预应力混凝土双T板结构性能检测试验与数值分析研究

为研究预应力混凝土双T板在实际工程中的受力变形情况,按照受弯预制构件结构性能检验的要求,进行了现场结构性能试验,得到了荷载-跨中挠度曲线。利用有限元分析软件ABAQUS模拟现场试验,探究了双T板变形发展的全过程。将有限元数值模拟得到的荷载-跨中挠度曲线与试验值进行比较,结果表明：有限元计算的荷载-跨中挠度曲线在弹性阶段与试验值基本吻合,该有限元模拟方法较可靠。在有限条件下,数值模拟的方法可以作为双T板结构性能检测的补充。     

预制混凝土梁结构性能试验与数值模拟分析

针对预制混凝土梁在施工荷载条件下的工况,现场采用三分点集中力加载方式模拟均布荷载作用下的结构性能试验,得到预制混凝土梁在测点处的荷载—挠度曲线。借助有限元分析软件ABAQUS,进行仿真数值模拟分析,并与试验结果进行对比验证。分析结果表明：预制混凝土梁的挠度实测值、裂缝发展情况与有限元模拟结果有较好的吻合度;预制混凝土梁在施工荷载作用下其承载力完全满足规范检验要求。基于预制混凝土梁具有较好的工作状态,为其在工业化生产和施工方面提供理论技术支撑。     

板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响研究

为研究板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响,设计并制作2种不同板肋构造形式的预制带肋底板,即矩形肋底板与T形肋底板。对1块矩形肋底板叠合板、1块T形肋底板叠合板以及1块整浇板进行受弯性能静载对比试验,得到了其破坏形态、 荷载-跨中预应力筋应变曲线、荷载 跨中板顶面混凝土压应变曲线以及荷载 跨中挠度曲线,分析其破坏机理、变形特征以及裂缝分布规律。研究结果表明,3种不同板肋构造形式的试件在静力荷载作用下表现出相同的受力性能,增设板肋的叠合板能达到与整浇板相同的受弯能力。提出了预制带肋底板混凝土叠合板的开裂弯矩和极限弯矩计算式,计算值与试验值吻合较好。     

型钢混凝土叠合梁底部预制构件静力性能试验研究

为了充分发挥预制装配式型钢混凝土梁预制部分的力学性能,对6根矩形截面型钢混凝土叠合梁底部预制构件进行了静力试验,分析其破坏过程、荷载-挠度曲线、型钢和混凝土的应变,研究混凝土强度、剪跨比和型钢类型对底部预制构件延性和承载力的影响。试验结果表明:剪跨比对试件梁破坏形态和承载力影响较大;混凝土强度对试件梁的延性和承载力影响较小;配置蜂窝钢的试件承载力显著提高,但延性较差;对两根受弯破坏试件进行截面受弯承载力分析,其计算结果与试验结果吻合较好。     

微孔混凝土预制叠合板力学性能试验研究

为得到微孔混凝土叠合板预制底板的力学性能,采用结构试验和有限元分析相结合的方法进行分析。首先对预制底板进行加载试验,得到预制底板的极限承载力,然后利用有限元分析软件ABAQUS模拟,所得数据与加载试验数据吻合,最后对比两种不同容重下微孔混凝土对叠合板底板极限承载力的影响。结果表明,微孔混凝土抗压强度越大,预制叠合板底板的极限承载力越大,与有限元模拟的极限承载力趋于一致。     

大跨度预应力混凝土带肋叠合板力学性能试验研究与工程应用

为研究大跨度预应力混凝土带肋叠合板在不同支撑条件下的力学性能,以及长期荷载对板变形的影响,分别进行单块叠合板在两端简支和两端梁支座条件下的静力加载试验,以及由三块预制带肋底板密拼、叠合层整体浇筑的整体大板长期加载试验.试验结果表明:两端梁支座的预应力叠合板的初始刚度和板底开裂荷载均大于两端简支预应力叠合板,预制带肋底板与现浇叠合层混凝土粘结良好,未出现开裂和剪切滑移;整体大板变形随时间不断增加,加载历时一个月后,变形趋于稳定,同荷载作用下整体大板的跨中挠度是两端简支单块叠合板跨中挠度的23.6％,整体大板呈现出双向受力特征.     

混凝土双向密肋装配整体式空心楼盖挠度计算方法的试验研究与有限元分析

为解决现浇混凝土空心楼盖存在的问题,提出由预制钢筋混凝土空心箱体与现浇钢筋混凝土密肋组合而成的新型楼盖形式。对预制空心箱体进行设计,测定其盖板、底板承载力;进行了一个9m×9m角点支承混凝土双向密肋装配整体式空心楼盖的足尺模型试验,得到其荷载-挠度曲线;通过分析预制空心箱体与密肋共同工作的楼盖刚度,提出了楼盖跨中最大挠度计算公式。采用有限元程序ANSYS9.0进行了楼盖模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好;通过数值计算,研究了以试验楼盖尺寸为基准的混凝土双向密肋空心楼盖模型、实心平板无梁楼盖模型、去掉空心箱体底板的密肋楼盖模型以及去掉空心箱体底板与盖板交叉梁楼盖模型的楼盖挠度等值线分布规律,为深入开展该新型楼盖结构性能的研究提供了依据。     

预应力带肋叠合板力学性能试验研究

提出一种新型预制预应力带肋叠合板(简称预应力叠合板),适用于民用建筑装配式混凝土结构的楼板,为得到该预应力底板和预应力叠合板的荷载-挠度曲线、裂纹发展规律及破坏特征等力学性能,并为实际工程运用提供依据,采用均布加载方式进行试验研究。试验结果表明,预应力底板加载至施工荷载时,4. 5m板跨预应力底板跨中挠度为20. 50mm,满足施工要求,6. 4m板跨预应力底板跨中挠度为72. 13mm,需增设支撑;在正常使用荷载下,预应力叠合板跨中挠度小于规范限值,板底未开裂;在极限荷载作用下,新旧混凝土交界面结合良好,未出现裂缝、滑移等剪切破坏现象,预应力钢丝未发生滑移和脆断,有较大的安全储备。     

梁底粘贴CFRP加固的新疆杨木梁抗弯试验研究与有限元分析

通过6根矩形截面新疆杨木梁的抗弯试验和有限元软件ANSYS模拟分析,通过碳纤维布(CFRP)加固新疆杨木梁的抗弯性能的试验研究,分析未加固梁与加固梁的极限承载力、跨中挠度等性能指标。通过有限元软件ANSYS对加固木梁抗弯试验全过程进行数值模拟,得出加固木梁在静力荷载作用下的荷载-挠度曲线、应力-应变云图等。结果表明:在新疆杨木梁的受拉区粘贴CFRP可以明显的改善木梁的抗弯性能,有限元软件ANSYS模拟结果与CFRP加固新疆杨木梁抗弯试验结果基本吻合,验证了选取单元和建模的正确性。     

穿越铁路的地道结构与土相互作用的数值模拟

借助有限元数值方法来模拟地道桥结构与土的相互作用,为能真实地描述两者间相互作用,分别对结构和土体工作性态的影响,采用三维实体建模方法模拟在列车荷载和无荷载两种工况下空间范围内地道桥结构与周围土体的位移、应力分布特征。数值模拟结果表明,列车荷载满布情况下,地道结构顶板跨中产生向下最大挠度,而最大拉应力处于顶板跨中内侧和底板跨中内侧。模拟结果为地道桥结构设计提供了可靠的分析依据。     

钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱抗弯力学性能研究

为研究钢骨-钢管高强混凝土新型组合柱的抗弯力学性能,采用ABAQUS软件对钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱纯弯力学性能进行有限元分析,得到了典型组合柱纯弯试件的荷载-挠度关系曲线,不同受力阶段的应力分布规律以及破坏模态,同时考虑不同参数对组合柱抗弯力学性能的影响,探讨了钢骨-圆钢管高强混凝土组合柱抗弯承载力实用计算方法,提出简化计算式,并将简化式计算结果与有限元及试验结果进行对比。最后用MATLAB编写了组合柱纯弯纤维模型法计算源程序,并将程序计算的弯矩-跨中挠度曲线与试验结果及有限元结果进行比较。结果表明:简化式计算结果与试验及有限元计算结果吻合良好,数值模型能较好地反映组合柱纯弯受力的弯矩-挠度曲线。     

预制聚苯乙烯混凝土墙板抗风承载力试验及数值模拟

在墙板保温与结构一体化的大背景下,研发便于工业化生产的高性能墙板成为预制装配式建筑研究中的重要一环。在调研及搜集资料的基础上,提出了区别于现有现浇聚苯乙烯混凝土灌浆墙板的预制聚苯乙烯混凝土墙板的概念。介绍了试验墙板的设计制作、加载方案及有限元数值模拟,并对荷载-挠度曲线的试验值和模拟值进行对比分析并得到有益结论。     

木-混凝土组合梁桥长期性能试验研究

本试验制作木-混凝土组合梁桥足尺试验模型,进行为期5个月荷载试验。通过对木-混凝土组合梁桥变形发展过程进行研究,得到木-混凝土组合梁桥跨中挠度-徐变曲线、应力-徐变曲线。采用试验的徐变曲线进行数值模拟分析。通过数值模拟计算结果与试验结果对比可知:数值模拟计算结果与试验结果吻合较好;试验的徐变曲线能真实反映木-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的变形发展过程;并提出了适用于木-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的变形计算公式,组合梁桥最终挠度增长系数为2.13。     

蒸压加气混凝土墙板结构性能的试验与有限元理论研究

对设计配筋形式的4块蒸压加气混凝土(AAC)墙板进行结构性能试验研究,测定了其短期挠度检验、出厂检验、承载力检验这3个阶段的相关荷载和位移;绘制了试验过程中板材的荷载-挠度的变化曲线;得到了设计配筋形式AAC墙板以弯曲破坏为主的弯剪破坏模式.利用有限元软件对试验板材进行模拟,分析板材承载力的有限元结果,发现用有限元计算的钢筋应力大小与试验结果基本吻合.结果表明,该配筋形式AAC墙板的各项力学性能指标均符合相关规程的规定,且承载力可靠系数的试验平均值和数值计算值分别为1.968和1.911.研究成果有助于该板材的设计与推广应用.     

受火后冷拔低碳钢丝预应力混凝土空心板受弯性能试验研究

为比较不同受火时间后的力学性能,进行了7块冷拔低碳钢丝预应力混凝土空心板的对比试验研究,其中3块未受火对比试件,4块底面分别受火20 min、40 min、60 min和80 min试件.研究结果表明,对比试件和受火试件均发生弯曲破坏.升温过程中预制空心板跨中挠度随受火时间显著增加,熄火自然冷却后受火20 min和40 min的试件跨中挠度可恢复;而受火试件60 min和80 min的试件跨中残余挠度接近15 mm.随着受火时间延长,受火后预制空心板开裂荷载、极限荷载和初始弯曲刚度均明显降低,降低幅度基本与受火时间呈线性关系.受火后预制空心板跨中截面变形基本符合平截面假定,相同荷载作用下受火后试件受拉边缘拉应变和受压边缘压应变均明显大于对比试件.     

木梁抗弯性能试验研究

通过对四根矩形截面杨木梁的受弯静力试验,研究了杨木梁的抗弯强度与抗弯弹性模量等主要抗弯性能。测得木梁在两点集中荷载作用下的跨中应变和挠度数据,分析了荷载与挠度及应变的关系,计算了杨木的抗弯强度与抗弯弹性模量。通过进行木材基本力学性能试验,确定了杨木顺纹抗拉、压强度与弹性模量,横纹抗压强度与弹性模量。试验结果为后期的木梁与木柱、梁—土坯组合墙体有限元数值分析提供了试验依据。     

复合配筋混凝土预制方桩受弯性能有限元分析

为深入研究复合配筋混凝土预制方桩的受弯性能,对该类桩建立有限元模型,开展有限元分析,从其抗裂性能、受弯承载力、变形性能及破坏特征等与试验结果进行比较。结果表明,建立的有限元模型可以较好地预测方桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布和跨中挠度与试验结果吻合较好。根据所建立的有限元模型对不同参数的复合配筋混凝土预制方桩进行承载力分析,并与采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中受弯构件承载力计算公式的计算结果进行比较,结果显示：配置非预应力钢筋可以显著提高开裂后方桩的抗弯刚度和极限弯矩;合理设计的复合配筋混凝土预制方桩呈现以受拉区非预应力钢筋屈服,预应力钢棒被拉断,最后受压区部分混凝土被压碎的形式破坏;方桩的开裂弯矩和极限弯矩的有限元分析结果与规范公式计算值较为接近。     

桁架钢筋混凝土叠合板施工过程试验研究

分别展开了桁架钢筋混凝土叠合板预制底板的脱模吊装过程试验和模拟施工荷载下的一次性加载试验,获得了吊装过程预制底板桁架钢筋应力特征及施工阶段变形特征。由试验结果,经力学分析计算,验证了规范中脱模吸附力大小的实用性,其试验最大值比规程中规定值(1.5 kN/m~2)小32.9%左右。通过理论对比分析,桁架间距对预制底板施工阶段的力学性能影响显著;通过刚度分析,验证了短期刚度公式拟合度较好。     

单向偏心压弯外包型钢混凝土柱的有限元分析

采用大型通用有限元分析软件ABAQUS,对外包型钢混凝土柱进行单向偏心受压模拟试验,通过4种不同偏心距的试件,分析外包型钢混凝土柱在单向偏心荷载作用下的破坏形态、荷载跨中挠度曲线、混凝土与缀条板的受压区荷载-应变曲线。分析表明,随着偏心距的增大,试件的极限承载力大幅度降低,试件达到极限承载力时跨中挠度明显增大。由于有外包钢的存在,故混凝土柱的变形能力和延性明显增强。     

不同截面PSRC梁预制部分力学性能分析

为研究PSRC梁预制部分的力学性能,以截面形式和剪跨比为参数,完成了9根PSRC梁预制部分的单调静力试验;试验结果表明,在剪跨比相同时,矩形截面试件承载力最大,V形其次,U形最小,三种截面试件都拥有良好的延性和变形能力;剪跨比为1.5的试件有的发生斜压破坏、有的为剪压破坏,剪跨比为3和4.5的试件发生受弯破坏;在此基础上,应用ABAQUS进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模型的正确性。