钢主缆与CFRP主缆悬索桥力学性能及极限跨径研究

运用解析法研究了在现有材料强度的基础上,钢主缆和CFRP主缆悬索桥的极限跨径。结果表明,跨径超过4 500 m后,钢主缆悬索桥的主缆直径将急剧增大,恒载所占比重超过全桥总荷载的95%,不宜采用;而CFRP主缆悬索桥在跨径超过5 000 m后,主缆面积仍能保持平稳增长,且远小于相同跨径下钢主缆所需面积,可行性高。此外,分别对主跨为1 500、2 000、3 000、4 000和5000m的钢主缆和CFRP主缆单跨悬索桥进行试设计,并对主缆、锚锭及桥塔受力、活载作用下的加劲梁挠度等力学性能进行了对比分析。得出:2 000 m以下的悬索桥钢主缆具有优势,而3 000 m以上的悬索桥采用CFRP主缆是可取的。     

基于三参数Weibull分布的GFRP筋材抗拉强度确定方法

进行了一百多根包括5种不同直径8 mm、10 mm、12 mm、16 mm、20 mm的GFRP筋的拉伸试验,测得了GFRP筋的极限抗拉强度和弹性模量等参数并做了回归分析。以试验结果数据为基础,提出了三参数Weibull概率分布模型,完成了模型参数拟合,将试验结果数据、Weibull分布模型和正态分布模型进行了比较,表明GFRP筋抗拉强度分布特性用Weibull分布描述比用正态分布描述会更为精确。最后,讨论了GFRP筋抗拉强度与有效体积之间的关系,得出不同直径GFRP筋抗拉强度标准值计算公式,为GFRP筋抗拉强度标准值的选取提供理论依据。     

碳纤维布加固震损砖柱受压性能研究

针对震损砌体结构的加固需求,提出采用碳纤维布(CFRP)加固震损砖柱的方法.通过轴心、偏心受压试验,对碳纤维布(CFRP)条带满包加固震损砖柱的受压性能展开研究,对加固前后砖柱的承载能力、变形能力及碳纤维布(CFRP)条带的应变等进行对比分析,讨论了碳纤维布(CFRP)在砖柱受力过程中发挥的作用,在此基础上提出碳纤维布(CFRP)加固砖柱承载力计算公式.研究表明,碳纤维布(CFRP)加固震损砖柱效果良好,提出的计算公式与试验结果吻合良好.     

加固新增设备钢结构厂房的有限元分析

由于目前越来越多的工业厂房需要增加新的使用功能,而增加的设备荷载已经超过原结构的正常使用承载能力,故需对原钢结构进行加固。本文采用钢梁底部附加预应力筋和钢梁底部加设支撑方法。为了验证此两种加固方法的可行性,并分析出最优方案,本文以山西某电力设备有限公司新建工业区工程项目为例采用了有限元分析软件ANSYS12.0对两种加固方案进行数值模拟。对两种方法在施加相同的荷载作用下对结构的受力性能进行分析。结果表明,预应力筋加固法不仅能极大的满足结构的应力变形要求,而且省工省料,施工难度小,重量更轻,所以预应力筋法比增设支撑法更合适。预应力筋加固法是未来钢结构加固方法的趋势。     

带横向内筋特征构件外强旋压成形机理研究

为了揭示带横向内筋特征构件外强旋成形机理,基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的带横向内筋构件外强旋成形三维有限元模型,分析了筋部充填特征及其金属流动规律。结果表明:工件筋部充填沿周向分布均匀,轴向分布较不均匀,其中筋部中区出现明显的表面凹陷,该凹陷是充筋中期轴向拉应力的减薄作用和充筋后期工件非筋部的弯曲靠模作用机制共同造成的;筋部成形前期,金属的径向流动大于轴向流动,筋部成形中、后期,金属的轴向流动大于径向流动。     

箍筋约束高强混凝土轴压力学性能试验研究

试验旨在研究箍筋约束对于混凝土轴压力学性能：强度、延性和随机性的影响.试验采用C70高强混凝土、方形箍筋约束试件,静态加载,每种试件得到5至7条全曲线样本.结果发现,当配箍率从1.1%提高到3.4%时,峰值强度提高47%,延性提高76%,同时标准差曲线峰值从8.95MPa降低到6.52Mpa,说明箍筋约束明显提升高强混凝土的力学性能,并减小其随机性.     

填料级配对筋土界面特性的影响

不同填料级配对筋土界面特性的影响直接关系到工程的稳定性.通过室内大型直剪试验,研究了颗粒级配、密实度、筋材种类等对于界面强度的影响,深入了解筋土界面抗剪强度以及界面剪胀特性.试验结果表明,粗颗粒和细颗粒土分别与筋材的界面强度要明显大于级配较好的标准砂与筋材的界面强度.密实砂土界面强度具有类似混凝土材料强度高韧性低脆性破坏的特性.对于土工格栅,粗颗粒砂粒由于粒径较大达到峰值强度需要较大的剪切位移.     

L型CFRP构件R区微观形态及孔隙特征

对8块L型CFRP构件R区的微观组织形态进行观察,其中构件R区的拐角半径均为10mm,厚度均为5mm,孔隙率为0.54%~2.48%,在观察的基础上分析R区的主要微缺陷类型及孔隙形态分布特征.结果表明:L型CFRP构件R区的主要缺陷类型为富树脂、微裂纹和孔隙;孔隙主要分布在富树脂区和纤维层内,层间孔隙很少;所观察构件的孔隙长度为12~411μm,孔隙宽度为7~289μm,孔隙率越大,孔隙平均长度、宽度和面积越大;对于单个样本的统计数据,孔隙长度和宽度分别与孔隙数量百分比之间存在近似的对数正态分布关系;随着孔隙率的增大,形状不规则、面积较大的孔隙增多,孔隙的形状因子和宽长比总体上都有减小的趋势.     

考虑初始裂缝的GFRP筋混凝土梁受弯性能试验

基于12根带初始裂纹的GFRP筋混凝土梁进行了弯曲性能试验研究,在考虑初始裂缝和混凝土标号等因素的情况下,对试件受弯承载力、破坏模式及裂缝扩展过程进行研究和分析。结果表明:初始裂缝的存在对GFRP筋混凝土梁的破坏形式没有明显影响;随着荷载的增加,考虑初始裂缝和不考虑初始裂缝的GFRP筋混凝土梁均由于受压区混凝土压碎而破坏;相同混凝土标号情况下,带初始裂缝试件跨中挠度与无初始裂缝试件的相比略大;混凝土标号对带初始裂缝GFRP筋混凝土梁的刚度有所影响,随着混凝土标号的提高,初始裂缝对试件所造成的承载能力降低的趋势有所减缓。     

碳纤维钉及碳纤维布加固砌体结构试验研究

为了改善和丰富我国目前砌体结构的加固方法,运用碳纤维增强聚合物(CFRP)织物材料用于低强度砌体结构的抗震加固,着重对碳纤维布抗震加固砌体墙体进行试验研究和受剪承载力分析,突出研究碳纤维钉的加固作用。试验表明:碳纤维布对加固砌体墙体很有效。这为碳纤维布抗震加固砖砌体结构技术的应用和推广提供试验依据和理论基础。