配筋超高强混凝土抗侵彻性能对比试验研究

寻找合适的结构材料来抵御深钻地武器打击是当前工程防护研究中的难题。采用C40钢筋混凝土、高强花岗岩和配筋超高强混凝土三种材料,进行在相同打击条件的对比试验。试验结果表明,配筋超高强混凝土具有非常优良的抗侵彻性能,其侵彻深度仅是C40钢筋混凝土的22%、高强花岗岩的41%。根据试验结果,计算出上述三种靶体别列赞侵彻公式的材料系数、快速侵彻仿真响应函数的材料参数,进而拓展至BLU-113等典钻地战斗部,获得侵彻深度等关键数据。研究成果可为配筋超高强混凝土的材料选型、抗侵彻设计提供参考依据。     

基于能量比例系数的滚石冲击力计算方法研究

滚石冲击力是滚石防护工程设计的重要依据。为此，基于能量守恒原理，引入能量比例系数，考虑滚石冲击角度，提出滚石冲击土体的最大冲击力计算方法。通过物理模型试验，研究了滚石特征参数(质量与尺寸)、动力学参数(冲击速度与角度)及土体性质参数(密度与抗压强度)对能量比例系数的影响，构建能量比例系数无量纲经验公式，建立滚石冲击力计算模型并验证了模型的可靠性。结果表明：能量比例系数与滚石质量、冲击速度、冲击角度呈负相关关系，而与滚石尺寸、土体密度以及抗压强度正相关；提出的基于能量比例系数的滚石冲击力计算模型能够有效预测滚石最大冲击力，且与已有研究中大尺度模型试验结果吻合良好。研究成果可为滚石灾害防治提供理论依据及技术支持。     

粉煤灰对高强混凝土徐变性能影响的试验分析和计算研究

徐变函数的精确与否直接影响到混凝土徐变应力和变形等计算结果的精度。为修正徐变度幂指数函数表达式存在的待定系数多、计算工作量大等不足,依托试验数据,提出了对数函数表达式,可较方便地求解拟合公式中的各系数,计算精度能够满足工程要求;同时以粉煤灰、水胶比为试验变量,研究了两者对高性能混凝土徐变性能的影响,引入徐变度影响系数以综合反映粉煤灰掺量、水胶比以及加载龄期的影响程度。分析结果表明,计算值与实测结果较为吻合,徐变度影响系数可应用于掺粉煤灰混凝土的徐变预测模型。     

弹体侵彻混凝土过载特性研究

依据量纲理论 ,建立了混凝土中侵彻弹体过载特征的工程计算模型 ,对试验结果进行回归分析拟合出工程计算模型的具体公式 ,最后由试验中实测的过载特征参数验证了公式的可靠性     

公路桥梁冲击系数研究及在斜拉桥中的应用

冲击系数是桥梁设计的重要参数。对比各国规范对移动荷载冲击系数的计算公式,中国规范对冲击系数的要求偏低。文章结合斜拉桥动力试验实测数据,对比现行中国规范对冲击系数的要求,显示出仅用基频计算冲击系数和实测数据有较大差距。针对上述现象,文章提出斜拉桥冲击系数的取值方法,并建议制定针对斜拉桥等柔性结构体系桥梁的冲击系数计算方法。     

高强混凝土介质侵彻系数计算方法

侵彻深度是防护工程设计的重要参考指标,国内现行规范中仍然采用别列赞侵彻计算公式,而混凝土介质侵彻系数大多是通过弹体侵彻低强度混凝土靶体得到,无法准确预测弹体侵彻高强混凝土深度.采用数值模拟和试验数据分析相结合方法得到高强混凝土介质侵彻系数,并通过不同形状弹体进行验证.结果表明:计算结果与数值模拟计算结果整体吻合较好,给...     

动能弹丸冲击侵彻混凝土靶数值模拟分析

应用显式动力有限元程序,对Φ37mm弹丸冲击侵彻普通混凝土及钢纤维混凝土问题进行了数值模拟分析。为了描述混凝土材料的非线性变形及断裂特性,计算中引入了Holmquist-Johnson-Cook累积损伤材料模型,侵彻深度计算结果与试验数据相吻合,并得到了侵彻过程中的主要物理图像和曲线。在此基础上分析研究了钢纤维混凝土与普通混凝土抗弹丸冲击侵彻性能的异同之处。     

活性粉末混凝土抗冲击性能研究

为验证新型遮弹材料钢纤维活性粉末混凝土（RPC）的抗冲击性能,利用自行研制的含纤维率为5%的RPC试件进行多组侵彻与接触爆炸试验。利用弹径分别为57与80 mm的半穿甲弹与钻地弹进行侵彻试验,2种实弹的着靶速度分别为300～600与800～900 m/s。通过将RPC试件的多组侵彻试验数据与利用经验公式计算所得半穿甲弹侵彻C30钢筋混凝土的深度以及钻地弹侵彻C30钢筋混凝土的试验数据进行对比分析可知,该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的2倍左右,同时验证用于计算RPC侵彻深度的理论公式的正确性,并分析了影响RPC抗冲击性能的因素。利用质量为0.5～3.0 kg的多组TNT炸药进行接触爆炸试验,通过将RPC试件的多组接触爆炸试验数据与利用经验公式计算所得的C30钢筋混凝土接触爆炸结果进行对比分析可知,该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的3倍左右,同时得到该RPC材料的爆炸压缩系数为0.042,填补了国防工程设计中的空白。     

一个新的多系数混凝土收缩模型

对5种强度等级(不同水泥用量和水灰比)、2种养护方式、2种湿度环境共69个混凝土棱柱体试件进行了长达589d的收缩试验,收集了国内外588个混凝土收缩试验数据,通过归一拟合,获得了各因素对混凝土收缩的影响系数公式.基于各因素对混凝土收缩的影响系数公式和试验数据,提出了适用于相对湿度为10%~100%,温度为5~80℃,试件理论厚度为10~500mm,湿养时间为1~500d,水泥用量为190~500kg/m3,水灰比(质量比)为0.35~0.70的多系数混凝土收缩模型,该模型计算值与收缩试验数据吻合较好.     

活性粉末混凝土抗冲击性能研究

 为验证新型遮弹材料钢纤维活性粉末混凝土(RPC)的抗冲击性能，利用自行研制的含纤维率为5%的RPC试件进行多组侵彻与接触爆炸试验。利用弹径分别为57与80 mm的半穿甲弹与钻地弹进行侵彻试验，2种实弹的着靶速度分别为300～600与800～900 m/s。通过将RPC试件的多组侵彻试验数据与利用经验公式计算所得半穿甲弹侵彻C30钢筋混凝土的深度以及钻地弹侵彻C30钢筋混凝土的试验数据进行对比分析可知，该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的2倍左右，同时验证用于计算RPC侵彻深度的理论公式的正确性，并分析了影响RPC抗冲击性能的因素。利用质量为0.5～3.0 kg的多组TNT炸药进行接触爆炸试验，通过将RPC试件的多组接触爆炸试验数据与利用经验公式计算所得的C30钢筋混凝土接触爆炸结果进行对比分析可知，该RPC材料的抗侵彻性能是C30钢筋混凝土的3倍左右，同时得到该RPC材料的爆炸压缩系数为0.042，填补了国防工程设计中的空白。     

钢筋混凝土梁受剪承载力可靠度分析

在GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》修订过程中,所参考的试验数据主要来自85版设计规范背景资料,其构件数量及试验参数取值范围均存在一定的局限性。通过收集并整理国内外的钢筋混凝土矩形截面简支梁受剪试验数据,对GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式的合理性进行分析,得到计算模式不定性的统计参数,并采用考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩方法进行可靠度分析。结果表明：GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中均布荷载作用下钢筋混凝土梁受剪承载力的可靠指标能够满足GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的要求;集中荷载作用下钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式拟合曲线不再是更新后的试验数据的下包线,其可靠指标既不能满足GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的基本要求,也明显低于正截面受弯承载力的可靠指标。建议GB 50010-2010在全面更新试验数据的基础上,校准钢筋混凝土梁承载力计算公式的可靠度。     

钢筋混凝土浅梁受剪承载力的修正计算

在更新钢筋混凝土矩形截面简支梁受剪试验数据的基础上，分析了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土浅梁受剪承载力计算公式存在的问题。通过对集中荷载作用下987根无腹筋梁受剪试验数据进行非线性拟合得到混凝土项，并利用103组配对试件受剪试验结果验证了45°桁架模型的合理性，进而提出了修正计算式。结果表明GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土浅梁受剪承载力计算公式的安全度偏低，而对混凝土强度取值范围的限制偏于保守。修正计算式采用统一的表达式，且考虑了纵向受拉钢筋配筋率和尺寸效应的影响。集中荷载和均布荷载作用时，修正计算式的可靠指标较接近,且都能满足GB 50068—2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的基本要求。     

弹丸对混凝土薄板的冲击破坏效应

介绍高速弹丸冲击混凝土薄板后所产生的贯穿破坏效应,通过模型试验、数值模拟和量纲理论分析,取得了三者吻合较好的结果,并导出了计算弹丸穿透混凝土薄板后残余速度的经验公式。通过弹丸撞击有限厚度钢筋混凝土靶板的模型试验,获得了有关靶板冲击破坏的宏观图象及弹丸贯穿靶板后的残余速度。介绍了非线性三维动力有限元程序和混凝土材料的脆性损伤模型,对弹丸冲击效应试验中的靶板破坏过程进行了数值模拟,通过数值模拟计算,形象地再现了弹丸高速冲击作用下,钢筋混凝土靶板发生贯穿破坏的物理过程,数值模拟结果与试验中靶板的实际破坏图象十分吻合。通过量纲分析,得出了描述钢筋混凝土板冲击破坏效果各参数之间的无量纲关系,利用现场试验数据进行回归,导出了贯穿条件下的弹丸余速计算公式。     

预应力型钢混凝土框架梁裂缝控制试验分析及计算

裂缝宽度控制的目的是保证结构的正常使用功能和结构耐久性能。在两榀预应力型钢混凝土框架竖向静力试验的基础上,对预应力型钢框架裂缝发生、开展和分布进行了详细的观测与分析。考虑次弯矩、次轴力的影响,基于现行混凝土规范的裂缝宽度计算原理,提出了全面考虑次内力的预应力型钢混凝土结构最大裂缝宽度计算公式,建议的计算公式概念明确,计...     

钢筋混凝土结构的工作寿命设计-针对氯盐污染环境

混凝土耐久性现在正在向定量化发展,同时正在融入钢筋混凝土结构可靠度和工作寿命设计体系。通过将氯盐污染、氯离子渗透和导致钢筋锈蚀,转换为与时间相关的环境荷载与结构劣化进程,目前已形成具有实用价值、可操作的结构工作寿命设计体系。本文介绍了这方面最新进展,包括氯盐污染对结构的破坏作用,氯离子渗透数学模型与主要参数,以结构混凝主耐久性为基础的工作寿命、可靠度概念和理论计算方法,以及设计高耐久性钢筋混凝土结构的技术路线。     

型钢混凝土节点抗剪承载力的可靠度分析

根据《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138—2001)给出的型钢混凝土节点抗剪承载力设计公式,用Monte-Carlo法对型钢混凝土节点抗剪承载力的可靠指标口进行计算。Matlab的数值计算功能解决了Monte- Carlo法直接抽样的困难,并通过一算例定量分析了荷载效应比、混凝土强度等级和节点核心区配箍率等变化对节点抗剪承载力的可靠指标β的影响。     

基于MARC软件的钢骨混凝土T形截面柱抗剪承载力研究

通过对T形钢骨混凝土柱的抗剪承载力试验数据的Marc软件模拟,验证了软件模拟的可靠性。利用Marc软件,通过对改变配骨形式的钢骨混凝土T形截面柱在不同轴压力系数、剪跨比、配骨率下的数值模拟试验,得出了影响钢骨高强混凝土T形柱抗剪承载力因素的变化规律,提出了钢骨混凝土T形截面柱抗剪承载力计算公式。     

钢筋混凝土厂房柱的耐久性分析

对钢筋混凝土厂房柱的动态可靠度进行了分析,得到了它的可靠指标与时间的函数关系。基于动态可靠性探讨了钢筋混凝土厂房柱的耐久性设计,提出了耐久性设计系数计算式。其方法和结果对建筑结构的设计、管理和研究具有一定的参考价值。