钢—混凝土组合箱梁的抗扭强度

共进行了9根钢-混凝土组合箱梁的扭转试验,其中4根用于研究纯扭性能.5根用于研究弯扭性能,初步掌握了该类型梁的抗扭机理.组合箱梁截面通过两种机制抵抗截面扭矩:U形钢梁和混凝土翼板组成的组合箱形截面(称为组合抗扭),及混凝土翼板开裂后形成的等效箱形截面(称为混凝土翼板抗扭).组合箱梁在扭转中,截面上存在组合作用,即混凝土翼板和钢梁间存在相互约束作用.U形钢梁的抗扭贡献在于:它不仅作为组合箱形截面的重要组成部分,自身承担较大的扭矩,而且向混凝土翼板提供纵向约束,抑制混凝土裂缝的开展.在试验分析的基础上,采用钢筋混凝土变角软化桁架模型,建立了适于分析钢-混凝土组合箱梁复合弯扭强度的三维桁架模型.该模型充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程,可以较准确地用于预测组合箱梁的极限强度.此外,还对组合箱梁的弯扭相关强度进行了研究.     

超高性能混凝土翼板-窄幅钢箱组合梁双重组合作用试验与有限元分析北大核心CSCD

对于部分填充混凝土式窄幅钢箱连续组合梁裂缝控制问题,对3根混凝土翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁进行了静力加载试验。试验结果表明:组合梁负弯矩区承载性能得到明显改善,但翼板裂缝控制效果不明显。基于超高性能混凝土(UHPC)良好的裂缝控制能力提出将部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁翼板替换为UHPC翼板,形成UHPC翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁。采用ABAQUS有限元软件建立了5种组合梁的精细化模型,分析了组合梁全过程受力性能。结果表明,UHPC翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱组合梁的开裂弯矩与截面承载能力显著提高,各组合梁翼板与钢梁交界面间的滑移差距不大。考虑到经济因素,为提升组合梁负弯矩区截面的开裂弯矩,应适当增加UHPC的板长,减小板厚。     

开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能非线性分析

在钢筋混凝土变角软化桁架模型的基础上,提出了适于分析开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的三维桁架模型。在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。分析充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。通过对部分试件的计算验证,结果表明该模型不仅可以用于预测组合梁的极限强度,而且为混凝土翼板开裂后组合梁全过程分析,提供了有效途径。     

地下室墙体混凝土纵向开裂成因分析

针对某工程地下室混凝土墙体纵向开裂、墙面大面积空鼓等质量问题,通过现场调查和取样检测,分析了墙体纵向开裂和空鼓等缺陷的产生原因,为正确处理地下室墙体混凝土开裂奠定了基础。     

钢-混凝土组合梁混凝土板纵向开裂计算方法的探讨和横向钢筋配置

本文对钢-混凝土组合梁混凝土板的纵向开裂进行了研究,探讨了混凝土板纵向劈拉开裂时纵向剪力的计算方法。文中提出两种计算方法,计算的结果与试验值均很接近。为了控制纵向裂缝的发展,还以混凝土板纵向劈裂建立了桁架机构的计算模型,并导出横向钢筋的配筋公式,根据组合梁试验的情况和参考有关文献,提出了横向钢筋的构造要求。     

钢-混凝土组合梁扭转的组合作用分析

在试验及理论分析的基础上,对开口截面钢-混凝土组合梁在扭转中的组合作用进行研究。组合梁在扭转中,即使是纯扭作用下,截面上仍存在组合作用,分析时不能忽略混凝土翼板和钢梁间的相互约束作用,否则会低估组合梁的抗扭能力。钢梁自身的抗扭作用很小,钢梁对组合梁扭转的贡献在于,它向混凝土翼板提供了纵向约束。在钢筋混凝土变角软化桁架模型(RA-STM)的基础上,通过引入平截面假定,以考虑组合梁扭转中的组合作用,建立适于分析开口截面钢-混凝土组合弯扭性能的三维桁架模型:在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。所分析内容充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。计算结果与试验结果吻合良好。此外还简要评价了现有的组合梁极限扭矩计算公式的不足。     

雁形板屋盖纵向开裂问题的三维有限元分析

本用有限元对雁形板屋盖结构的空间受力特性进行了分析,并着重考虑了温度差 地板截面应力的影响。计算结果表明,在温度变化及板自重的作用下,雁形板翼板与助梁连接处下部将出现较大的拉应力,由于此拉应力值已超过混凝土的抗拉强度,从而导致雁形板沿纵向开裂。     

被动式节能钢-混凝土组合梁结构的受力性能研究

设计了4组外包花纹钢-混凝土组合梁,研究了组合梁的荷载-挠度、荷载-应变和应变沿截面高度的分布曲线,并进行了相应地受力分析。结果表明,4组外包花纹钢-混凝土组合梁的破坏形式都为受弯破坏,梁端未见明显滑移;CACC-1、CACC-2、CACC-3和CACC-4组合梁混凝土翼板中钢筋屈服载荷作用时的实测挠度与组合梁极限载荷时的实测挠度的比值δ_(ut)/δ_(yt)分别为1.698、1.819、2.275和3.208,在负弯矩作用下,CACC-4组合梁的延性相对较差;同一截面不同位置的荷载-应变曲线可以较好的吻合,表明加载过程中钢梁底板不同位置的受力分布较为均匀;4种组合梁在有效宽度范围内的剪力滞后现象并没有影响到混凝土翼板中受力钢筋的共同作用效果;组合梁中配筋率的增加对开裂载荷不会造成明显影响,但是在相同载荷条件下,配筋率的变化会影响裂缝的产生和发展,组合梁混凝土翼板中配筋率愈大则对跨中裂缝的束缚作用愈强。     

预应力混凝土连续箱梁桥防裂设计建议

针对预应力混凝土连续箱梁桥普遍开裂的情况，根据不同类型、不同部位的裂缝，从预应力束的设置、箱梁翼板有效宽度和内力增大系数、箱梁构造要求、温度梯度模式、普通钢筋配置等方面提出了一些预应力混凝土连续箱梁防裂设计建议，以供同行商榷。     

钢-混凝土组合梁纵向抗剪的试验研究

本文结合国家某重点建设项目工程对钢一混凝土组合梁混凝土翼缘板的纵向抗剪进行了试验研究。根据8根两点对称集中加载试验架在静载作用下的试验结果，分析了组合梁纵向开裂的原因及主要影响因素，建立了组合梁纵向抗剪计算模型和计算公式，对于组合梁纵向抗剪计算和横向钢筋设计具有实用参考价值。     

无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁承载能力的计算

锈蚀钢筋混凝土梁的承载力不仅与纵向钢筋的截面损失有关 ,而且和钢筋与混凝土之间的粘结强度的降低、混凝土保护层中出现的纵向锈胀裂缝有关。本文先考虑了由于钢筋的截面损失引起的钢筋混凝土梁的抗弯承载力的降低 ;再在梁 拱共同作用抵抗剪力的机制上 ,计算了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力 ,进而得到了无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的承载力及其相应的破坏模式。对一实例的计算结果表明 ,当混凝土保护层出现纵向锈胀裂缝后 ,钢筋与混凝土之间的极限粘结强度相应降低 ,梁的破坏模式由受弯破坏转向受剪破坏 ,承载能力有较大的降低。同时 ,锚固区的粘结强度的降低 ,导致梁也可能发生粘结锚固破坏。     

配筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂计算

通过对试验结果的统计分析 ,研究了钢纤维类型和钢纤维含量特征值对钢筋钢纤维混凝土和预应力钢纤维混凝土梁正截面抗裂弯矩的影响规律 ,分析了钢纤维对混凝土抗拉强度的增强效应与钢纤维对梁正截面抗裂度的增强效应之间的相关关系。提出了配筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂弯矩计算建议 ,供修订我国的《纤维混凝土结构技术规程》及工程设计与施工参考     

双钢筋混凝土梁的受弯试验及裂缝计算

双钢筋系由两根纵向平行的纵筋与之垂直的短横筋按一定间距焊接组成梯格型骨架,采用双钢筋技术,可以改善钢筋混凝土的粘结作用,从而改善钢筋混凝土受弯构件的裂缝分布,减小裂缝宽度,使裂缝开展呈现细而密的特征。然而,目前使用的双钢筋类型主要是由冷拔低碳钢丝或冷轧钢筋制成的双钢筋,这些双钢筋大多用于小跨度的单向板、过梁、楼梯等构件中,而采用大直径热轧带肋三级钢筋制成的双钢筋混凝土构件国内外尚未见有报道。为了充分发挥双钢筋的技术优势,拓宽双钢筋技术的使用范围,对热轧带肋三级钢筋焊制的双钢筋构件作了较全面的分析研究,重点研究了双钢筋受弯构件的裂缝及变形计算,对双钢筋构件的裂缝特征作了较完整的理论分析。通过试验观察和理论分析,并针对热轧带肋三级钢筋制成的双钢筋混凝土构件,提出了裂缝计算的建议公式。并与普通构件对比进行技术经济分析,可取得良好的经济效益。     

无腹筋锈蚀钢筋混凝土深梁承载力分析

锈蚀钢筋混凝土深梁的承载力不仅与纵向钢筋的截面损失有关,而且和钢筋与混凝土之间的粘结强度的降低,混凝土保护层中出现的纵向锈胀裂缝有关,本文先考虑了由于钢筋的截面损失引起的钢筋混凝土深梁的抗弯承载力的降低;再在梁-拱共同作用抵抗剪力的机制上,计算了无腹筋锈蚀钢筋混凝土深梁的抗剪承载力,进而提出了无腹筋锈蚀钢筋混凝土深梁的承载力计算公式。     

槽钢骨架型钢混凝土梁受扭性能试验研究

为研究配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,设计了4根配槽钢骨架型钢混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁对比试件,通过观察配槽钢骨架型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力过程及破坏形态,探讨混凝土强度、配箍形式、缀条形式及其间距等对试件受扭承载力的影响。试验结果表明:截面配钢率对提高梁的开裂扭矩作用不明显,但槽钢骨架能显著提高试件的极限扭矩和后期抗扭刚度,还能有效改善构件的延性。最后提出配槽钢骨架型钢混凝土梁开裂扭矩和极限扭矩的计算公式。     

帽型截面钢-混凝土组合梁受弯强度

根据 12根帽型截面钢 -混凝土组合简支梁在外荷载作用下 ,开裂及破坏时应力 -应变关系 ,推导该组合梁开裂弯矩和极限弯矩 ,并将计算结果与试验结果进行比较 ,提出了设计方法和建议     

核电站安全壳钢衬里作用探讨

核电站核反应堆的维护结构安全壳钢衬里,其重要性不言而喻。安全壳内部钢衬里正是基于密封性能的重要考虑,抵御异常事故工况下的核污染扩散。当前,对于钢衬里的重要作用和结构形式人类的认识也是逐渐深入,核电站安全壳钢衬里已简单退化成核电站安全壳密封性能的需求,不再充当结构强度需要,但是对于壳体混凝土裂缝开展隐患起到有利的降低作用。作为钢衬里密封板既充当密封性能作用,又降低了混凝土的收缩和徐变、减少了混凝土开裂风险;对于后者结构性功能很少受到人们的重视,作为弹性结构设计也多被忽略。通过核电站安全壳钢衬里的影响作用分析、特别是对主体结构混凝土开裂影响分析指导混凝土结构的设计,确保结构设计的特殊性功能需求。     

Longitudinal cracking of concrete slabs in composite beams with ribbed metal deck

The results of three-dimensional finite element investigation to study the longitudinal cracking phenomena in the slab of composite steel-concrete beams with ribbed metal deck are presented. The effect of eight parameters on the development of longitudinal cracking is investigated. These parameters are: type of loading, compressive strength of the concrete slab, yield stress of the steel beam, beam span to slab width ratio, steel beam size, existence of the ribbed metal deck, height of the ribbed metal deck, and percentage of transverse reinforcement in the slab. Design curves correlating the moment at which the longitudinal cracking initiates to span to width ratio, percentage of transverse reinforcement, , and degree of shear connection are also presented in this paper.     

索塔锚固区泵送高性能钢纤维混凝土的研制

普通纤维混凝土因可泵送性差很少用于索塔锚固区。采用多重复合技术,优选纤维混凝土配合比,并研究了各配合比的泵送性能;模拟干热环境,对优选的高性能混凝土(HPC)和钢锚箱锚固区专用高性能钢纤维混凝土(HPSFRC)进行了塑性收缩试验;研究了纤维掺量和减缩剂对塑性收缩和干燥收缩性能的影响,并对其机理进行了探讨。研究表明,经优化的高性能钢纤维混凝土2h内泵送性能优良。随着纤维掺量的增加,塑性收缩的开裂总面积下降,混凝土的抗裂等级提高。当钢纤维的体积掺量为0.8%时,高性能钢纤维混凝土自由干燥90d的收缩值同高性能混凝土相比下降了50%;有约束的干燥收缩66d试验环未见开裂,从而减少混凝土开裂的风湿,提高混凝土结构的耐久性。与同强度等级的高性能混凝土相比,钢纤维的加入也改善了混凝土的力学性能,高性能钢纤维混凝土的抗弯强度和劈拉强度提高了近30%。试验结果还表明,纤维体积率为0.6%的钢纤维与减缩剂复合后,对抑制塑性收缩和干燥收缩效果显著。     

Experimental investigation on inelastic behavior of composite box girder under negative moment

The mechanical behavior of negative bending moment zone in composite girder is very complex. The nonlinear characteristics due to the cracking of concrete slab need careful studies. In this experimental research, two specimens of steel-concrete composite box girder with inclined webs under hogging moment were cautiously conducted and tested. The relative slips between the steel and concrete, load-displacement relationship, the strain distribution of the steel girder, the reinforcements and the concrete slab, and the cracking behavior of the concrete slab were measured during the tests. The relatively small slips on the surfaces between the concrete slab and the top flange of the steel girder showed the full shear connection composite behavior of the girders. The initial cracking load was compared with the calculation results from linear analysis and nonlinear analysis based maximum strain. The strain of the steel web measured at different positions along the vertical direction showed the establishment of plane section assumption and the variation of neutral axis in the loading process. Moreover, shear lag effect was found in the strain distribution of the bottom flanges. The strain of concrete slab and the crack spacing showed the effect of the longitudinal reinforcement ratio on the cracking behavior of the concrete. The maximum crack width was observed in the loading process and compared with the calculation results according the design codes. The influence of reinforcement ratio on the strain of reinforcement and on the load capacity in serviceability limit state was studied in the context and it was found that the reinforcement ratio play an important role on the crack control of composite girder under hogging moment.