斜向U型箍限制混凝土保护层剥离的试验研究

混凝土保护层剥离破坏是树脂基纤维增强复合材料(以下简称"复材")受弯加固钢筋混凝土梁的常见破坏模态。它以复材底板端部附近出现弯剪裂缝作为起裂标志,伴随着关键水平裂缝于复材底板端部的受拉纵筋高度的出现和发展,以及由此导致的混凝土保护层剥离。混凝土保护层剥离发生时,复材底板的最大拉应变通常仅为其极限抗拉应变的20%～40%,导致复材的抗拉强度得不到充分利用。为此,各国学者提出了不同形式的锚固措施,如金属锚具、竖向U型箍等,并进行了广泛的研究。其中,斜向U形箍施工最为便捷、耐久性能最为优越,具有大力推广应用的潜能。通过一系列试验,证明了斜向复材U型箍能够成功限制混凝土保护层剥离破坏,从而显著提升加固梁的极限承载能力和延性。     

一种提高新旧混凝土界面传力设计方法及应用

介绍一种可提高新旧混凝土界面传力的设计方法,提出承载力计算参考公式,可量化计算截面传递界面剪力,通过工程算例深化其计算方法。最后根据一个实际工程应用,验证该方法可行性。分析结果表明,采用该方法设计新旧混凝土界面,增加界面机械咬合力,可有效提高传力效果,保证结构安全可靠。     

自锚式悬索桥主缆锚固段试验模型加载反力系统

为研究主跨600m自锚式悬索桥主梁主缆锚固段的力学性能和传力机理,需进行总荷载达1 296t空间加载的大型缩尺模型力学性能试验。通过方案设计、理论分析,提出了1套由千斤顶、纵向反力架、侧向反力架及竖向反力架组成的空间加载反力系统。加载方案将实际模型的主缆拉力改为等效加载的推力,以主缆散索锚固段作为加载点,并设计钢箱-混凝土组合加载承压垫块,采用4台千斤顶搭配纵向反力架对试验模型进行空间加载,模拟实际加载效应;为平衡试验模型因承受偏心加载而产生的水平分力,并限制模型侧向水平位移,加载反力系统设置侧向水平反力架;通过竖向反力架来平衡千斤顶空间加载产生的竖向分力,避免模型锚固横梁下部与支座脱离;采用抗剪锚杆群将加载反力有效传递至反力地板。对试验模型及加载反力系统的各部分构件、接触方式及边界条件进行非线性有限元分析。理论分析结果与试验实测结果比较表明:该加载反力系统受力明确,反力体系在2.0倍设计最大主缆力工况下处于弹性受力状态,具有足够的承载力且刚度满足要求,可安全有效地对试验模型进行加载。     

火灾下两相邻面受火H形钢柱的截面温度分布规律研究

当火灾中钢框架柱不均匀受火时,会在截面和高度方向产生温度梯度。现行规范给出了火灾中钢构件升温的计算公式,但这些公式均是基于温度沿构件高度和截面均匀分布的假设。采用有限元方法研究了火灾中两相邻面受火钢柱的截面温度场,火灾场景采用ISO834标准升温曲线,钢柱采用非膨胀型防火涂料保护。对于所研究的两相邻面受火钢柱,沿截面宽度和高度方向均存在温度梯度。基于参数分析结果,对欧洲规范EN 1993-1-2中钢构件升温计算公式进行了修正,来计算两相邻面受火钢柱截面各部分的升温曲线。     

复合配筋预应力混凝土管桩抗弯性能试验和数值分析

开发研制了复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩(以下简称PRC-G桩),并进行了抗弯性能的现场抗弯试验和数值分析。试验研究结果表明,GFRP筋可以明显改善常规管桩的抗弯性能,其开裂荷载和极限荷载均有显著的提高,破坏时PRC-G桩均是受压区混凝土破碎而PRC桩的预应力筋被拉断;数值分析结果表明,PRC桩破坏时,预应力钢筋达到屈服强度1 420 MPa,PRC桩受压区混凝土未达到标准抗压强度,桩身未被破坏;PRC-G桩破坏时,受压区混凝土最大压应力为52.03 MPa,受压区混凝土破碎,管桩破坏。抗弯数值模拟和抗弯试验的结果表明,两者的荷载-挠度曲线的规律基本一致。研究成果可为复合配筋(GFRP筋)预应力混凝土管桩在工程中的推广应用提供理论依据。     

砂岩多步压剪的声发射特性研究

为了了解砂岩多阶段性应力分布特征,进行了多步压剪实验,加载速率分别为0.02 kN/s、0.1 kN/s、0.5 kN/s,并同步采集全过程声发射信号。利用最大似然估计法分析了声发射能量统计分布特征,结果表明:(1)多步压剪试验的能量概率密度函数符合幂定律分布,并满足能量上的幂律无尺度分布;(2)加载阶段与恒压阶段声发射信号量相差较大,跨越能量数量级有所不同,但加载、恒压阶段的概率密度函数与整体概率密度函数具有统一性,并可以用同一个幂值来表征;(3)加载阶段与恒压阶段幂值分布具有相似性,与概率密度函数形成良好对应;(4)恒压状态下的岩石具有流变特征,声发射能量信号在小能量区间服从线性分布;(5)加载后期,由于裂纹的扩展以及成核过程岩石会发生相变,此阶段能量概率密度函数与全过程保持一致,不受之前能量信号影响。     

狭窄基坑条件下基于普朗德尔地基极限承载力公式的隆起稳定性研究

在市政行业的基坑支护工程中,支护桩+内支撑支护是广泛使用的支护形式。传统的基坑隆起稳定性分析方法是采用普朗德尔地基极限承载力计算公式分析,但是该地基极限承载力计算公式不适用于狭窄基坑。本文从提出狭窄基坑的定义出发,根据普朗德尔地基极限承载力计算公式的基本原理,重新假定了狭窄基坑条件下的破坏模式及相关参数,并推导了相应的地基极限承载力计算公式。算例显示,该公式能较好的反映狭窄基坑的实际条件,安全系数有适当提高。     

南京地区增层改造中粘性土地基承载潜力试验分析

建筑物下和非建筑物下取样后,通过直剪试验和三轴固结不排水剪试验得到抗剪强度参数,计算得到地基承载力提高比例,并找出之间的对应关系。通过上述方法最终得到南京地区地基承载力增长幅度在14%～20%,对实际工程有一定的借鉴意义。     

超大厚度黄土地区钻孔灌注桩承载力与沉降研究

通过对庆阳某超高层建筑6根钻孔灌注桩进行大吨位静载试验,对比分析6根长短灌注桩的承载力与沉降性能,结果表明设计混凝土灌注桩竖向抗压极限承载力不大于14 000 kN时,与短桩相比,长桩对提高承载力、减少沉降的效果不明显,从而体现了试桩的重要性;在预估桩身沉降计算中,存在一个引起桩端土体压缩的临界荷载,只有当加载大于临界荷载时才需考虑桩端土体的压缩;采用简化方法计算桩身压缩量反推出长桩和短桩的综合系数分别为0.48和0.46,故规范推荐的系数0.5偏大。