组合受力钢筋混凝土环形截面构件极限承载力研究

基于变角空间桁架理论对钢筋混凝土环形截面构件在拉压弯剪扭组合受力下的极限承载力计算模型进行了研究,具体研究内容包括构件破坏截面几何形式表达和极限承载力计算公式.首先依据变角空间桁架理论推导出在拉压弯剪扭组合受力下的钢筋混凝土环形截面构件的破坏面倾角表达式.据此确定破坏面几何形状,并对破坏面一侧隔离体建立极限平衡方程,获得组合受力的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式.并将推导的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式与相应的试验研究结果进行比较.     

铝合金毂式节点轴向拉压受力性能有限元分析

为探究空间结构体系中铝合金毂式节点受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS建立了25个不同尺寸的铝合金毂式节点精细化数值模型研究其受拉和受压性能,并分析了毂体槽间距、齿间距、齿宽度、齿深度等因素对节点受力性能的影响.分析结果表明:节点受拉承载力主要由毂体与杆件嵌入部分之间凹凸齿槽承担;改变主要参数,节点受拉极限状态共出现毂体凸齿弯剪破坏、毂体最内侧槽部弯剪破坏、毂体最外侧槽部弯剪破坏和毂体凸齿剪切破坏4种破坏模式;在研究范围内增大毂体槽间距和齿宽度,节点抗拉极限承载力增加71.3%和112.9%;节点受压极限状态主要为失稳破坏,主要参数的改变对其承压性能影响较小.最终给出研究范围内节点抗拉极限承载力公式和设计建议.     

剪力钉连接件拉剪共同作用抗剪性能

为明确剪力钉连接件在拉剪荷载作用下的力学性能,开展了5组受拉、受剪和拉剪共同作用模型试验,结合有限元模型,探讨了混凝土强度和剪力钉尺寸对抗剪承载力的影响,提出了拉剪共同作用剪力钉连接件荷载-滑移关系式和抗剪承载力计算公式。结果表明：当拉力施力比从0增到0.6时,剪切刚度下降69%,弹性极限荷载与抗剪承载力的比值从0.55下降至0.24,抗剪承载力下降31%;混凝土强度和拉力施力比对剪力钉抗剪承载力的影响具有相关性。本文提出的拉剪共同作用剪力钉连接件荷载-滑移关系式和抗剪承载力计算公式可应用于工程设计和计算。     

活性粉末混凝土梁抗剪承载力预测的相关向量机模型

摘　要: 为了利用活性粉末混凝土梁一些易获取的相关参数较好地预测其抗剪承载力, 提出一种基于相关向量机(RVM) 的抗剪承载力预测模型。通过样本训练建立活性粉末混凝土梁抗剪承载力与混凝土棱柱体抗压强度以及梁剪跨比、 配箍率、 纵筋率等4 个主要影响因素之间的非线性映射关系, 并据此对其他样本的抗剪承载力进行精准预测。在相同样本情况下, 将RVM 模型应用于活性粉末混凝土梁抗剪承载力预测实例与BP 神经网络模型的预测结果进行对比。研究结果表明: RVM 模型预测精度更高、 离散性更小;敏感因子分析进一步探究了4 个影响因素选取的正确性及因素与抗剪承载力之间的相关性, 其中剪跨比敏感因子最高, 在活性粉末混凝土梁抗剪承载力相关研究中应重点分析。     

高强冷弯超薄壁型钢墙架受剪性能分析

运用有限单元法对一种高强冷弯超薄壁型钢独立墙架和组合墙架进行受剪性能分析,考虑材料非线性和几何非线性影响,研究墙架在水平和竖向荷载共同作用下的极限受剪承载力和变形特征,同时分析墙架立柱间距、墙架高度、拉铆钉间距等参数对墙架受剪性能的影响.结果表明:墙架杆件截面发生局部屈曲和扭转变形是影响这类墙架受剪承载力的主要因素;随着墙架立柱间距、墙架高度及拉铆钉间距增大,墙架结构的受剪承载力明显减小;"K"形支撑体系对防止墙架结构过早发生平面外屈曲起到了关键作用;组合墙架的屈曲荷载随着墙架个数的增加而增加迅速,体现了各墙架间协同工作的抗侧力性能.     

基于人工神经网络的钢筋混凝土异型节点抗剪承载力预测

研究了利用神经网络技术分析钢筋混凝土框架异型节点抗震性能的可行性．从前馈神经网络原理分析出发，利用神经网络方法研究了低周反复荷载作用下的钢筋混凝土框架异型节点抗剪承载力与各主要影响因素之间复杂的非线性关系，并建立了承载力的BP神经网络预测模型．通过与试验结果相对比，新方法获得了令人满意的结果．分析结果表明神经网络计算在钢筋混凝土框架异型节点的抗震行为和力学特性研究领域是一种切实可行且极具发展潜力的新方法．     

基于神经网络的方钢管混凝土短柱承载力计算

针对方钢管混凝土偏心受压柱钢管和混凝土材料受力状态复杂,各种因素对极限承载力的影响难以独立精确描述的问题,通过神经网络自学习、自组织、自适应和非线性映射,可找到输入、输出变量之间的关系,建立了预测钢管混凝土极限承载力的神经网络模型.以现有的方钢管偏心受压柱试验数据为样本,训练了一个四层BP网络模型,用模型计算了偏心受压方钢管混凝土柱的极限承载力.对6组实验数据进行了预测,结果表明,预测值与试验值吻合良好,精度较高.该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段,对钢管混凝土偏心短柱进行承载力计算.     

冷弯薄壁型钢组合墙体抗剪性能影响因素有限元分析

本文采用有限单元法对6层冷弯薄壁型钢住宅底层组合墙体的抗剪性能进行分析.在建立有限元模型时,采用了塑性壳单元,考虑了材料的非线性和几何非线性影响,自攻自钻螺钉连接采用耦合模型.分析墙骨架间距、拉条及刚性支撑设置、构件壁厚等因素对组合墙体抗剪承载力的影响,为实际工程提供一定的理论依据.     

三剪统一特征线场理论下碎石桩极限承载力计算

为考虑中间主应力对碎石桩极限承载力的影响,对桩和桩周土分别采用实心圆柱体模型和竖井模型,应用三剪统一空间轴对称特征线场理论分析碎石桩极限状态下桩土间的作用力,推导出碎石桩及复合地基极限承载力计算式。实例计算表明:碎石桩极限承载力随中间主应力效应参数b值的增加而增大;单桩的极限承载力随桩体内摩擦角和黏聚力的增大而增大。计算值与试验值的基本一致证明了该方法的合理性。     

方钢管砼柱轴心受力承载力的神经网络方法研究

方钢管混凝土轴心受压柱的钢管和混凝土材料的受力状态复杂，各种因素对极限承载力的影响难以独立地精确描述.神经网络通过自学习、自组织、自适应的非线性映射，可找到输入、输出变量之间的关系，因此适用于极限承载力的预测.以现有的方钢管混凝土柱轴心受压试验数据为样本，训练了一个三层的BP网络模型，建立了预测轴心受压方钢管混凝土柱极限承载力的神经网络模型.对8组实验数据进行预测的结果表明：预测值与试验值吻合良好，精度较高，该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段.     

外露式钢柱脚节点的抗剪性能

参考实际工程中使用的外露式钢柱脚节点,以柱脚底板孔径、柱脚底板厚度、锚栓直径和锚栓强度为主要参数,设计7组共19个大直径锚栓的钢柱脚试件,开展抗剪性能试验研究. 试验表明,锚栓连接具有可观的抗剪能力,节点的最终破坏模式有3种：当基础混凝土配筋足够时为锚栓剪断,配筋不够时为混凝土冲切破坏,介于两者之间的锚栓剪断同时存在混凝土冲切裂缝;锚栓连接的荷载-相对位移曲线呈现2种类型,主要区别在于是否存在滑移段. 对于锚栓连接的抗剪承载力设计值,将 3个已有理论模型与试验结果对比,给出推荐的简化公式. 对于锚栓连接的极限抗剪承载力,提出考虑锚栓截面拉力、剪力和弯矩影响的计算模型.     

压型钢板组合梁栓钉连接实验研究

研究压型钢板组合楼板中，栓钉连接件在纵向剪力作用下的破坏机理；锚固破坏和剪压破坏的发生条件；确定压型钢板对砼助的影响宽度；明确抗剪能力的影响因素；推导出连接件承载能力和变形的计算公式．     

Mechanical mechanism analysis of tension type anchor based on shear displacement method

Based on the fact that the shear stress along anchorage segment is neither linearly nor uniformly distributed, the load transfer mechanism of the tension type anchor was studied and the mechanical characteristic of anchorage segment was analyzed. Shear stress-strain relationship of soil surrounding anchorage body was simplified into three-folding-lines model consisting of elastic phase, elasto-plastic phase and residual phase considering its softening characteristic. Meanwhile, shear displacement method that has been extensively used in the analysis of pile foundation was introduced. Based on elasto-plastic theory, the distributions of displacement, shear stress and axial force along the anchorage segment of tension type anchor were obtained, and the formula for calculating the elastic limit load was also developed accordingly. Finally, an example was given to discuss the variation of stress and displacement in the anchorage segment with the loads exerted on the anchor, and a program was worked out to calculate the anchor maximum bearing capacity. The influence of some parameters on the anchor bearing capacity was discussed, and effective anchorage length was obtained simultaneously. The results show that the shear stress first increases and then decreases and finally trends to the residual strength with increase of distance from bottom of the anchorage body, the displacement increases all the time with the increase of distance from bottom of the anchorage body, and the increase of velocity gradually becomes greater.     

加固用钢结构栓焊并用连接承载性能研究

栓焊并用连接节点在钢结构加固工程中具有很好的应用前景,但螺栓连接与焊接连接的刚度和延性的差异,使得栓焊并用连接受力性能复杂,其承载能力并不是螺栓连接与焊接的简单叠加。进行了高强度螺栓摩擦型连接与侧端部角焊缝并用连接试件承载性能的试验研究,得到了摩擦型高强度螺栓连接与角焊缝焊接的并用连接试件的承载力与螺栓和焊缝承载力的关系,分析了栓焊并用连接节点的承载性能。结果表明,高强度螺栓摩擦型连接与侧焊缝焊接连接在一定的强度范围内可以很好地共同工作。根据试验结果提出了栓焊并用连接节点的设计建议。     

混凝土中黏结型锚栓剪切试验方法

针对单独锚栓剪切试验方法（SSTM）存在的缺陷,提出2套在加载板尾部配置辅助锚栓的双锚栓剪切试验方法（DSTM）. 总计6个直径规格、90个锚栓的比对剪切试验表明,单独锚栓剪切试验获得的承载力低于双锚栓剪切试验获得的承载力,但均能达到以0.6倍锚栓杆体抗拉强度表示的理论剪切承载力的水平;单独锚栓试验加载板的转动导致剪力-位移实测曲线存在明显的离散性;在双锚栓试验中,对辅助锚栓施加约2.0 kN的预紧力,就能在加载板转动约束体系中建立有效的连接,借助辅助锚栓的拉伸刚度有效限制加载板的转动,显著降低剪力-位移试验曲线的离散性. 2套双锚栓剪切试验方法获得的试验结果具有一致性,作为辅助锚栓使用时承担拉力的历史不会影响其剪切性能.     

压力分散型锚杆剪应力分布与现场试验研究

将Mindlin弹性位移解与有限元的基本方法相结合,计算了压力分散型锚杆的剪应力分布规律,对比分析了其受力性能与拉力型锚杆的区别;通过在软弱岩层中进行压力分散型锚杆的现场承载力试验,证实了压力分散型锚杆的承载能力与同条件的拉力型锚杆相比有较大幅度的提高,并分析了承载体间距对于压力分散型锚杆承载能力的影响,可为该种新型锚杆今后的工程应用提供参考.     

混凝土结构后锚固群锚的抗剪承载力试验

目的 研究锚栓边距和间距的变化对混凝土结构后锚固群锚抗剪性能的影响.方法 通过后锚固4根锚栓的4个试件,对混凝土结构后锚固的群锚抗剪承载力和群锚试件的破坏模式进行研究,考虑了锚栓边距和锚栓间距对试验结果 的影响.结果 提出了不同的锚栓边距和锚栓间距对于试件破坏模式和抗剪承载力的判别标准的影响.各试件破坏时,最大位移介于2～8 mm之间,荷载-位移曲线没有明显的流幅,可以认为是脆性破坏.结论 锚栓的锚固深度可以认为是混凝土边缘破坏以及锚栓破坏的临界边距,对于锚栓边距较小(＜埋深)的情况,以混凝土边缘破坏时的承载力为标准,锚栓间距对于试验的开裂荷载有影响;对于锚栓边距较大(≥埋深)的情况,以锚栓的破坏为标准.锚栓的荷载-位移曲线没有明显的流幅,为脆性破坏.根据试验结果 和有限元分析可知我国现行规范对于后锚固锚栓的抗剪承载力计算较保守.     

Mechanical performance of rock bolts under combined load conditions

Rock bolts are subjected to different loading conditions along their lengths such as axial, bending, and/or shear forces, which can cause failure at lower loads than those considered for design purposes. The common existing methodologies do not consider the actual loading of the rock bolts and assume it is only pure axial or pure shear. This study was conducted to investigate the un-grouted rock bolt performance under combined load conditions. Two loading regimes were evaluated: the effect of initial shear displacement on axial load capacity and displacement, and the effect of axial displacement on the shear load capacity. The first regime was also conducted for shear with a gap, when there is a spacing between the shear interfaces. The results of this study showed that the rock bolt can resist higher axial loads than shear under pure or combined load conditions. Under combined load conditions, the rock bolt capacity decreased significantly for both regimes. However, when applying the shear load with a gap, the rock bolt load capacity was not affected significantly. Also, the total bar deformation was improved for shear and axial. The findings of this study show the need to improve the rock bolt design considering the complex loading conditions in situ with/without a gap.     

全螺纹高强锚栓锚固性能试验研究

为研究全螺纹高强锚栓的黏结锚固性能,以高强锚栓类型、高强锚栓直径d、锚固长度l_a及混凝土保护层厚度c为试验参数,进行了24组共计48个高强锚栓的拉拔试验。结果表明：端头高强锚栓较直高强锚栓可有效减小其所需的锚固长度。直高强锚栓黏结力主要集中在l_a=10d以内;增加c可以提高其锚固性能,增加l_a可以减小c对其黏结锚固性能的影响。混凝土的破坏程度和l_a直接影响高强锚栓受拉过程中能量转化和消耗。中国规范中有关锚栓锚固长度的设计方法过于保守。     

八地脚螺栓刚性塔座板的承载力

随着中国电网技术的发展,杆塔负荷越来越大,八地脚螺栓塔座板应用越趋普遍。但现有计算理论与实际情况不符,为了使八地脚螺栓塔座板的计算方法合理、可靠,通过试验对八地脚螺栓刚性塔座板承载力进行了研究,同时借助有限元对构件进行了参数化分析。结合经典力学理论、试验及有限元数据,提出了全新的计算方法,引入了等效计算宽度和有效力臂的概念,充分考虑了底板刚度,屈曲后强度和垫板对承载力的影响,对工程设计具有指导意义。