CFRP加固含疲劳裂纹钢板的有限元参数分析

CFRP加固含疲劳裂纹钢板可显著提高其疲劳寿命。采用有限元分析方法,详细研究了CFRP长度、宽度、厚度、弹性模量,胶层的剪切模量和厚度等各种参数对加固效果的影响。结果表明:提高CFRP的弹性模量、厚度,采用适当的胶层剪切模量、厚度,对提高加固效果显著。根据有限元计算结果,归纳得出应力强度因子幅的计算经验公式,该经验公式与有限元计算结果和试验结果符合较好,可用于计算CFRP加固含疲劳裂纹钢板疲劳寿命的计算。     

局部粘贴钢板加固梁中界面应力的有限元分析

对局部粘贴钢板加固梁的界面应力影响因素进行了有限元分析。分析了粘胶层的厚度ta和弹性模量Ea,钢板厚度tp、层数N和弹性模量Ep对界面应力的影响,得到了在粘钢加固设计中粘胶层厚度应为2~3 mm、钢板的厚度应为4~6 mm、钢板的层数应为一层,钢板应选用柔性钢板等可用于工程实际的结论。     

玻璃天桥和玻璃栈道中钢化玻璃的受力及设计分析

介绍了我国已修建的玻璃桥梁以及受力方式,将有限元计算结果与JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》建议方法计算结果和试验结果进行对比,验证有限元计算的准确性,对钢化夹层玻璃板的承载性能进行参数分析。研究结果表明:随着玻璃板短边长度的增加,有限元所得的最大应力和挠度线性增加,JGJ 113—2015建议方法计算得到的应力线性增长而挠度非线性变化。玻璃层数对玻璃板的承载能力影响较大。增加单片玻璃厚度,玻璃板的最大应力和挠度均会降低。设计中,玻璃板的动力放大系数可取2. 0。     

梯形波纹钢板的几何形状对波纹钢板拱的力学性能影响研究

利用ABAQUS有限元软件,建立波纹钢板拱的计算模型,研究了梯形波纹钢板的厚度、波高以及水平段长度对波纹钢板拱力学性能的影响。研究表明:增加波纹钢板的厚度和波高,可以增强波纹钢板拱的承载能力;增加波纹钢板的水平段长度,结构的最大应力和最大挠度呈现先降低后增加的变化趋势,波纹钢板的水平段长度存在一个合适值。根据波纹钢板结构参数对波纹钢板拱力学性能的影响研究,提出了波纹钢板顺桥向变厚度布置和横桥向变波高布置的两种布置模式,计算表明:波纹钢板顺桥向变厚度布置可以降低结构的应力和挠度,波纹钢板横桥向变波高布置同样可以降低结构的应力和挠度,综合采用两种布置模式,可以极大程度地提高波纹钢板拱的承载能力。     

谈粘贴玻璃钢板加固混凝土梁中玻璃钢板尺寸

对10片粘贴不同玻璃钢板长度和厚度的加固梁进行有限元分析和试验研究，探讨玻璃钢板尺寸对加固混凝土梁加固效果的影响，试图找到在满足加固要求的前提下的最佳玻璃钢板粘贴尺寸（即最佳的长度和厚度），为该类构件的优化设计奠定基础。     

粘贴钢板加固RC梁非线性有限元数值模拟

提出了外粘钢板加固受弯钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,该模型采用了一种特殊的、具有剥离破坏功能的界面单元来模拟混凝土和外粘钢板之间的粘结层,影响这种剥离破坏的主要因素是板的厚度.由于传统的梁理论不能描述这种加固梁剥离破坏,因此,采用有限元方法能全面地、整体地描述这种加固梁的各种破坏模式.数值计算结果与各种厚度的钢板加固梁试验结果相吻合.     

钢桥面板顶板-U肋焊缝开裂钢板补强维护效果研究

建立不同补强钢板厚度、宽度的分析模型,绘制焊根、焊趾应力分布曲线,分析不同补强钢板尺寸对裂纹尖端应力的影响。在此基础上,对比钢板补强试件模型(补强钢板厚度、宽度分别为10,300 mm)的开裂试件模型、未开裂试件模型的焊根应力分布情况,并结合相同几何参数的钢板补强试件的疲劳试验结果,从裂纹尖端应力变化、裂纹扩展速率、疲劳寿命等角度,对钢板补强维护效果进行评价。研究结果表明:裂纹尖端应力受补强钢板厚度影响较小,考虑到常见的顶板厚度与U肋厚度,在实际应用中可取补强钢板厚度为10 mm;补强钢板边缘对应的焊根、焊趾位置无应力突变现象;补强钢板宽度为3倍裂纹长度时,裂纹尖端应力下降约18%;在焊趾设置补强钢板可明显提升裂纹扩展寿命,与有限元分析结果一致。     

胶层厚度对梁底粘钢加固的剥离影响仿真研究

为研究粘钢法加固胶层厚度对钢板剥离的影响,本文针对梁底粘钢板加固混凝土梁正截面,建立了同一钢筋混凝土梁用不同胶层厚度粘贴相同钢板的有限元模型,进行了仿真分析。通过对胶层和混凝土粘贴界面的应力场分析,发现胶层厚度对胶层端部的应力集中有影响,对界面胶层中间区域应力无影响,说明胶层厚度对钢板的端部剥离有一定的影响。     

点式玻璃幕墙面板承载力及变形性能的有限元分析

通过有限元数值模拟对点支式玻璃板在风荷载及地震荷载作用下进行分析，考查玻璃面板厚度和孔心边距等因素对玻璃板应力及变形性能的影响，并将分析结果与理论计算结果进行对比，验证有限元模拟结果的有效性。     

组合桥面板混凝土收缩自应力分析

为了了解混凝土收缩对钢—混凝土组合桥面板受力性能的影响,本文通过对平钢板—混凝土组合板混凝土收缩自应力进行研究,通过建立板壳—实体有限元混合模型,计算分析钢板厚度、配筋率、构件理论厚度等各种参数变化下的钢—混组合结构的收缩自应力,提出该种形式下降低混凝土收缩自应力的优化措施。     

风化岩地基GFRP抗浮锚杆力学与变形特性现场试验

利用光纤光栅传感技术,对10根GFRP抗浮锚杆进行现场拉拔破坏性试验,研究了风化岩地基中GFRP抗浮锚杆的承载性能与变形特性。试验结果表明:发生滑移破坏的锚杆杆体、锚固体荷载-位移差曲线高于同型号发生断裂破坏的锚杆;锚固长度接近临界锚固长度的试验锚杆荷载-位移差曲线上升较平稳;增加杆体直径有助于提高锚杆承载能力、限制杆体位移并且降低杆体、锚固体的位移差。此外,杆体横截面轴应力沿锚固深度呈"反S型"分布,由孔口沿锚固深度方向递减;锚杆轴向界面剪应力沿锚固深度呈先增大后减小的趋势,且剪应力在锚固体内按斜向上方向由第一界面传递至第二界面。最后,利用剪应力分布简化模型求得杆体、锚固体位移差与发生滑移破坏的锚杆试验结果较为一致,可为GFRP锚杆的推广应用提供理论基础。     

CFRP/GFRP混杂加固混凝土梁胶层界面应力有限元分析

建立了CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁有限元模型,采用数值方法研究了不同HFRP弹性模量、不同胶层厚度、不同胶层弹性模量下胶层的剪应力、正应力和混凝土梁底面的第一主应力变化情况.通过对比分析,研究这些参数对CFPR/GFRP混杂纤维布加固工程结构界面粘结力学性能的影响,揭示了胶层剪应力、正应力和界面混凝土第一主应力对纤维布剥离破坏的影响.     

GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的试验研究

针对玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋与珊瑚混凝土间的黏结行为研究较少,进而影响到相关结构计算及性能分析等问题,开展了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的拉拔试验研究,分析了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程和黏结-滑移曲线特征,以及相对保护层厚度、黏结长度和珊瑚混凝土材料特性等因素对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度的影响.结果表明:GFRP筋与珊瑚混凝土的黏结强度能够满足一般工程需要,GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程、黏结-滑移曲线特征、黏结机理、破坏形态与GFRP筋-普通混凝土的黏结行为较为接近;各影响因素中,黏结长度、相对保护层厚度、GFRP筋直径及表面状况对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度及破坏形态影响较大.     

GFRP型材-混凝土组合梁受弯性能试验

为了研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)型材-混凝土组合梁在静载作用下的受弯性能,将GFRP工字型材的上翼缘埋于混凝土板内,完成了8根GFRP型材-混凝土组合梁三分点加载受弯性能试验,得到了其破坏形态、荷载-跨中挠度曲线、荷载-应变曲线以及荷载-滑移曲线,分析了界面连接方式及型材厚度对组合梁受弯破坏机理、正截面受弯承载力及延性的影响。通过比较分析组合梁截面应变、跨中挠度、界面相对滑移的变化规律,验证了将GFRP工字型材的上翼缘置于混凝土板内作为剪力键的可行性。结果表明:接触面喷砂和GFRP型材上翼缘设置螺栓的界面连接方式可以显著降低GFRP型材与混凝土板界面间的滑移,从而提高组合梁的整体工作性能; GFRP型材厚度对试件的承载力影响不明显,但是型材厚度提高48%,其挠度降低20%左右; 所得结论可为该组合梁的理论分析与实际工程应用提供参考。     

GFRP锚杆粘结特性研究

通过GFRP锚杆与水泥砂浆之间的粘结强度试验,研究了GFRP锚杆的锚固特性,采用理论分析方法研究了GFRP锚杆表面沿锚固长度方向的应力分布,获得了锚杆轴力和粘结应力沿杆长的分布规律,并采用数值模拟方法对结果进行了验证。     

螺纹GFRP筋与混凝土黏结性能试验与理论计算

为研究螺纹玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与混凝土界面的黏结性能,选用不同直径的GFRP筋材制备3组拉拔试件,标准养护28 d后开展中心拉拔试验.试验结果表明:GFRP筋与混凝土的黏结强度随其直径的增大而增大,拉拔试件的破坏模式和黏结应力-滑移曲线也随之变化;当GFRP筋直径较小(8、12 mm)时,拉拔试件主要发生...     

胶合木植筋黏结锚固性能试验研究

对25个胶合木植筋（带肋钢筋）试件进行对拉试验,研究植筋长细比(λ=la/d)及胶层厚度对胶合木植筋的连接承载力及界面黏结性能的影响,并对试件的破坏形态和破坏机理进行分析。为获得胶层界面黏结应力的分布,设计钢筋内贴片试件进行试验。结果表明,试件的破坏形态主要有钢筋拔出、木材环向剪切、木材劈裂、钢筋屈服;植筋连接的拉拔承载力随锚固长度及胶层厚度的增加而增大,当植筋长细比λ达到12.5时,试件发生钢筋屈服破坏,属延性破坏模式;锚固长度与胶层厚度对植筋 木材的黏结性能影响显著,不同锚固长度和胶层厚度的试件,其胶层界面黏结应力分布符合Volkersen(1938)理论,总体上沿锚固长度方向呈两端附近大而中部小趋势;在胶层厚度2~6mm范围内,随着胶层厚度的增加,钢筋-胶层界面与木材-胶层界面平均黏结应力呈不同的变化规律,前者随胶层厚度的增加而增大,而后者随胶层厚度的增加而减小,且胶层厚度的适当增加有利于加载端部的黏结应力峰值的降低。     

FRP与混凝土界面黏结-滑移本构关系的试验研究

FRP与混凝土的黏结性能是外贴纤维增强聚合物加固钢筋混凝土结构技术的关键问题。采用修正梁模型,对9个外贴FRP条带加固混凝土受弯构件的黏结性能进行了试验研究,考察混凝土强度和FRP黏结长度对黏结性能的影响,分析了FRP应变以及局部黏结剪应力发展规律以及沿黏结长度在各级荷载下的分布规律,计算得到了局部黏结剪应力-滑移关系曲线。通过对试验结果的统计回归分析,提出3种不同复杂程度的局部黏结剪应力-滑移本构关系模型,3种本构关系模型与试验结果都吻合较好,可供实际加固改造工程应用以及完善相应规范的编制参考。     

GFRP土钉拉拔特性研究

由于传统土钉材料存在易腐蚀、耐久性差等缺点,近年来以GFRP为代表的新型土钉材料得到了高度重视。针对GFRP土钉受力特性,运用双曲线模型描述其在拉拔过程中剪应力–剪应变关系,采用数值方法求解拉拔控制方程,从而确定轴力、剪应力及位移沿钉长的分布。同时,通过室内GFRP模型土钉的拉拔试验,验证了该模型预测结果的准确性。在此基础上,对土钉直径、土–钉界面抗剪强度、土–钉模量比等参数进行了参数分析,并针对GFRP土钉容许拉拔力的确定提出了按位移控制的思路。     

花岗岩直板轴向压缩的分层破坏及围岩失稳探讨

基于弹性稳定理论,确定抗拉强度较低的板状构件因拉伸分层而轴向压缩失稳的条件;利用宽80 mm、长270~420 mm、厚8~20 mm的花岗岩直板,以刚性压头或垫入5~10 mm橡胶模拟端部的固支和铰支进行单轴压缩。厚16 mm及以上直板会发生分层破坏,强度约为标准试样的40%而不再随厚度增加;而较薄直板可以Euler压缩失稳估计其破坏载荷。从围压对强度的影响趋势看到,花岗岩标准试样单轴压缩强度明显偏低,这同样源于拉伸分层引起的压缩失稳。岩体抗拉强度较低,深部巷道围岩在轴向应力作用下可能发生结构失稳和分区破裂而出现片帮和底鼓,平面应变状态下应力分析和强度校核不足以确认工程安全。