部分包裹混凝土轴压柱的局部屈曲性能

对部分包裹混凝土的H型钢轴压柱翼缘板的局部屈曲性能进行了理论分析.根据小挠度理论,采用迦辽金法计算出了在均匀压力作用下具有刚性支撑的翼缘板的局部屈曲应力,得到了部分包裹混凝土的H型钢轴压柱翼缘板的局部屈曲系数.     

部分包裹混凝土柱试件模拟研究

部分包裹混凝土柱是一种新型组合结构,其不仅可以用于工业厂房的建设,也可用于旧厂房的加固改造。为研究翼缘厚度、翼缘宽度、腹板厚度、横向缀杆间距以及混凝土强度等级对部分包裹混凝土柱抗震性能的影响,利用ABAQUS软件建立了11个有限元模型分析以上因素对部分包裹混凝土柱的滞回性能、延性系数以及抗侧刚度的影响。有限元分析结果表明:当翼缘厚度为12mm时,部分包裹混凝土柱抗震性能最优,延性系数最大;随着翼缘宽度的增大,部分包裹混凝土柱的滞回性能、刚度退化性能发生略微变化,极限承载力增大;腹板厚度和横向缀杆间距不是影响柱抗震性能的重要因素;且建议部分包裹混凝土柱的混凝土等级不应大于C50。     

外包H型钢混凝土轴压短柱的受力性能分析

提出了一种新型外包钢混凝土组合结构形式,即外包H型钢混凝土组合柱。通过对这种组合短柱在轴心压力作用下的全过程分析,分析了影响其极限承载力的因素,并与型钢混凝土轴压短柱进行了对比,得出了这种组合柱的一些优点。     

外包H型钢混凝土轴压短柱的受力性能分析

提出了一种新型外包钢混凝土组合结构形式，即外包H型钢混凝土组合柱。通过对这种组合短柱在轴心压力作用下的全过程分析，分析了影响其极限承载力的因素，并与型钢混凝土轴压短柱进行了对比，得出了这种组合柱的一些优点。     

钢筋混凝土柱和剪力墙的屈曲分析

钢筋混凝土柱(以下简称“混凝土柱”)的计算长度系数的取值对于其稳定性和配筋起着决定性的作用,而钢筋混凝土剪力墙(以下简称“剪力墙”)的稳定性(屈曲荷载)计算则是剪力墙设计中的重要内容。本文从屈曲理论出发,由欧拉公式反推混凝土柱的计算长度系数,并验证由软件求得的计算长度系数的准确性;同时,基于薄板理论,研究剪力墙的屈曲荷载随高度变化的规律。研究结果表明：通过软件计算得到的混凝土柱计算长度系数与欧拉公式求得的理论值基本一致,可采用此计算长度系数对混凝土柱进行设计;对四边简支剪力墙,当h/b达到一定值时,随墙高度的增大其屈曲荷载变化不大,故对高度较大的剪力墙,采用薄板理论求得的屈曲荷载比规范计算值更合理。     

轴压冷弯C型钢构件的极限承载力分析

冷弯薄壁型钢在轴向荷载作用下主要有3种屈曲模式:局部屈曲、整体屈曲、局部与整体相关屈曲。文中对轴压冷弯C型钢构件的极限承载力进行了数值计算和ANSYS软件模拟,并分析了不同长细比时,局部与整体相关作用对极限承载力的影响。     

U型约束混凝土补强机制研究及应用

U型约束混凝土拱架支护可有效解决传统拱架支护后期承载力不足的问题,但灌注口的存在会降低其承载力,它是整个拱架的关键部位之一,需进行局部补强加固。为研究U型约束混凝土拱架补强机制,取留设灌注口U型约束混凝土短柱为研究对象,通过强度指标α和经济指标β对3种不同补强方式及不同补强板厚度在轴压作用下受力机制进行研究。结果表明:沿口竖向补强、沿口横向补强、沿口周全包3种局部补强方式可将短柱的轴压承载力分别提高至补强前的115.6%,105.8%,103.8%;补强钢板厚度在14~22 mm范围时竖向补强方式的经济指标β值增长率最大。将竖向补强方式在全比尺试验验证后应用于工程实际,取得了良好的效果。     

碳纤维布约束混凝土柱加固设计理论的工程应用研究

通过采用碳纤维布约束混凝土的方法提高钢筋混凝土框架柱轴压比的工程实践，探讨实际工程中钢筋混凝土柱在轴压比满足不了抗震设计要求的情况下，如何选用合适的加固设计理论及方法对碳纤维布约束混凝土柱进行设计，并总结了碳纤维布约束混凝土加固柱的关键施工技术。     

基于有限元法的正交各向异性板的屈曲分析

利用有限元软件Patran-Marc模拟在各种边界条件和荷载作用下正交各向异性板的屈曲失稳形式,研究了不同的边界条件和受力情况对板的屈曲的影响,得到了正交各向异性板屈曲的一般规律.分析了FRP复合材料构件的局部屈曲,并与相应的正交各向异性板的屈曲进行对比,阐述了正交各向异性板的屈曲理论在构件中应用的特点.分析结果对FRP复合材料构件在轴压以及复合受力作用下的稳定性设计具有一定的参考价值.     

钢筋混凝土柱的抗震性能分析

本文通过 12根碳纤维增强钢筋混凝土柱在周期性反复斜向荷载作用下受力性能的试验研究 ,验证了用碳纤维布包裹钢筋混凝土柱来提高其抗震延性的有效性 ,分析了碳纤维布的包裹方式对混凝土柱的滞回特性和延性的影响 ,并且得到了碳纤维增强钢筋混凝土柱的位移延性比与碳纤维配箍行征值、箍筋配箍特征值及混凝土相对受压区高度 ξ的关系     

弹性地基上钢筋混凝土矩形薄板的热屈曲

基于薄板的小挠度理论和混凝土材料的非线性,根据弹性地基上钢筋混凝土矩形薄板在热载作用下的平衡方程和稳定方程,推导了弹性地基上四边简支钢筋混凝土矩形薄板在横向温度变化时临界屈曲温度变化的封闭解,得出了屈曲临界温度变化随初始弹性常数和长宽比的增大而减少,随基床系数、相对厚度和地温的增大而增大的变化规律.     

钢骨混凝土井壁水平极限承载特性的试验研究

针对600～800 m巨厚冲积层中煤矿立井井筒的支护问题,提出了采用钢骨钢纤维高强混凝土井壁结构型式.为了研究该种井壁结构的水平极限承载特性,根据相似理论,采用物理模拟试验的方法,开展了2个模型井壁的破坏性试验,研究了该种井壁结构的水平极限承载特性和变形破坏特征.试验研究表明:在竖向荷载(井壁自重应力)加载阶段,钢骨和混凝土能够协同变形;水平荷载加载阶段,钢骨应变达到屈服应变后,钢骨表现出一定的塑性流动变形能力;井壁破坏时,钢骨和混凝土的切向应变值可达-3500×10-6(压);利用厚壁圆筒的弹性、塑性极限承载力估算井壁的水平极限承载力上、下限值,试验值更接近塑性极限承载力;由于钢骨和钢纤维的加入使得高强混凝土的脆性得到改善,钢骨钢纤维高强混凝土井壁具有更好的塑性变形能力和延性,是深厚表土层中一种可行的井壁结构型式.     

煤矿巷道直墙半圆拱形波形钢腹板支架稳定承载性能

将新型波形钢腹板支架用于煤矿巷道金属支架结构中,采用试验研究和有限元数值模拟分析相结合的方法,研究波形钢腹板支架结构的稳定承载性能。设计了2榀直墙半圆拱形波形钢腹板支架的模型试验,得到支架的失稳破坏形态、应变与位移发展规律,并分析了波形钢腹板翼缘厚度变化对支架承载力的影响程度。结果表明:波形钢腹板支架破坏形态为整体非对称失稳,支架翼缘厚度由12 mm增加为16 mm时,即增幅为33%,支架的承载力提高27. 38%,表明翼缘厚度对支架的承载性能有显著影响。试验结果与有限元分析结果吻合良好,验证了有限元模型的正确性。同时采用有限元方法对用钢量基本相同的矿用工字钢支架和波形钢腹板支架进行对比,结果表明:波形钢腹板支架承载力比矿用工字钢提高了31. 68%,其变形约为矿用工字钢的4/5。通过数值模拟分析波形钢腹板支架截面各参数对支架弹性和弹塑性屈曲荷载的影响,发现腹板高度和厚度是较敏感参数;并比较了波形钢腹板支架和矿用工字钢支架分别在静水压力作用下、垂直单向应力作用下和垂向力为主的荷载作用下的支护性能,发现在相同的用钢量情况下,波形钢腹板支架具有较高的抗剪承载力,在高厚比很大的情况下不容易发生屈曲,且翼缘用钢量集中,使得截面的抗弯和轴压稳定承载力也大幅度提高,故它在各种荷载状态下的变形量均小于矿用工字钢支架,其支护效果优于矿用工字钢支架。     

混凝土黏结面应力-渗流耦合试验装置研制及应用

针对新老混凝土黏结面或混凝土与其它介质黏结面大都受到正应力作用的情况,研制了混凝土黏结面应力-渗流耦合试验装置,介绍了装置的主要功能、技术参数、系统组成及关键技术;采用该装置对四组钢板与混凝土黏结面进行了抗渗试验,获得了不同粗糙度的钢板与混凝土黏结面的渗透特性。试验结果表明,该装置完全能够保证测试需要的轴压和水压稳定,提出的电阻法测试渗透锋面的方法是可行的;钢板与混凝土黏结面具有良好的抗渗性能,采用钢质接茬板可保证井壁接茬的密封性能满足要求;在相同轴向应力状态下,钢板与混凝土黏结面的渗透系数大小与钢板表面粗糙度有关,钢板表面粗糙度越大,黏结面的渗透系数越小;装置具有较好的实用性和可靠性,为进一步研究应力作用下混凝土本体、新老混凝土黏结面以及混凝土与其它介质黏结面的渗透特性提供新的测试手段。     

钢井壁失稳原因浅析及预防

钻井法施工的一些开采年限较短、井深和井径较小的竖井中,有时采用钢井壁作为永久支护,但是相对于钢筋混凝土井壁,钢井壁在使用过程中极易发生屈曲变形,甚至导致井简破坏,使用中应引起高度的重视。结合工程实例,对钢井壁失稳时的临界应力、影响因素进行了分析,并提出了相应的预防措施。     

深厚冲积层井筒修复内层钢板高强钢纤维混凝土复合井壁研究及应用

针对板集煤矿副井井筒修复的复杂工程条件,提出采用内套内层钢板高强钢纤维混凝土复合井壁结构。首先,对该种新型井壁结构力学特性进行了模型试验研究,结果表明:在井壁结构中高强钢纤维混凝土的极限压应变可达(-3 710~-3 750)με,显著提高了井壁结构的延性特征;由于内层钢板的约束作用,井壁内缘钢纤维混凝土也处于三向受压状态,钢纤维混凝土抗压强度提高了1.822~1.974倍,从而显著提高了该种复合井壁的承载能力;在板集煤矿副井井筒修复工程中首次应用了内层钢板高强钢纤维混凝土复合井壁,并通过现场实测结果表明,2个监测水平钢纤维混凝土应变分别为-290με和-359με,远小于试验实测的极限压应变值,说明目前该种新型井壁结构混凝土变形小,井壁结构安全可靠。     

主溜井及矿仓的复合加固工艺

望儿山金矿主溜井局部地段及全部矿仓采用了锰钢板与混凝土相结合的整体加固形式。所采用的加固形式与施工工艺相结合实现了在垂直溜井中浇筑混凝上的无吊盘、无模板施工，简化了工程施工工艺。在给出工程设计和施工设计的基础上，结合施工实践提出了该加固形式的施工方法及使用时应注意的问题，并根据工程投入使用3年来多次检查的结果，分析了使用效果，进行了总体评价。     

提升机卷筒法兰结构优化

针对钢丝绳的缠绕方式,测量了6.5 mm钢丝绳在受拉压力作用下的弹性模量。正确地分析了法兰的受力情况,建立了法兰受力分析的三维有限元模型,并得到了实验验证。采用该模型对4.0 mm厚法兰的3种不同加强肋结构进行了计算,在考虑了零件的强度和成形的难易程度后,选取了24根直肋的结构。从而,达到了将法兰厚度从5.0 mm减薄到4.0 mm的目的。正确设计法兰结构,对减轻法兰重量、节省材料和提高提升机的承载能力有着重要的意义。