防空掩体头部内粘钢板加固技术可行性分析

基于原有的防护工程中,大多数工程结构的抗爆炸能力较低,为了适应现代常规战争的需要,务必对这些工程结构进行加固改造,以增强结构抗爆炸的能力,文中对钢筋混凝土结构内粘钢板的模型进行了三次爆炸模拟试验,并对钢筋混凝土-钢板组合结构的试验现象进行了理论分析,用应力波理论说明了由于钢板加固后,钢筋混凝土内很难产生大的拉应力,故钢筋混凝土内表面不再出现拉裂破坏,增强了结构的抗爆炸能力。进而推断防空掩本头部内粘钢板加因以极大增强抗航、炮弹能力的可行性,试验结果与理论分析表明,作者认为该加固技术是可行的,试验结果对国内原有防护工程的加固改造有一定的指导价值。     

钢筋混凝土对边简支板的爆炸试验

爆炸载荷作用下钢筋混凝土板是建筑结构破坏的薄弱环节，其破坏还导致结构整体刚度 退化和动力响应升级. 以对边简支钢筋混凝土板为试验对象，在两个相同的试样上进行独立 的爆炸试验，观测钢筋混凝土板在弹性区动力响应和塑性区破坏特征，为碳纤维加固钢筋混 凝土板抗爆炸试验研究提供有效的数据和参照，实验现象和数据可供同类研究参考.     

单钢板混凝土剪力墙抗爆性能研究

钢板混凝土剪力墙作为一种新型的抗侧力构件，具有良好的耗能能力和抗冲击性能，已逐渐应用于建筑工程结构的抗震和防护结构的抗爆设计。设计了3个试件，分别为普通钢筋混凝土板、单侧钢板混凝土板和夹心钢板混凝土板，开展了钢板混凝土剪力墙的接触爆炸试验，并通过非线性程序LS-DYNA建立了3个钢板混凝土剪力墙试件的数值模型，对比分析了不同试件在接触爆炸作用下的动态响应、破坏模式和抗爆性能。试验和数值分析结果表明:接触爆炸作用下，试验设计的3种试件呈现3种破坏模式；普通钢筋混凝土板中部发生混凝土贯穿破坏，钢筋发生较大弯曲变形；单侧钢板混凝土板由于栓钉拔出发生钢板和混凝土分离，丧失整体性和继续承载能力；夹心钢板混凝土板发生上层混凝土压碎，夹心钢板、上层和下层混凝土板连接性能较强，整体性较好，具有继续承载的能力，且夹心钢板混凝土板跨中挠度和混凝土碎块飞溅距离较小。单侧钢板混凝土板和夹心钢板混凝土板配置钢筋网可以显著增强混凝土层和钢板的连接性能，有效减小上下层混凝土的碎裂和剥落，增强其整体性和抗爆性能。     

钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析

以10根采用钢板-混凝土组合加固技术加固的钢筋混凝土梁的试验为基础,建立了钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的非线性有限元模型.沿用了钢板-混凝土组合梁有限元分析中栓钉的荷载-滑移曲线及断裂模型,提出了新老混凝土界面的剪切-滑移模型,可以较好地模拟界面受力性能.采用有限元软件ABAQUS,模拟了一次加固、不同损伤加固及持载加固等加载情况下加固构件受力全过程和受弯破坏以及新老混凝土剥离破坏等破坏形态下加固试件的受力性能.在验证了有限元模型的准确性后,分析了钢板厚度、加固部分高度及长度等参数对加固构件承载能力及刚度的影响.最后提出了几点对钢板-混凝土组合加固RC梁的设计建议.     

粘贴碳纤维布加固混凝土管道试验研究

首次通过对14个素混凝土和14个钢筋混凝土环状试件外粘碳纤维布加固性能进行试验，研究了碳纤维布加固混凝土内压圆管的破坏特征、受力性能和破坏机理。对不同加固方法及一次或二次受力的混凝土管在内压力作用下的极限承载力、荷载一应变关系等方面进行了研究。试验结果表明，用碳纤维布加固混凝土内压管可以显著地提高极限承载力，明显的改善了构件的延性，能够获得良好的力学性能。加固后试件的开裂承载力与未加固试件相比，提高幅度不大，加固试件二次受力与一次受力相比，开裂荷载有所降低，但极限承载力基本相同。用碳纤维布加固内压管是一个新课题，具有很好的应用前景，用本文提出的加固方法具有优良的加固性能，可为工程应用提供参考。     

5级人防口部粘钢封堵接头抗爆实验研究

通过粘钢实现一典型汽车库人防口部封堵的设计方案，并对原设计方案进行相似设计后，对粘钢接头结构实验模型在核爆炸压力模拟器中进行模爆实验，得到沿竖向支座钢板的位移和应变时程曲线，并和有限元数值解进行了对比，其结果均较吻合，通过沿竖向支座钢板的应变分布规律得到钢板-混凝土界面之间的粘结应力；检验了在5级人防爆炸冲击波作用下，混凝土墙与钢板间粘结面承载力的可靠性；分析了5级人防爆炸荷载作用下支座钢板沿竖向应力的分布规律，为确定混凝土墙与钢板之间粘结应力的计算方法提供了参考。     

水下接触爆炸下高聚物层对钢筋混凝土板的防护效果

为研究多孔材料高聚物对水下混凝土结构的抗爆防护性能，对含高聚物防护层的钢筋混凝土板开展了水下爆炸实验，并设置了对照组。利用AUTODYN有限元程序建立了含高聚物防护层的钢筋混凝土板水下爆炸全耦合模型，并通过数值模拟结果与实验的对比，验证了所建模型的可靠性。在此基础上，通过数值模拟，进一步分析了前置钢板对高聚物层防护性能的提升效果。以钢筋混凝土板跨中残余位移为指标，参数化分析了起爆药量和复合结构层厚比对高聚物层水下防护效果的影响规律。结果表明：水下爆炸下，高聚物防护层能够有效降低混凝土结构的毁伤程度；在高聚物层外侧布置钢质薄板，可以更好地发挥高聚物层的吸能效果，对钢筋混凝土板起到更好的防护效果，且当高聚物层与前置钢板层厚度比为20时，防护效果最佳。     

高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板的爆炸毁伤缓解效应

为研究高聚物牺牲包层对钢筋混凝土结构的爆炸毁伤缓解效应，开展了带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板的接触爆炸试验，同时设置了普通钢筋混凝土板作为对照组，对比分析了高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板毁伤特征的影响。此外，运用AUTODYN软件建立了现场爆炸试验的SPH-FEM耦合模型，通过与试验结果的对比，验证了所建耦合模型的可靠性。在此基础上，通过参数敏感性分析，探究了炸药量和高聚物牺牲包层密度、厚度对带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板毁伤特性以及吸能特性的影响。结果表明：接触爆炸下，高聚物牺牲包层能够有效地分散爆炸荷载，缓解爆炸荷载对钢筋混凝土板的冲击作用，具有良好的防护性能；药量在一定范围内增大时，高聚物牺牲包层依然能维持较高的吸能水平，增大包层密度和厚度有利于增强高聚物牺牲包层的吸能特性，包层厚度的变化会造成被保护钢筋混凝土板毁伤模式的改变。     

基于粘聚力理论的CFRP加固钢板剥离机理研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢板时,CFRP端部往往会发生剥离破坏而导致失效,文中重点研究了CFRP加固钢板的剥离机理.首先根据粘聚力理论建立了CFRP加固钢板的有限元模型;然后对CFRP加固钢板进行了静态拉伸试验研究,并利用试验数据验证了有限元模型;最后基于有限元模型对CFRP剥离破坏的机理进行了研究.分析结果表明:采用粘聚力理论建立的有限元模型可以准确模拟胶层剥离机理;胶层剪应力是CFRP剥离破坏的主要因素,整个过程经历了弹性变形、胶层软化和胶层剥离三个阶段;剥离破坏从CFRP端部开始,逐渐向中间发展,最终导致胶层完全失效.     

接触爆炸作用下钢板钢纤维钢筋混凝土遮弹层设计方法(II)

在试验分析基础上 ,采用单自由度体系模型 ,此模型考虑了在钢纤维钢筋混凝土组合板局部破坏时 ,钢纤维的抗拔作用、钢筋的抗剪、钢板薄膜力作用和柔性土介质的耗能等主要影响因素。给出了能够用于钢板 钢纤维钢筋混凝土遮弹板接触爆炸下的极限设计分析的实用方法。     

一个新的钢筋混凝土损伤塑性模型

为了准确、高效地对拆除爆破工程进行数值模拟，考虑钢筋混凝土受拉刚化效应以及配筋率对受拉刚化效应的影响和受压箍筋约束效应，采用组合模量的方法给出了一个简化的钢筋混凝土本构关系，在LS-DYNA有限元软件中的混凝土损伤塑性模型的基础上，通过参数修改建立新的钢筋混凝土损伤塑性模型模拟来钢筋混凝土。在实验验证的基础上，采用钢筋混凝土损伤塑性等效模型对一双切口钢筋混凝土烟囱延时爆破拆除效果进行数值模拟，数值模拟结果表明该模型可以准确反映烟囱倒塌破坏及运动过程。     

钢筋混凝土开裂角软化薄膜模型

开裂角介于固定角和转动角之间,是裂缝实际的开展方向角.通过建立平衡方程、协调方程、钢筋和混凝土本构方程、泊松比效应系数方程,提出了钢筋混凝土开裂角软化薄膜模型,该模型考虑了拉应变与压应变的相互作用.本文还给出从应力到应变的计算方法,与传统从应变到应力的计算方法相比,该方法无须进行反复试算,计算简便.通过与8块钢筋混凝土薄板试验结果的比较,验证了所提出开裂角软化薄膜模型及其算法的正确性.     

A fracture model of reinforced concrete

Analyzed in this work is the failure mechanism of unidirectionally reinforced concrete under general stress state. The fracture process is described analytically by establishing the relation between loading and damage that involves the constitutive parameters of the reinforced concrete. Taken into account are the stiffnesses of mortar and reinforcement, bond strength of interface and mortar fracture toughness. An estimate on the ultimate strength is made with results given to the shear strength of a concrete slab.     

A Transducer for Measuring Tensile Strains in Concrete Bridge Girders

Load testing highway bridges is becoming an increasingly common procedure for determining bridge load capacity. Bridge testers frequently measure the strains in critical bridge components due to known loads. Measuring the strains in reinforced concrete bridges can be difficult due to the non-uniform distribution of strain in the tension (cracked) zone. This paper describes the design and testing of a simple yet accurate transducer for measuring flexural tensile strains in reinforced concrete bridges.     

锈蚀钢筋混凝土双筋矩形梁抗弯承载力分析

钢筋锈蚀是钢筋混凝土桥梁的主要病害之一。在锈蚀钢筋混凝土双筋矩形截面梁中,钢筋锈蚀易造成结构性能退化,并引起钢筋和混凝土相对滑移,导致结构的承载力降低,受拉区的钢筋与混凝土变形不协调。通过构造新的几何条件,推导了锈蚀钢筋混凝土双筋矩形梁正截面极限抗弯承载力计算公式。对室内快速锈蚀双筋矩形梁进行正截面抗弯承载力实验,结果表明推导的锈后双筋矩形梁正截面抗弯承载力公式的计算值与实验值吻合较好。上述工作为进一步进行工程实践奠定了基础。     

钢筋混凝土靶侵彻的可压缩弹-塑性动态空腔膨胀阻力模型

在Forrestal素混凝土靶侵彻的可压缩弹-塑性球形动态空腔膨胀理论模型基础上，考虑粉碎区以内钢筋对混凝土的环向约束作用，提出了一个适用于刚性弹侵彻钢筋混凝土靶的阻力模型。论文通过体积配筋率的引入，获得了钢筋混凝土靶空腔表面径向应力的理论解，并讨论了配筋率对空腔壁面径向应力及各分区大小的影响。结果表明:钢筋对混凝土的环向约束效应影响了空腔膨胀过程中混凝土各区域的大小分布，并提高了空腔表面的径向应力。     

一种新形式的钢纤维混凝土冲击动态本构关系及材料参数的确定

采用?75 mm大口径SHPB系统进行了钢纤维体积率为0%、0.75%、1.5%三种混凝土材料动态性能实验，得出了不同钢纤维含量、不同应变率下的材料应力-应变关系曲线，实验结果表明:随着纤维含量及应变率的增加，钢纤维混凝土材料的峰值应变、峰值应力都随之提高，并在峰值应力之后出现应力的应变软化现象。以此实验结果为基础，提出了一种依赖于应变和应变率相关函数的新型非线性黏塑性动态本构关系，并通过对实验曲线的三步逐次最小二乘优选模拟，得到了相应的材料参数。结果表明，该本构关系对实验数据的模拟效果较好。     

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推导出综合考虑混凝土塑性性能及混凝土与钢筋界面裂 隙等因素的混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀率的计算公式，验证了计算公式的可行性，探 讨了影响混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀率的相关因素，可用于钢筋混凝土结构耐久性评 估及寿命预测.     

Failure mode transitions in RC beams: A cohesive/overlapping crack model application

The analysis of reinforced concrete beams in flexure taking into account the nonlinear behaviour of concrete is addressed by a numerical approach based on the Cohesive-Overlapping Crack Model. An extensive experimental research has been proposed by Bosco and Carpinteri (Scale effects and transitional phenomena of reinforced concrete beams in flexure. ESIS Technical Committée 9 Round Robin proposal, 1993), Bosco et al. (Scale effects and transitional failure phenomena of reinforced concrete beams in flexure. Report to ESIS Technical Committée 9, 1996) and El-Khatieb (Transizione di scala duttile-fragile per le travi in calcestruzzo armato. PhD Thesis, 1997) in order to obtain a rational explanation for failure transitional phenomena of RC beams by varying steel percentage and/or beam slenderness and/or beam size-scale. In the present paper, collapse mechanisms due to concrete tensile cracking, concrete compressive crushing and steel yielding and/or slippage are analysed and a numerical vs. experimental comparison is presented in order to validate the proposed model.