GFRP筋混凝土桥面板承载性能的试验研究

为了研究采用玻璃纤维筋（GFRP）作为配筋材料的混凝土桥梁面板工作性能,结合板内的压缩薄膜效应对该类结构进行了静力加载试验研究。在试验设计中采用了一套1∶3比例缩小的试验模型,桥梁面板分别支撑于混凝土梁和钢梁上。通过改变结构模型参数,包括支撑梁尺寸、配筋率和配筋材料等,分析其对GFRP筋混凝土桥梁面板承载性能的影响。将试验结果与现行FRP筋混凝土结构设计规范（ACI440.1R06）对比后发现,现行设计规范低估了该结构的真实承载能力。为了准确计算出该非金属筋材混凝土结构的实际承载力,建立了非线性有限元模型,该数值模型的计算结果与试验结果有着良好吻合。     

基于工程项目策划管理全过程的校内实训教学体系构建模式

以工程项目全过程管理能力为目标,坚持以学生为主体主导实训的实践模式,初步构建了知识涵盖全面、能力培养系统的立体化实训教学体系,最大程度保证学生实训体验的真实性和能力培养锻炼的有效性,对应用型人才培养体系的建设改革起到了重要的引领作用,对相关教育教学理念的转变、方法的优化和质量的提升均有着广泛借鉴意义和参考价值。     

纳米压痕测试技术在GFRP材料中的应用综述

近年来玻璃纤维树酯复合材料(GFRP)广泛应用于各类工程领域,它在服役环境中的性能劣化过程相对复杂,需要联系其宏微观特征变化进行深入研究.利用纳米压痕技术测试GFRP中各组分的微观力学性能有助于建立材料微观与宏观尺度之间性能的相互联系,为深入探讨GFRP的性能演化提供依据.然而,在利用纳米压痕对GFRP进行检测过程中,由于约束效应、树酯堆积效应和粘弹性效应等作用的影响,会导致测量值与真实结果之间产生偏差.本文从纳米压痕技术的基本原理入手,对其在测试GFRP内玻璃纤维、树酯基体和界面三类区域时的既有研究进行归纳总结,逐一分析导致测量误差的原因并提出了相应的解决方案或研究方向.在引起测量误差的各类原因中,树酯堆积效应和粘弹性效应将导致树酯部分的测量结果偏高,但对纤维的测量结果几乎不会产生影响.纤维约束效应对GFRP各区域纳米压痕结果的准确性均有明显影响,且通过理论分析可知纳米压痕测试中约束效应对测试结果的影响普遍存在于所有复合材料之中.为探析此效应对测试结果的影响,已有学者展开了实验和模拟研究,但既有研究对数据结果的分析较为浅显,尚未形成完整体系.鉴于约束效应对测量结果的影响,本文还对GFRP中纤维和树酯的界面状态进行了初步的理论分析.最后,为更加准确地表征GFRP的微观性能,笔者还在后续所需要深入探讨的研究方向中提出了相关建议.     

CFRP增强工程水泥基复合材料桥面连接板的结构和性能

桥梁面板的伸缩缝连接装置是现今桥梁施工与维护的难题之一。桥面无缝连接板是将相邻的桥面板连接在桥墩上,形成桥跨间的连续板。结合碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）良好的耐腐蚀性与工程水泥基复合材料（Engineered Cementitious Composites,ECC）的高延性,对CFRP材料增强ECC桥面连接板进行研究。对比了CFRP软质格栅、CFRP筋材和纯ECC桥面连接板的荷载-位移曲线、裂缝分布、应变以及变形,分析三种连接板的连接性能。试验结果表明,三种桥面连接板能满足工程变形与开裂要求。CFRP软质格栅削弱连接板材料界面,降低板多裂缝开展,对增强桥面连接板作用较小。相对其他ECC连接板构件,CFRP筋材对ECC连接板增强作用明显,其弯曲变形能力显著提高,裂缝均匀且分布广泛,整体工作性能良好。      

对FRP筋混凝土桥梁面板承载力性能的非线性有限元分析

为了研究FRP筋混凝土梁面板的承载能力,采用了大型商用软件ABAQUS对Sherif EI-Gamal等的钢混桥梁模型进行了数值模拟。将非线性有限元计算结果同试验结果进行对比分析,非线性有限元的计算结果与试验结果吻合良好。基于数值模准确的分析结果,对结构体系中的压缩薄膜效应进行了分析,并开展了一系列的参数学习,包括混凝土强度、支撑梁刚度以及横隔梁。分析结果表明,压缩薄膜效应对FRP筋混凝土桥面板的承载能力有显著的影响。     

拱效应下纵向约束刚度对GFRP筋混凝土桥梁面板力学性能的影响

混凝土桥梁面板受到外围构件的约束时会在内部形成拱效应,在拱脚处产生沿板跨纵向的约束力。为了研究纵向约束刚度对板带力学性能的影响,对6块端部受到转动约束及纵向约束的GFRP筋混凝土试件进行了破坏性实验。从实验中发现:随着纵向约束刚度的增加,约束力逐渐增强,试件受压区范围随之增大,筋材应变减小,跨中挠度及裂缝的发展减缓,板带的正常使用性能及承载力极限值均得到提高。结合前期研究把纵向约束刚度对受压区高度的作用进行量化后,可得到约束力的计算公式,其预测值与实验测得的约束力较为接近。纵向约束力的计算值及实验结果均表明,当纵向约束刚度与板带纵向受压刚度的比值为0.25～2.00时,纵向约束将明显提高板带的力学性能。     

GFRP筋混凝土桥面板内压缩薄膜效应的试验研究

结合压缩薄膜效应对GFRP筋混凝土桥面板进行结构设计,有效降低了桥面板的配筋率,降低了结构的建造成本。以支撑梁宽度、筋材种类、配筋率为参数,对1∶3比例缩小的梁板式桥面板进行静力加载试验,测量各个结构模型在整个加载过程中各阶段的承载力、应变、变形等数据,考察其基本力学性能。分析研究桥面板在轮胎荷载下,支撑梁变形、桥面板的裂缝扩展和破坏形态,清晰揭示压缩薄膜效应在整个受力过程中的变化以及对结构性能的影响。     

通过综合性实验教学与实验室开放教学改革提高学生科研能力——以东莞理工学院土木工程专业为例

以东莞理工建筑工程系为例,总结和分析如何通过综合性实验和实验室开放性实验等教学改革措施来提高学生对学科学习的积极性,为各高校的教学改革提供有力的实践依据。     

高层、超高层建筑结构设计调平法及其应用

在重力荷载作用下,高层、超高层建筑结构竖向构件压缩变形差异会引发重力荷载向下传递过程中的转移,并使结构构件产生附加内力,不利于结构受力。为此提出高层建筑重力荷载作用下水平构件铰接调平设计法。在整体结构计算模型中将所有水平构件铰接(包括去掉斜撑、楼层内斜腹杆),重力荷载一次施加,调整竖向构件截面及结构布置,可避免内力重分布的影响,较快达到结构在重力荷载作用下各楼层竖向构件(包括各墙及柱)竖向压缩变形基本一致,在此基础上计算模型结构水平构件恢复刚接(包括安装斜撑、楼层内斜腹杆),进入整体结构分析,可有效减小及消除重力荷载作用下竖向构件压缩变形差异导致的较大结构附加内力,保证楼面平整、防止建筑倾斜,利于结构安全、经济、合理和建筑物的正常使用。     

超长混凝土结构整体温差依时效应的实用解法

针对体系复杂或体型超长的混凝土结构受整体温差收缩效应的影响问题,通过合理设置后浇带及其后合拢方法、合理模拟地基或桩基的有限约束刚度、合理考虑混凝土结构的长期收缩徐变性质,并结合施工进度的合理规划细化各阶段生成结构组的温差荷载取值,推导建立了考虑时间效应及工程施工全过程乃至全寿命周期的结构温差收缩效应求解的非线性有限元方法。在有限元软件二次开发的基础上,该方法应用于国内外多个大型复杂工程结构计算分析中,表明该方法能较准确合理地揭示混凝土结构自施工开始至使用期各阶段温差收缩效应的分布变化规律,从而可针对各时期受力最不利或变形较大的结构构件提出合理的设计优化建议及相应的施工控制措施,具有良好的工程实用性。