超高韧性水泥基复合材料基本力学性能

超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)是一种中等纤维体积掺量的随机分布的短纤维增强高性能水泥基复合材料。本文通过单轴拉伸试验、四点弯曲试验、单轴抗压试验、三点弯曲缺口梁断裂试验研究了这种新型材料的抗拉、抗弯、抗压和断裂性能。试验结果表明,超高韧性水泥基复合材料在拉伸和弯曲荷载作用下具有假应变硬化和多缝开裂特性,以及高延性、高韧性和高能量吸收能力。极限荷载时的最大裂缝宽度在50μm左右,如此小的裂缝宽度可以有效地阻止侵蚀性物质的侵入,提高钢筋混凝土结构的耐久性。拉伸和弯曲试验测得的超高韧性水泥基复合材料的极限拉伸应变在3%以上,平均裂缝间距1mm左右。超高韧性水泥基复合材料的抗压强度类似于混凝土,抗压弹性模量较低,但受压变形能力比普通混凝土大很多。通过三点弯曲缺口梁试验证明,超高韧性水泥基复合材料的峰值荷载和峰值荷载对应变形都较基体有明显的提高。缺口拉伸试件和缺口梁试件均证明,超高韧性水泥基复合材料可以将单一裂缝细化成多条细裂缝,同时超高韧性水泥基复合材料具有对小缺口不敏感的特性。四种试验的结果证明超高韧性水泥基复合材料在各种破坏荷载作用下均能保持良好的整体性,不发生碎裂破坏。     

基于梁理论的ECC拉伸应变硬化与开裂行为的数值模拟

基于描述超高延性水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,ECC)中单根纤维拔出行为的等效弹性地基梁模型,通过纤维-基体系统切面的平面应变有限元分析,提出了等效连续梁弹簧约束刚度的显式计算方法,建立了改进的等效弹性地基梁模型,并将模型应用于ECC单轴拉伸应变硬化与多缝开裂行为的数值模拟分析。分别基于摩擦滑轮模型和等效弹性地基梁模型计算ECC应力-应变关系曲线,并与试验结果进行对比。结果表明：对于聚乙烯(PE)/ECC,大部分情况下基于等效地基梁模型的计算结果与试验结果相比于聚乙烯醇(PVA)/ECC更加吻合。表明本文提出的改进的等效地基梁模型能够很好地描述抗弯刚度无法忽略的纤维的拔出行为,对于此类ECC材料和结构的受力机制和设计理论具有一定的参考价值。     

低合金钢靶板受尖头弹冲击的变形与断裂

研究了低合金钢板在尖头弹冲击条件下的侵彻过程,讨论了应力条件和材料冶金质量对损伤和断裂的影响。结果表明,在侵彻过程前期靶材主要表现为三向压应力下的塑性流动;中期,靶材挤压流动,靶材内部的流速差造成剪切变形,并导致沿轧制偏析带的开裂;后期,靶材在剧烈剪切作用下剪切变形、局部失稳、形成剪切带和沿剪切带的开裂或撕裂。断裂按微孔聚集型机制进行。通常所谓花瓣型开裂实质上就是上述在切应力作用下的剪切撕裂。     

三种疲劳蠕变交互作用寿命预测模型的比较及其应用

对疲劳蠕变交互作用寿命预测方法进行简单回顾,并分别介绍从能量耗竭、韧性耗竭、延性耗竭角度提出的三种应力控制疲劳蠕变寿命预测方法.通过文献试验数据和1.25Cr0.5Mo钢520℃应力控制、梯形波加载试验数据对上述三种模型的优缺点和适用范围进行评价.三种方法的预测精度都大大高于传统的频率分离法和应变能频率分离法;能量模型对应力应变控制模式都适用,延性耗竭模型预测精度最高,平均应变速率模型形式最简单,适用于应力控制下纯蠕变、纯疲劳或疲劳蠕变交互作用下的各种失效组合模式,拓宽了Monkman-Grant经验关系式的应用范围,因此具有重要的工程应用价值和应用前景.最后阐述平均应变速率模型的应用步骤.     

X形圆钢管节点平面内受弯滞回性能试验研究

为了研究X形圆钢管节点平面内受弯滞回性能,进行了两个节点在往复平面内弯矩作用下的试验研究.结果表明：两个节点的破坏模式均为相贯线附近焊缝热影响区的主管管壁开裂,开裂前主管管壁经历显著的塑性发展;节点表现出良好的滞回性能;主管管壁塑性变形和开裂后的裂纹扩散成为节点的主要耗能模式,尽管支管根部的塑性变形对耗能也有贡献.对比支主管正交节点(支主管夹角90°),支主管斜交节点(支主管夹角非90°)具有更高的抗弯承载力,并且具有更好的延性和耗能能力.当支主管斜交且夹角较大(大于70°)时,夹角正弦的倒数能较好地反映了支主管斜交对节点承载力的有利影响.     

大跨矮墩连续刚构地震响应分析

洋里特大桥是福州长乐国际机场高速公路二期工程控制性的构造物,其主桥高跨比较小。通过对洋里特大桥主桥的地震响应分析,总结出大跨矮墩刚构箱梁下部结构控制抗震设计、下部结构横向刚度不宜过大等结论,以期对同类桥梁设计起到较好的借鉴作用。     

蒸压加气混凝土板位移延性研究

为研究蒸压加气混凝土(ALC)板的位移延性特征,对6块ALC外墙板和3块屋面板进行四分点加载试验。结合国内外关于混凝土结构与构件位移延性特征的学术成果,分析ALC板材的试验数据,研究ALC板材承载能力的变化规律。研究结果表明ALC板表现出良好的位移延性。根据试验成果,准确反映ALC板材的延性特征的确定方法。     

概念设计在建筑结构中的应用

本文通过对砖混结构和框架结构的震害分析,提出了在抗震设计中应用延性理论实现“大震不倒”的目标,明确了如何在抗震设计中应用概念设计的重要性。     

钢筋混凝土结构抗震措施及其原理探讨

建筑物抗震性能的优劣主要取决于其吸能耗能能力的大小,即延性大小。结合抗震规范分析了旨在提高结构延性的抗震措施及其机理,为深入理解和运用这些措施提供参考。     

钢管混凝土柱的工作机理及力学性能的有限元分析

简述了钢管混凝土柱所具有的优点以及钢管与混凝之间的工作机理。为了分析钢管混凝土柱的力学性能,通过运用有限元分析软件对圆形截面的钢管混凝土柱的承载能力进行了研究。在有限元分析时考虑了由于焊接所产生的残余变形、径厚比以及长径比等不同参数对钢管混凝土柱承载能力以及延性性能的影响。最终,得出径厚比对柱的承载能力以及延性性能的影响显著,而长径比主要影响柱发生局部破坏的长度。