钢筋锈蚀后钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究与分析

为了研究箍筋与纵筋锈蚀对钢筋混凝土（RC）梁抗剪性能的影响,设计了10根RC梁进行试验研究,分析了箍筋与纵筋的锈损机理及其影响。试验过程中,采用了机械切割的方式对箍筋进行锈蚀模拟,采用了包裹Teflon薄膜绝缘层的方式对纵筋进行无黏结模拟,采用了填充丙烯酸板的方式对纵筋锈胀裂缝进行模拟。以现有的试验数据,对箍筋锈蚀影响因子与箍筋截面损失率的相关性进行了拟合分析。结果表明：Teflon薄膜包裹钢筋与丙烯酸板填充模拟轴向裂缝模拟纵筋锈蚀效果较好;箍筋和纵筋锈蚀对构件斜截面抗剪性能影响显著,随着锈蚀率增加,抗剪性能退化程度增大。     

钢筋混凝土简支深梁静力性能试验研究及拉压杆模型分析

通过8根混凝土简支深梁的静力试验,研究了水平及竖向配筋率、剪跨比对拉压杆模型的影响。研究结果表明：试件经历了弹性、弹塑性和破坏三个工作阶段,在支座与加载点之间出现一条或多条斜向裂缝,试件的破坏模式主要为剪切和弯剪破坏,配筋率较小的试件发生弯曲破坏,其破坏具有延性特征;随着荷载增加,支座附近出现斜裂缝并形成混凝土压杆,当压杆的配筋率增大（不超过1.5%）和剪跨比的变小,压杆强度明显提高,且试件趋于剪切破坏;配筋率（水平、竖向配筋率）不大于1.5%,压杆的最大主应力角与剪跨比的反正切角方向接近,本文建议拉压杆模型最大主应力角取54°;推导混凝土深梁的拉压杆模型受剪承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。     

足尺T形梁弯剪耦合性能试验研究

预制T形梁技术因其施工质量高、建造速度快、工程造价低等特点,在桥梁工程中具有广泛的应用。为了分析T形梁抗弯剪力学性能,通过对T形梁足尺模型构件进行弯剪耦合性能试验,研究预应力钢绞线折线张拉时的T形梁的应力分布,探究各级工况荷载条件下T形梁的抗裂性能和极限承载性能。结果表明：在弯剪耦合作用下,梁初始开裂出现在加载区域,加载截面总剪力略小于支点截面总剪力;梁底混凝土最大正应变增量截面在构件自重和0.85倍预应力荷载共同作用下的正应力小于0,且截面最大主拉应力小于C60混凝土主拉应力限值,符合抗裂性要求;东、西段试验最终加载效应与等效基本组合效应的比值分别为2.623倍、2.463倍,结构尚未破坏,承载力满足要求。     

钢筋混凝土开洞深梁拉压杆模型方法与经验方法试验对比研究

针对不同的洞口尺寸和洞口位置,按拓扑优化中的遗传演化算法构造拉压杆模型和我国规范推荐的经验方法,设计了4组共8个钢筋混凝土开洞深梁试件。通过静载试验对两种方法设计的试件进行对比,结果表明：按拉压杆模型方法设计的试件不仅具有较高的受剪承载力、较充分的裂缝开展和较好的延性,而且有效解决了按经验方法设计的试件纵筋不能充分利用的问题。通过比较实测的受剪承载力和按材料标准值计算的设计受剪承载力,结果表明：拉压杆模型方法可以得到偏于安全的承载力预测值,而经验方法的预测结果偏差较大;开洞深梁的破坏形态,洞口尺寸较小时由“瓶形”斜压杆两侧的斜裂缝开展起控制作用,而洞口尺寸较大时,虽然也由斜裂缝控制破坏,但显现一定的弯曲破坏特征。     

部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹组合梁受弯性能试验研究

为研究部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹组合梁受弯性能,以组合梁截面高度、主钢件翼缘厚度和腹板空腹率为变化参数,共设计4根试件并进行四点弯曲试验。通过对破坏现象、荷载-跨中挠度曲线、混凝土与主钢件应变、承载力与变形等的分析,研究了组合梁的截面高度、主钢件的翼缘厚度和腹板空腹率对部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹梁受弯性能的影响规律。研究表明：所有试件均发生受弯破坏,且延性较好;荷载-跨中挠度曲线呈现弹性工作段和弹塑性工作段,跨中截面主钢件与混凝土应变基本满足平截面假定;组合梁截面高度由400 mm增加到500 mm,试件受弯承载力提高29.3%;主钢件翼缘厚度由10 mm减小到8 mm,试件受弯承载力减小25.9%;腹板空腹率对受弯承载力影响不大。基于试验现象和基本假定,推导了部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹梁的受弯承载力计算式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

基于PIV技术的T形截面RC剪力墙变形性能研究

为了解决剪力墙变形全过程解耦问题,基于3个T形截面RC剪力墙的拟静力试验,采用高精度无干扰测试手段——粒子图像测速(PIV)技术对塑性铰区内的变形进行了全过程测量和筛分,并据此计算出了剪力墙顶点弯曲位移、剪切位移和滑移位移,结合试件的损伤演化过程分析了各变形分量在加载过程中的变化规律,根据莫尔圆理论讨论了各变形分量对总变形的贡献。结果表明:对于弯曲破坏为主的T形墙,翼缘受拉方向剪切变形所占比重普遍小于翼缘受压方向;在受剪钢筋未达到屈服以及混凝土斜压杆未严重软化的情况下,顶点剪切位移与总位移之比在整个塑性阶段基本保持一定值,该比值可达15%左右,而滑移位移基本控制在总位移的3%以内。因此,在T形截面RC剪力墙变形能力计算时应计入剪切变形而忽略滑移变形的贡献,并合理考虑剪切刚度的退化。     

钢筋套筒挤压搭接连接叠合次梁-主梁连接节点受力性能试验研究

为研究后浇段设置在次梁端与主梁侧面之间、叠合次梁预制部分纵筋采用套筒挤压搭接连接的叠合次梁-主梁连接节点的受力性能,进行了1个端节点和1个中节点试件在次梁悬臂端竖向荷载作用下的静力试验。研究结果表明：次梁受压、受拉纵筋套筒挤压搭接接头可有效传力,套筒没有出现裂纹,钢筋没有发生滑移;次梁预制混凝土与后浇混凝土结合面未见破坏,次梁的破坏形态为固端一倍梁高范围内类似深梁的斜截面弯曲破坏,可以采用“拉-压杆”模型解释次梁的受力机理、截面应变分布;次梁的实测承载力与《混凝土结构设计规范》正截面受弯承载力预测值的比值平均为1.37,与“拉 压杆”模型承载力计算值的比值平均为1.09。     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究

完成集中荷载作用下8根剪跨比0.26~1.04、跨高比为2和3的LC40级高强轻骨料混凝土简支深受弯构件受剪性能试验,分析该类混凝土深受弯构件的破坏过程、荷载-跨中挠度曲线、破坏形态以及钢筋应变等;重点研究剪跨比、跨高比对该类构件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响;采用我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深受弯构件承载力计算方法对本次试验8根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的美国、加拿大和欧洲三个规范的计算结果进行对比分析。研究表明:该类混凝土深受弯构件主要发生剪切破坏和弯剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,试件极限承载力显著减小,并且试件的弯曲效应逐渐明显,破坏形态随剪跨比和跨高比的增大逐渐由剪切破坏向弯剪破坏转化;采用拉压杆模型计算该类试件承载力较为合理,计算结果与试验值较为接近,而我国《混凝土结构设计规范》计算结果与拉压杆模型计算结果相比较为保守,尤其是对于跨高比为2的深受弯构件(深梁)。     

基于改进双向渐进结构优化法的桁架结构拓扑优化

为了将双向渐进结构优化法应用于桁架结构优化设计中,结合能量原理和满应力设计准则,推导了以结构最小应变能为目标函数的优化计算公式,提出了可以应用于桁架结构优化的桁架-双向渐进结构优化(T-BESO)法.T-BESO法以杆件截面面积为设计变量,以结构应变能为目标函数,以应力约束和满应力设计准则为约束条件.在T-BESO法中...     

不同直径钢筋、不同埋深的雷达图像试验研究

介绍了雷达技术的应用原理,制作了不同直径钢筋、不同埋深的混凝土试件,得到了钢筋的雷达图像典型特征,边缘检测结合腐蚀、膨胀快速提取了钢筋的边缘骨架曲线。制作了不同直径、不同埋深的6个泡沫试件,并进行了雷达图像的比对试验。试验结果表明:相同埋深、不同直径钢筋的雷达图像非常相似,所成的双曲线大小和形状很接近;相同直径钢筋、不同埋深的雷达图像均不同,埋深对钢筋所成的双曲线图像影响较大。研究成果为解决不同直径钢筋的探测提供了数据支撑。     

钢筋混凝土框架强柱弱梁抗震措施的试验研究

针对历次震害中钢筋混凝土框架结构的梁柱节点容易破坏的问题,本文进行了4个足尺框架梁柱组合节点试件的低周反复荷载试验。重点研究了不同柱梁强度比值对钢筋混凝土框架抗震性能的影响。结果表明,提高柱梁抗弯强度比值可以更好地保证梁端率先出现塑性铰,有效减小节点核心区和柱端的破坏程度,进而提高水平地震作用中框架节点的延性。     

配置500MPa钢筋混凝土梁长期荷载裂缝宽度试验研究

为了研究500MPa钢筋受弯构件在长期荷载作用下的裂缝宽度发展规律,对8根配置500MPa钢筋的T形截面简支梁进行了在长期荷载下的裂缝宽度试验,观测了裂缝的长期发展过程,分析了各变化参数对裂缝宽度的影响,并与同条件下配置335MPa钢筋试件的长期裂缝宽度进行了对比。试验结果表明：配置500MPa钢筋试件的裂缝形态以及裂缝分布特点与配置335MPa级钢筋试件基本相同,但长期裂缝宽度明显加宽,而在正常使用状态下,配置500MPa钢筋试件的裂缝间距实测值以及具有95%保证率下梁的长期裂缝宽度均小于GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》的计算值;对比试验表明：在受压区配置纵向受力钢筋能够有效抑制受压区混凝土的徐变,在一定程度上抑制裂缝宽度发展。此外,尽管具有不同工作应力的钢筋试件中的裂缝宽度不同,但随时间发展裂缝宽度的变化趋势没有明显区别;根据试验结果,给出了长期裂缝宽度扩大系数τl建议值。图9表6参15     

建筑结构设计中有关问题的探讨

根据建筑结构设计的相关规范,结合工程实际,就超大跨度结构设计、温度应力筋设置、梁柱抗震设计、附加钢筋使用等问题进行了探讨,并提出了自己的看法,以期指导工程实践。     

损伤空心板梁桥静载试验与分析

对某受损伤的空心板梁桥进行了静载试验,得到桥梁关键截面的挠度、混凝土应变和相关薄弱位置处裂缝变化趋势,结合现场检测情况综合评定桥梁正常使用状况下的承载能力与受力性能的下降幅度,为桥梁的维修加固提供重要的依据。     

基于应力比的满应力优化设计方法研究

文中给出了一种超静定桁架结构优化设计的方法——满应力优化设计方法,使设计出的桁架结构既安全可靠又经济合理,并以此为基础进行了加速收敛的措施研究——面积平均法,从而大大减少了迭代次数,具有简捷、高效、优化的特点。     

楼板支座负筋保护层厚度过大的静载试验研究

对某支座负筋保护层厚度过大的楼板进行了现场荷载试验,对变形、裂缝宽度进行了测量,并与规范允许值进行对比分析,验证了该楼板能否满足正常使用性能,从而确保了该楼板的安全性。     

Intelligent design method of high-rise shear wall structures based on deep reinforcement learning

在传统的高层剪力墙结构设计中，需结构工程师依据自身经验反复地对剪力墙的布置方案进行调整，致使工作效率低、重复性劳动多、设计周期长，且设计结果依赖于工程师的个人经验，很难得到最优结构方案。为此，提出了高层剪力墙结构的智能设计方法，包括智能建模和智能优化两个环节。基于连通区域分析、图结构算法、普氏分析、边缘检测算法提出了高层剪力墙结构智能建模方法，包括房间检测、建筑分割与识别、剪力墙自动布置等，智能建模结果可以满足实际工程要求；基于深度强化学习给出了高层剪力墙结构智能优化方法，优化方法收敛性好。通过实际工程算例对所提出的智能设计方法进行了验证，结果表明，所提出的高层剪力墙结构智能设计方法可行，与传统的设计方法相比，设计周期可缩短90%以上，剪力墙材料用量可节省20%以上。     

基于深度强化学习的高层剪力墙结构智能设计方法

在传统的高层剪力墙结构设计中,需结构工程师依据自身经验反复地对剪力墙的布置方案进行调整,致使工作效率低、重复性劳动多、设计周期长,且设计结果依赖于工程师的个人经验,很难得到最优结构方案。为此,提出了高层剪力墙结构的智能设计方法,包括智能建模和智能优化两个环节。基于连通区域分析、图结构算法、普氏分析、边缘检测算法提出了高层剪力墙结构智能建模方法,包括房间检测、建筑分割与识别、剪力墙自动布置等,智能建模结果可以满足实际工程要求;基于深度强化学习给出了高层剪力墙结构智能优化方法,优化方法收敛性好。通过实际工程算例对所提出的智能设计方法进行了验证,结果表明,所提出的高层剪力墙结构智能设计方法可行,与传统的设计方法相比,设计周期可缩短90%以上,剪力墙材料用量可节省20%以上。