显著提高大键齿干接缝受剪性能。基于试验结果,采用有限元方法进行参数化研究,分析侧向应力、UHPC强度、键齿构型等参数对大键齿干接缝受剪性能的影响。结果表明,对于UHPC大键齿接缝,键齿的深高比设置不宜小于0.167,键齿倾角设置不宜大于45°。基于UHPC材料拉压特性,对美国AASHTO中接缝抗剪强度计算方法进行修正,给出了适用于UHPC键齿干接缝的抗剪强度计算公式。该式计算结果与试验结果的比值为0.89,表明其适用于UHPC键齿干接缝受剪承载力计算。     

方钢管螺旋筋复合约束混凝土柱偏压性能试验及承载力计算

为研究方钢管螺旋筋复合约束混凝土柱的偏心受压性能,完成了18个试件(其中17个方钢管螺旋筋复合约束混凝土试件和1个普通方钢管混凝土对比试件)的偏心受压加载试验。考虑了螺旋筋间距、径宽比、长细比、偏心率、纵筋配筋率以及钢管壁厚6个变化参数,通过试验,观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了荷载-挠度曲线和荷载-应变曲线,分析了各变化参数对其偏压性能的影响规律。结果表明:方钢管螺旋筋复合约束混凝土的承载性能和破坏形态与普通方钢管混凝土的相似;螺旋筋主要在弹塑性和下降段发挥作用,并可提高试件的承载力和延性,延缓钢管壁的局部鼓曲,且材料强度能够充分发挥,其间距越密试件的变形性能越好;偏心率和钢管壁厚对承载力影响显著,其他参数的影响相对较小。最后提出了基于偏心率折减系数和内力相关关系的偏压承载力计算式,计算值与试验值均吻合较好。     

考虑孔道及核心面积影响的混凝土局部受压承载力试验研究

为了深入考察预留孔道、间接钢筋内表面范围内混凝土核心面积和局部受压面积比等关键参数对局部受压承载力的影响,完成了12个素混凝土试件、9个配置网片式间接钢筋的混凝土试件和9个配置螺旋式间接钢筋的混凝土试件的轴心局部受压承载力试验。获得了间接钢筋的应变分布、楔形体特征及破坏形态等试验资料。试验结果表明:预留孔道的存在将使混凝土局部受压承载力提高系数降低,其降低幅度随孔道直径的增大而增大;当网片式间接钢筋的种类、直径、根数、网片间距不变或螺旋式间接钢筋的种类、直径及螺旋间距不变时,局部受压承载力随混凝土核心面积的增加而线性提高。建立了基于试验结果的考虑预留孔道直径和核心面积大小影响的混凝土局部受压承载力计算公式,可供相关设计标准修订时参考。     

UHPC键齿湿接缝直剪试验及湿接缝直剪承载力统一公式

为得到UHPC键齿湿接缝的直剪受力性能及直剪承载力统一公式,开展17个UHPC试件的直剪推出试验,考察键齿形状、侧向应力等对UHPC键齿湿接缝直剪破坏模式、裂纹发展情况、直剪强度以及剪切滑移性能的影响,并结合前期24个UHPC整体浇筑试件和24个UHPC平(湿)接缝试件的试验结果对UHPC界面直剪承载力计算方法进行研究。结果表明：UHPC键齿接缝试件的剪切破坏过程可分为线弹性阶段、裂纹发展阶段、破坏阶段和残余应力阶段;各键齿接缝直剪破坏界面与剪切界面几乎重合;梯形(键齿夹角113°)、矩形、倒梯形(键齿夹角65°)等三种键齿形式的直剪性能基本相同,为方便施工,工程中键齿宜选用梯形;键齿接缝试件的初裂强度、峰值强度提升值(相对于平接缝)与整体试件相应强度提升值之比远小于两者剪切面的整体面积之比;无侧向应力下,UHPC键齿接缝试件的剪切刚度和峰值强度均大于平接缝试件,逊于整体试件,且差距较大;键齿接缝试件峰值强度为整体试件的52.5%;在5MPa侧向应力下,平接缝试件与各键齿接缝试件剪切刚度已差别不大,峰值强度差值变小;键齿接缝试件的峰裂比(峰值强度与初裂强度之比)为1.173～1.319;键齿接缝试件的剪切刚度、延性系数、初裂强度、峰值强度及剪切滑移能力均随着侧向应力的增大而增大;UHPC湿接缝试件初裂强度和峰值强度随侧向应力的增长规律符合库伦准则,其摩擦系数可取1.26。最后,建立物理意义明确、形式简单、精度较高的可适用于未配抗剪钢筋UHPC整体界面、平湿接缝界面和键齿湿接缝界面的直剪承载力计算统一公式。     

HTRCS加固RC偏压柱承载力计算方法研究

超强高韧性树脂钢丝网混凝土(HTRCS)是一种新型复合材料,由内嵌增强钢丝网和高性能树脂混凝土组成.为了获得HTRCS加固钢筋混凝土(RC)偏压柱正截面承载力的计算式,进行了材料性能试验研究,得出了加固材料的本构关系,结合已完成的HTRCS侧面加固RC偏压柱试验,对偏压柱的承载力进行了理论分析.根据试件破坏特征,不考虑...     

矩形钢管混凝土横向局部承压强度的试验研究

本文进行了9个矩形钢管混凝土和3个空心矩形钢管的横向局部承压试验。试验的主要参数为局部承压面积和管内混凝土填充长度。试验结果表明,矩形钢管混凝土横向局部承压强度提高系数高于素混凝土局部承压强度提高系数,钢管参与了局部承压,管内混凝土的填充长度也是影响横向局部承压强度的主要因素。在分析横向局部承压机理的基础上,构造了考虑钢管参与工作和混凝土长度影响的局部承压强度计算公式,与J.A.Packer和本文的试验结果相比,均吻合较好,为我国正在编制的《矩形钢管混凝土结构技术规程》中桁架X型受压节点承载力计算提供了参考依据。     

钢纤维混凝土二桩厚承台冲切、剪切承载力试验研究

共制作了30个缩尺模型为1:5的二桩混凝土和钢纤维混凝土承台试件并进行了静载试验。系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩承台承载力的主要因素,并应用最小二乘法给出了钢纤维混凝土二桩厚承台抗冲、抗剪承载力的计算公式。与普通钢筋混凝土厚承台相比,其承载力有较大幅度的提高,承台的厚度明显降低。本文建议的公式在工程上具有广泛的适用性,该研究成果为有关规定的修订试验依据。     

方形钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法对比

以方形钢管混凝土短柱的轴压承载力为研究对象,总结了现有的几种计算理论及计算公式,通过各公式的计算结果与试验结果的对比表明,基于叠加原理的EC4(2004)公式较其他规范公式在计算方形钢管混凝土轴压强度时有更好的适用性。     

空腹钢柱极限承载力与抗震性能试验研究

通过对空腹钢柱在竖向荷载、水平荷载作用下的构件试验,研究了空腹钢柱的承载力性能;通过对有上柱的空腹钢柱以及完全空腹钢柱在低周反复荷载作用下的构件试验,研究了空腹钢柱的滞回性能及抗震性能。试验结果表明:空腹钢柱具有较高的竖向及水平承载能力,在水平荷载作用下具有较强的抵御水平变形的能力,且其对竖向荷载的P-Δ效应反应不明显。同时,构件具有良好的耗能性能。     

钢-超高性能混凝土组合板冲切性能试验研究和承载力计算

钢-超高性能混凝土(UHPC)组合板是将钢板与UHPC通过连接件组合成整体,具有高强、高延性、抗开裂、施工便利等特性,可应用于桥面板、防护工程等结构中.由于钢-UHPC组合板相对较薄且往往承受集中荷载,因此需要对其抗冲切性能进行重点研究.通过变化连接件参数、UHPC厚度、钢板厚度和加载区边长,完成了14块板件在集中荷载...