配筋梯度混凝土梁裂缝宽度实用计算方法

截面压区采用高强高性能混凝土、拉区采用普通混凝土的配筋梯度混凝土受弯结构构件,可充分利用抗压强度高的高强高性能混凝土及经济性好的普通混凝土优点,实现二者有机结合。试验表明拉区普通混凝土初凝前将压区高强混凝土浇筑完毕,有利于保证强度差异较大的异强混凝土中的水泥浆几乎同时开始水化,在硬化并达到设计强度后,两类混凝土可协同整体工作,验证了所构建的配筋梯度混凝土梁的有效性和可实施性。以承载能力极限状态控制截面相对受压区高度为基本参数,开展拉压区为异强混凝土的配筋梯度混凝土简支梁的受弯性能试验基于截面应力应变分布规律,提出该类矩形截面受弯构件开裂前瞬时受压区高度表达式与建议取值,按截面应力应变法和塑性影响系数法获得开裂弯矩表达式。基于试验结果,提出该类受弯结构构件平均裂缝间距、平均裂缝宽度以及最大裂缝宽度实用计算方法。为配筋梯度混凝土受弯构件正常使用极限状态分析创造了基本条件。     

Q550GJ高强钢焊接箱形截面残余应力试验研究

为了研究国产Q550GJ高强钢焊接箱形截面构件的残余应力分布情况,根据其力学性能,设计和加工了6个Q550GJ高强结构钢焊接箱形截面构件,采用分割法对其进行残余应力试验。基于试验测量数据,得到不同试件的残余应力分布,研究板件宽厚比、板件厚度等几何尺寸对残余应力的影响。研究结果表明:高强钢Q550GJ焊接箱形截面构件的翼缘和腹板两端近焊缝区域出现较大的残余拉应力,翼缘和腹板中部呈现大小基本不变的残余压应力区,其余部位为由残余拉应力到残余压应力转变的过渡区域。随着宽厚比的提高,翼缘和腹板残余压应力值相应减小,残余拉应力值的变化规律不明显,有增大的趋势,且残余拉应力值均小于高强钢Q550GJ的屈服强度。在相同宽厚比情况下,焊接箱形截面构件厚度增加后,翼缘和腹板的残余压应力和残余拉应力相应减小。     

腹筋对轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应影响的试验研究

完成对称集中荷载作用下的8根轻骨料混凝土深受弯构件及2根普通混凝土深受弯构件受剪性能试验,分析了腹筋配筋率及截面高度对破坏过程及形态、荷载 跨中挠度曲线、特征荷载、斜裂缝发展趋势、纵筋及腹筋应变等的影响机制与规律,重点明确了腹筋对深受弯构件抗剪承载力及尺寸效应影响的作用机理。为合理量化腹筋在传力机制中的贡献,建立以腹筋作为竖向拉杆的改进拉-压杆模型(STM),结合对典型压杆有效系数模型的分析和评价,验证了改进STM的有效性。试验结果表明：试件主要发生剪压破坏,其破坏形态与截面高度无关,腹筋可有效约束混凝土剥落;随腹筋配筋率增大,名义开裂/极限强度呈增大趋势,而最大斜裂缝宽度随之降低;腹筋可在抵抗斜截面内部分拉应力的同时对压杆形成有效侧向约束,削弱尺寸效应影响。计算结果表明：与简化STM相比,改进STM能够合理反映腹筋配筋率对受剪承载力的影响,基于ACI 318.19压杆有效系数的改进STM的预测值与试验值吻合良好。     

钢筋混凝土材料性能与受弯构件的延性

推导出钢筋混凝土受弯构件的截面曲率延性系数的理论计算公式 ,分析了混凝土强度和极限压应变、钢筋强度和均匀伸长率及配筋特征值等参数对构件截面延性的影响规律 ;提出了保证钢筋混凝土受弯构件发生延性破坏时受拉钢筋的最小均匀伸长率及钢筋和混凝土同时达到极限拉、压应变的临界配筋率 ,给出了按照现行混凝土结构设计规范规定计算的钢筋混凝土受弯构件截面曲率延性水平 ;对工程设计应用具有重要的参考价值     

论现行规范中有关增大截面加固受弯构件的设计原理

对现行规范有关增大截面加固钢筋混凝土受弯构件设计的部分计算原理进行了理论分析,并通过实桥加固设计数据,计算新增钢筋拉应力在主要设计参数变化时的影响。结果表明:计算截面受压边缘混凝土的压应变取极限压应变时,不能反映构件加固前后两阶段受力的影响,新增钢筋拉应变的计算没有意义,计算的承载能力不安全,混凝土的压应变建议取相应抗压强度设计值的应变;加固前计算截面的恒载内力应该取实际值而非组合设计值,加固后截面的相对界限受压区高度的计算应考虑二阶段受力的影响。     

用“等效应力法”计算钢筋混凝土截面应力

对于钢筋混凝土构件在正常使用状态下的截面应力计算,用传统的“等效截面法”计算十分复杂。“等效应力法”采用全新的思路,以“混凝土受拉区应力归零”为目标进行迭代计算,理论清晰,方法简单,可广泛用于任意形状截面、在任意弯压荷载组合下的钢筋和混凝土应力计算。不仅非常适合于计算机计算,而且使手算成为可能。介绍了“等效应力法”的适用范围和基本假定,基本思路和计算步骤,并用计算实例验证了用“等效应力法”对钢筋混凝土截面应力计算的良好效果。     

焊接薄壁箱形构件设计方法研究

焊接薄壁箱形构件板件的宽厚比较大,受压板件出现局部屈曲,可以采用有效宽度的概念确定构件的正截面承载力。本文在参照国内外钢结构设计规范的基础上,根据板件的应力状态,提出焊接薄壁箱形构件有效截面的计算方法,同时考虑受压较小板件应力值较低对有效宽度的有利影响和有效截面形心与箱形构件形心之间的偏移量,给出构件在拉、压、双弯、双剪、扭作用下的构件承载力计算公式,供结构设计人员参考。     

非卸载条件下增大截面法受拉区加固梁的抗弯设计法

本文以应变平截面假定为基础，分析了非卸载条件下受弯构件增大截面法受拉区加固时初配钢筋应变发展，增补钢筋应变发展以及截面极限抗弯承载能力受初弯矩比的影响，同时研究了初始钢筋，增补钢筋配量对截面极限抗弯承载能力发展的影响；建立了非卸载条件下受弯构件增大截面法受拉区加固的设计准则，并提出了国固设计计算方法。     

残余应力对冷弯厚壁方矩管轴压承载力的影响

根据已有残余应力分布模型对冷弯厚壁型钢典型截面进行了理论分析,得到残余应力对冷弯厚壁型钢轴压构件承载力的影响规律。在理论分析的基础上对不同厚度、不同宽厚比的Q235、Q345冷弯厚壁型钢进行有限元分析,得到不同长细比的各构件在考虑和不考虑残余应力两种情况下的轴压承载力,并研究残余应力对冷弯厚壁型钢长柱轴压承载力的影响。结果表明:残余应力对冷弯厚壁型钢轴压承载力的影响在长细比为90时达到最大,且对Q235钢的影响比Q345钢的影响略小。根据有限元分析结果提出了冷弯厚壁型钢轴压构件受残余应力影响程度的计算公式。结果表明:计算公式具有较高的精度。     

钢筋活性粉末混凝土简支梁正截面受力性能试验研究

通过轴压和轴拉试验,得到了活性粉末混凝土受压和受拉应力-应变全曲线方程。通过6根钢筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验,得到了此类梁在各级荷载作用下纯弯区段受压边缘压应变及应变沿梁高的分布,获得了试验梁的开裂弯矩和极限弯矩,考察了试验梁的变形及裂缝分布与开展。试验结果表明：钢筋活性粉末混凝土试验梁受压边缘极限压应变为5500×10-6,纯弯区段开裂应变为750×10-6,截面抵抗矩塑性影响系数计算应考虑纵向受拉钢筋的有利影响。建立了考虑截面受拉区拉应力贡献的正截面承载力计算公式和反映钢筋活性粉末混凝土梁自身受力特点的刚度及裂缝宽度计算方法,可供钢筋活性粉末混凝土梁设计时参考。图9表10参11     

混凝土梯形构件正截面受弯承载力计算方法

根据文献 [1]矩形构件正截面受弯承载力计算公式及其纵向受拉钢筋截面面积计算方法 ,推导出了混凝土梯形构件正截面受弯承载力计算公式及其纵向受拉钢筋截面面积计算方法 ,并将其受弯承载力计算系数制成了表格 ,可供大家设计梯形梁时使用     

高强混凝土梁抗弯疲劳性能的试验研究

本文通过对11根配有新Ⅲ级钢(20MnSiv)的高强混凝土简支梁的静载和等幅疲劳荷载试验,分析研究了受弯构件的疲劳特性,给出了压区混凝土应力,纵向受拉钢筋应力的计算方法及钢筋的疲劳强度设计值,得到了作为控制梁的疲劳承载能力极限状态的S-N曲线,并提出高强混凝土受弯构件在等幅疲劳荷载作用下正截面疲劳设计方法.     

混凝土裂缝在受弯构件承载力评估中的应用

本文以受弯构件正截面的基本方程为基础，研究了短期和长期荷载下受弯构件正截面裂缝受拉主筋配筋率与荷载效应之间的关系，并提出了简化模式。通过对该模式的不定性影响因素和误差分析，提出了一种评估以荷载裂缝为主的受弯构件正截面配筋率（承载力）的简捷实用方法。     

谈钢筋混凝土受弯构件受压区高度

分析了按照JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范进行设计时,不同的ζ值确定的受压区高度对受弯构件正截面的应力和相对余抗力的影响,以期为钢筋混凝土受弯构件受压区高度的研究提供依据。     

混凝土结构设计的拉-压杆模型方法——Ⅰ:模型建立

对拉-压杆模型方法进行了理论分析和试验验证.作为定义,拉-压杆模型将构件分为D区和B区.D区是构件中与力或间断处的距离等于构件高度所划定的区域.B区是构件中D区之外的其他区域.传统的混凝土结构设计是建立在平截面假定的理论基础之上,并依据圣维南原理对结构受力进行简化,而拉-压杆模型方法中,由于其应力分布复杂D 区是不符合平截面假定的,因此不能按照传统的设计方法进行配筋.通过对结构的应力描述分析了拉-压杆模型的建立机制,并结合试验验证了拉-压杆模型方法.结果显示,拉-压杆模型方法用于混凝土构件D区的设计是合理和有效的.     

跨中设拉条C形截面简支檩条绕强迫轴的弯曲和扭转

分析跨中设置1道拉条的C形截面檩条承受风吸力的情况(拉条作为檩条的侧向弹性支座),将分析结果与ANSYS板壳有限元的分析结果进行对比。结果表明:除拉条截面及两端支座附近外,上翼缘水平反力与ANSYS模型的结果符合很好,拉条反力也符合;C形截面沿檩条长度的应力,除拉条截面及附近区域外,弯扭理论分析与ANSYS有限元分析结果吻合;在拉条截面,卷边尖端的应力受畸变影响很大;C形截面压应力控制点采用EC3的方法总是偏于安全;但拉应力控制点是上翼缘卷边尖端,应在单向弯曲应力计算公式上增加畸变应力。     

弯扭箱形钢构件受拉性能与破坏机理

弯扭箱形钢构件是指在箱形钢构件的基础上,2个端部绕构件轴线发生扭转、沿构件纵向发生弯曲的复杂构件。因优美的建筑造型,弯扭箱形钢构件近年来在国内外的大跨度空间结构中逐步得到应用,然而目前对于弯扭箱形钢构件的受拉性能和破坏机理尚缺乏系统性的研究。利用ABAQUS有限元程序建立了受拉作用下弯扭箱形钢构件的数值分析模型,通过试验验证了计算模型的准确性。研究了钢材强度、弯曲曲率、截面相对扭转角和钢板厚度等参数对弯扭箱形钢构件受拉承载力的影响规律。分析结果表明:随着钢材强度和钢板厚度的增加,弯扭箱形钢构件的屈服受拉承载力明显提高;构件弯曲程度和截面相对扭转角的增大会明显降低其屈服受拉承载力。另外,还分析了弯扭箱形受拉钢构件的破坏模式和受力机理,研究结果可为实际工程中弯扭箱形钢构件的设计和应用提供参考依据。     

弯曲应力损伤下钢筋混凝土抗碳化性能研究

通过自行设计研制的长期弯曲荷载持载装置,对4种不同粉煤灰掺量的钢筋混凝土构件进行弯曲应力损伤下的快速碳化试验。测量构件碳化深度,研究粉煤灰掺量、弯曲应力水平对其产生的影响,提出钢筋混凝土碳化损伤拉压影响系数,并分析拉应力下素混凝土和钢筋混凝土碳化损伤的差异。研究结果表明:粉煤灰掺量的增大会提高构件碳化深度;弯拉应力加剧了构件碳化损伤,弯压应力抑制了构件碳化损伤;拉应力作用下素混凝土和钢筋混凝土构件在碳化深度和碳化损伤趋势上均有所差异。     

设置两拉条的C形截面檩条绕上翼缘的扭转分析

对屋面板采用自攻螺钉与檩条上翼缘相连且设置两根拉条的简支檩条,在风吸力作用下的应力和变形进行分析,并与有限元分析结果进行对比。分析发现,绕上翼缘扭转的理论能够比较准确地预测下翼缘的侧向变形、拉条反力和非拉条附近的屋面板反力。拉条截面下翼缘卷边的压应力最大,采用EC3方法计算的压应力与ANSYS的结果符合;拉条截面上翼缘卷边的拉应力最大,必须考虑畸变的影响,且必须采用弯扭理论求解并计算出拉条反力,才能引入畸变正应力。     

锈蚀钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算模型

在对锈蚀钢筋混凝土受弯构件试验研究和非线性有限元分析的基础上,得到了锈蚀钢筋混凝土受弯构件钢筋和混凝土的应力和应变特性。针对锈蚀钢筋与混凝土之间滑移增大、混凝土平均应变和钢筋应变不满足平截面假定的特征,建立了混凝土应变和钢筋应变之间的几何关系。运用极限平衡理论,建立了与锈蚀钢筋受弯构件正截面受力性能相一致的计算模型。