建筑外墙外保温系统锚栓力学性能试验研究

分别对不同基层、不同锚入深度、不同类型和不同循环荷载峰值的锚栓进行抗拉试验和疲劳试验,研究其抗拉承载力标准值和疲劳性能。试验结果表明:混凝土基层中锚栓的抗拉承载力高于蒸压加气混凝土砌体基层中的锚栓,敲击式锚栓的抗拉承载力明显高于错误施工式锚栓(旋入式采用错误的敲击安装方式)和旋入式锚栓;锚栓的疲劳次数与循环荷载峰值成负相关,在0.2F～0.8F循环荷载峰值段,砌体基层和混凝土基层中对应的疲劳次数最大相差20倍和72倍,疲劳次数受疲劳荷载影响较大,且疲劳次数降幅逐渐变缓;锚入深度小于65 mm时,锚栓的疲劳次数均随锚入深度的增大而增加。     

粘钢加固混凝土梁疲劳性能的试验研究

通过对十根不同补强钢板厚度、不同混凝土强度等级的钢筋混凝土补强梁进行静力加载和等幅疲劳试验 ,研究分析了在疲劳荷载作用下钢筋混凝土粘钢加固梁的受力、疲劳性能和破坏形态 ,并针对实际工程中可能遇到的问题 ,对疲劳荷载作用下粘钢板加固梁粘贴钢板的锚固措施提出了建议     

建筑外墙外保温系统锚栓变幅疲劳性能试验研究

分别对不同基材、不同锚入深度和不同循环荷载下的锚栓进行抗拉试验、常幅疲劳试验和变幅疲劳试验，研究锚栓的抗拉承载力标准值F和疲劳性能。结果表明，锚栓在不同基材上的抗拉承载力标准值由大到小为：C40混凝土、C30混凝土、A5.0砌块、A3.5砌块、A2.0砌块。锚栓的常幅疲劳次数与抗拉承载力标准值不完全成正比，会受到循环荷载与锚入深度的共同影响。A3.5砌体基材上锚栓的常幅疲劳性能最好，当锚入深度为75 mm时最经济。通过锚栓变幅疲劳试验发现，在A3.5砌体基材中，前期0.3F的初始循环荷载对锚栓疲劳性能造成的损伤随初始循环荷载的增加而增大，应力等级损失Di最高可达0.40810。     

粘钢加固混凝土梁疲劳性能试验研究

为研究粘钢加固混凝土梁的疲劳性能,进行了2根粘钢加固梁及1根对比梁的疲劳试验。试验研究表明:在钢板与混凝土粘结完好的情况下,粘贴钢板加固较大地提高了梁的抗变形能力;与未加固梁相比,因钢板端部粘结失效,加固梁主筋断裂时的疲劳循环次数反而减少,也说明在粘贴钢板加固工程中,应注意保证钢板端部的良好锚固,使钢板与混凝土良好粘结,钢板才能充分发挥作用。     

循环荷载作用下钢筋与混凝土界面裂纹扩展的模拟

钢筋混凝土的界面脱粘是材料与结构破坏的一个重要方面,循环荷载作用下的界面疲劳问题研究越来越受到关注.基于剪切筒模型和常用加载方式,首先建立了循环荷载作用下钢筋与混凝土界面脱粘应力计算模型;借助断裂脱粘准则和描述疲劳裂纹扩展的Paris公式,得到了界面疲劳裂纹扩展速率、扩展长度以及脱粘界面上摩擦系数与循环加载次数的关系;对处于循环荷载作用下的钢筋与混凝土界面进行裂纹扩展的模拟计算与分析.     

预应力混凝土梁疲劳可靠性及尺寸效应试验研究

为研究预应力混凝土梁在承受疲劳荷载后的可靠性变化及尺寸效应产生的影响,现对3根不同尺寸的预应力混凝土简支梁开展疲劳试验,采集试验数据并运用已有的可靠性计算方法对试验梁的可靠性进行初步的验算,通过对比不同尺寸试验梁的疲劳数据得到尺寸效应对试件承载力等性能的影响,计算试件在不同疲劳次数后的可靠度并对比计算结果分析其可靠性变化。分析试验结果发现,随着疲劳次数的增加,试件的可靠性逐渐降低;受拉区混凝土和受拉钢筋的疲劳可靠性均低于受压区混凝土和受压钢筋;在相同的疲劳循环次数下,尺寸较小构件在相同疲劳次数下的可靠性更低。     

冻融环境对CFRP加固混凝土梁疲劳性能的影响

通过对碳纤维布加固混凝土梁经过冻融循环作用后的疲劳试验,分析了冻融循环作用以及不同应力水平对碳纤维布加固混凝土梁的疲劳性能影响。试验结果表明:冻融循环环境作用导致破坏荷载明显降低,疲劳次数明显减少;应力水平越高,疲劳次数越小;梁的主要破坏形式是弯曲破坏。     

建筑物外墙外保温系统性能分析

外墙外保温是建筑节能的主要措施,保温层与基层墙体的连接方式有粘贴和锚栓连接两种。对于点粘的连接方式,在保温层和基层墙体之间可形成空腔提高保温效果,但受自然环境条件及人为因素的影响,在胶粘剂与保温板及基层之间易产生集中的温度应力,个别点粘的结合面由于温度应力的作用发生破坏而失效。风荷载作用时,各粘贴点的拉应力也不相同,拉应力较大的点易首先破坏,造成饰面层大面积脱落。当保温层出现开裂现象时,雨水会在保温层和基层墙体之间的连续空腔内沿墙面流淌,增加了外墙渗水的几率,影响了建筑物的使用功能,降低了保温性能。因此,对于外墙外保温系统采用粘贴连接时不宜采用点粘的方式,应采用满粘的连接方式。采用锚栓连接时,锚栓在基层内的锚固深度存在有效锚固长度。影响锚栓拉拔承载力的因素很多,变异性较大,锚栓的拉拔承载力随着时间的增长将会逐渐降低,普通的锚栓连接方式存在安全风险,宜采用注胶的锚栓连接方式。玻纤网格布宜采用单层,避免采用多层时在抹面砂浆与保温板之间形成隔离层,抹面砂浆受收缩及温度的影响而开裂甚至防护层脱落。     

环境腐蚀对预应力桥梁疲劳性能影响试验研究

为深入研究腐蚀环境下预应力桥梁结构的疲劳性能,对不同腐蚀率试验梁进行了等幅疲劳试验,探讨试验梁的疲劳寿命、最大位移、混凝土最大压应变和残余应变的发展规律,并分析裂缝对腐蚀后试验梁的自振频率的影响。研究结果表明:在等幅疲劳荷载作用下,腐蚀率的增加会导致试验梁的疲劳寿命骤然减小;腐蚀率越大,梁的最大位移增长速度越快,腐蚀后的试验梁受压区混凝土残余应变与疲劳试验次数符合双对数线性关系;裂缝宽度对结构自振频率有明显影响,随着最大裂缝宽度的增大,试验梁的自振频率降低。     

碳纤维加固锈蚀混凝土梁短期疲劳性能研究

在不同荷载条件下,对8根钢筋混凝土梁进行试验,研究短期疲劳荷载作用下的变形、应力分布以及短期疲劳荷载作用后的力学指标。试验结果和分析表明:疲劳荷载对锈蚀钢筋混凝土梁的影响较大,明显降低试验梁的极限强度和延性;碳纤维加固后的锈蚀混凝土梁的极限承载力明显提高,且在破坏时具有良好的延性,承载力极限值可以提高22%～47%。碳纤维"U"形箍对试验梁的性能影响较大,没有粘贴"U"形箍的碳纤维加固试验梁在后期加载过程中,由于混凝土保护层的突然脱落而发生破坏。采用碳纤维材料加固后的较低锈蚀率的钢筋混凝土梁在经过短期疲劳荷载后依然能够具有良好的力学性能。     

植筋搭接混凝土梁静力及疲劳受弯试验研究

为研究植筋锚固在混凝土构件受拉区的受力性能,进行了5根采用植筋技术进行受拉主筋搭接的钢筋混凝土梁受弯试验。其中3根试验梁先静力加载至60%设计荷载,卸载后再加载至破坏,2根试验梁承受2×106次疲劳荷载后再静力加载至破坏。静力试验结果表明,植筋搭接梁在加载再卸载后有较大的残余变形,反映了植筋胶及粘结界面的弹塑性特性。不同搭接长度的植筋搭接梁其抗弯刚度差异不大,但其开裂荷载和极限承载力却有较大差异。将植筋搭接梁的试验结果与块体试件植筋锚固单向拉拔试验的结果比较表明,在相同植筋条件下,梁式试件破坏时钢筋的应力远小于块体试件单向拉拔试件破坏时钢筋的应力。在梁底部纵筋搭接区范围有较多的交叉斜裂缝。这些现象表明基材的应力状态及植筋的混凝土保护层厚度对粘结锚固性能有很大影响。疲劳试验结果表明,在疲劳加载的早期裂缝就基本出齐,从5×105次至2×106次加载过程中裂缝发展不大,也没有新的裂缝产生。在本文的试验条件下,疲劳加载对梁的抗     

钢桥面-薄层CRRPC组合结构栓钉连接件抗剪疲劳性能研究

采用推出试验和弯曲疲劳试验,研究钢桥面板与薄层CRRPC铺装层间栓钉连接件抗剪疲劳性能。基于Von Mises材料破坏准则和双线性本构关系,对 推出试验模型进行有限元分析、静力试验和疲劳试验,得到不同加载比和界面联接方式下的滑移-加载循环次数曲线,以及栓钉连接件抗剪承载力;开展足 尺组合梁弯曲疲劳试验,考察组合桥面系统中栓钉整体抗剪疲劳性能。研究结果表明：加载比是影响栓钉抗剪疲劳寿命关键因素之一,对于推出疲劳试验, 加载比建议取0.4;钢板与CRRPC间的黏结效应是影响疲劳寿命另一重要因素,对于存在黏结效应的推出试件,在0.5的加载比下等效疲劳寿命可以达到92.2 万次,但无黏结时,疲劳寿命仅为16.9万次;控制栓钉间距是提高组合桥面抗剪疲劳性能的有效方式,在等效实桥应力幅下,即使钢板-CRRPC间不存在黏结 效应,栓钉布距为125mm×125mm,经过8888.9万次疲劳加载,组合梁界面仍没有发生疲劳破坏。     

Performance of steel bridge deck pavement structure with ultra high performance concrete based on resin bonding

This research investigated a pavement system on steel bridge decks that use epoxy resin (EP) bonded ultra-high performance concrete (UHPC). Through FEM analysis and static and dynamic bending fatigue tests of the composite structure, the influences of the interface of the pavement layer, reinforcement, and different paving materials on the structural performance were compared and analyzed. The results show that the resin bonded UHPC pavement structure can reduce the weld strain in the steel plate by about 32% and the relative deflection between ribs by about 52% under standard axial load conditions compared to traditional pavements. The EP bonding layer can nearly double the drawing strength of the pavement interface from 1.3 MPa, and improve the bending resistance of the UHPC structure on steel bridge decks by about 50%; the bending resistance of reinforced UHPC structures is twice that of unreinforced UHPC structure, and the dynamic deflection of the UHPC pavement structure increases exponentially with increasing fatigue load. The fatigue life is about 1.2 × 10⁷ cycles under a fixed force of 9 kN and a dynamic deflection of 0.35 mm, which meets the requirements for fatigue performance of pavements on steel bridge decks under traffic conditions of large flow and heavy load.     

预应力装配式高耸风电塔架受力性能研究

预应力装配式高耸风电塔架下部为预制装配式混凝土塔筒,上部为钢塔筒,上端锚固于法兰环,下部锚固于基础内部。在风电塔架体内沿环向均匀布置竖向预应力拉索,张拉后将上部钢塔筒和下部装配式混凝土若干塔筒连接为整体。针对中间转换部分,采用转换段法兰环、变截面混凝土、预制混凝土竖向缝以及水平缝等连接构造。为研究该结构及各连接构造的受力性能,开展精细化有限元分析、拉索107次高周疲劳性能试验以及1∶3大比例尺模型试验,得到了结构关键部位的力学响应和破坏模式等。结果表明：设计荷载作用下,预应力装配式混凝土塔筒表现出弹性特征,可以安全地承受设计荷载;极限荷载作用下,预应力装配式混凝土塔筒段承载力储备充足,且上部钢塔筒先于混凝土塔筒段出现屈曲破坏,混凝土塔筒与钢塔的承载力比例设置合理,避免了混凝土塔筒先于钢塔筒破坏,验证了结构体系和连接构造设计的可行性;疲劳试验及有限元分析结果表明拉索能承受107次的疲劳次数,满足抗疲劳安全性要求。     

钢砼组合结构PBH剪力键的疲劳性能

为了研究钢箱-砼组合结构中PBH剪力键在反复荷载作用下的疲劳性能,设计制作了PBH剪力键试验模型,进行了24万次疲劳推出试验。在疲劳破坏形态和试验滑移及应变数据分析的基础上,利用数值工具开展肋板开孔孔径、穿入钢筋直径、混凝土强度3个参数的PBH剪力键疲劳寿命影响因素分析。研究表明:PBH剪力键的疲劳破坏形态与静载破坏相似,表观表现为混凝土面多处斜向劈裂裂缝、内部榫孔混凝土压碎、穿入钢筋局部屈服;疲劳破坏演化过程分为疲劳损伤开始、发展、破坏3个阶段,其中疲劳发展阶段占整个疲劳阶段的91.7%,结构刚度在疲劳损伤开始和发展阶段退化较慢,在疲劳破坏阶段退化较快;肋板开孔孔径、穿入钢筋直径、混凝土强度3个参数对PBH剪力键疲劳寿命影响均有明显影响,其中穿入钢筋直径对疲劳寿命的影响尤为突出。     

内嵌CFRP加固混凝土梁粘结性能试验分析

采用表层开槽、嵌贴碳纤维增强复合材料(CFRP)的混凝土结构加固新技术,对8根跨度为2.6m的混凝土T形梁进行粘结性能试验,研究了混凝土表层嵌贴CFRP的粘结承载力。试验中通过考察嵌贴长度和胶粘剂种类这两项影响粘结的主要因素,对试验现象和数据进行了分析,发现采用粘结性能好的胶粘剂可充分发挥CFRP板的高强性能;当试件均采用性能好的胶粘剂时,CFRP板的极限荷载随嵌贴长度的增加而增大,超过最优嵌贴长度时,极限荷载不再增长。     

钢筋钢纤维高强混凝土梁疲劳试验研究及刚度计算

通过1根钢筋高强混凝土梁和12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的静载及等幅疲劳试验,分析静载和疲劳荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度和刚度变化规律,以及疲劳应力比、钢纤维类型、钢纤维体积率、钢纤维掺入截面高度和混凝土强度等对钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度的影响。结果表明：在钢筋高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效限制梁刚度的退化,显著提高梁的抗弯刚度,减小梁的跨中挠度,使静载和疲劳荷载作用下梁的跨中挠度分别降低了19.0%~69.1%和15.0%~61.0%。在试验研究的基础上,通过理论分析修正了静载作用下钢纤维影响梁短期刚度的系数,提出了考虑疲劳次数和钢纤维含量特征值影响的钢筋高强混凝土梁疲劳刚度的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,两者符合较好。     

体外预应力加固铁路板梁的试验研究

以体外预应力加固旧桥的应用技术为研究背景,对缺少设计资料的旧板梁进行承载力试验,以试验数据为加固基础对同类型的板梁进行体外预应力加固,并对加固后的试验梁进行加固效果评定。为了进一步对加固后的试验梁进行评定,又进行了200万次的疲劳试验,对评定结果做出进一步的研究和验证。