火灾后钢筋混凝土柱剩余承载力研究

进行了3个IS0834标准火灾作用后钢筋混凝土柱力学性能试验和3个常温下的对比试验,考察火灾作用对钢筋混凝土轴心受压柱和偏心受压柱破坏形态、变形特点及剩余承载力的影响．试验结果表明：火灾后钢筋混凝土柱在荷载作用下的破坏形态和常温下基本相同：在混凝土强度和升温条件相同的情况下,随着偏心率的增加,试件的承载力降低;火灾后偏压柱的截面应变分布基本符合平截面假定,但试件的抗弯刚度和极限承载力显著降低,经历90min的火灾作用后,试件的剩余承载力大约只有常温下极限承载力的25％～37％．     

拱轴线施工偏差对拱桥安全性能影响的有限元分析

考虑某铁路钢管混凝土拱桥拱肋架设施工中出现的拱轴线实测偏差,利用MIDAS/CIVIL有限元软件,建立桥梁空间有限元计算模型,依据设计规范限值要求,计算该桥结构的受力和变形,检算其成桥状态下的弹性稳定性,探讨拱轴线施工偏差对拱桥后续施工和运营安全的影响.计算结果表明:在目前的拱肋线形状态下,拱轴线偏差对该桥后续施工的变形、应力结果影响很小,对桥梁结构的安全基本没有影响,结构的受力性能和变形满足设计要求,可以不调整拱轴线,进行后续施工;运营阶段,钢管拱肋全截面受压,压应力最大值为-109 MPa,除拱脚局部外,钢管混凝土拱肋中的上弦和下弦混凝土全截面受压,结构的受力性能、变形和稳定性满足设计要求,该钢管混凝土拱桥结构安全.     

基于灰色理论掺风积沙自密实混凝土强度分析与预测

在C30掺风积沙自密实混凝土正交试验基础上,分析风积沙取代率、砂率、水胶比、颗粒级配、粉煤灰掺量与其强度之间的联系与规律.在灰色理论的基础上运用正交试验数据建立多变量传统灰色模型、灰色优化模型,将其应用于C30掺风积沙自密实混凝土强度预测中.模型预测结果显示,灰色优化模型具有高预测精度与低预测误差的特性,强度预测趋势图...     

天然沙漠砂砂浆砌筑砖砌体轴心受压性能试验研究

为了研究沙漠砂砂浆对砖砌体轴心受压试件的影响,本文首先通过试验配制M5级和M10级沙漠砂砂浆,然后根据6个沙漠砂多孔砖砌体抗压试件和6个普通砂多孔砖砌体抗压试件的轴心抗压试验,对比分析了在砂浆强度和试件尺寸相同的条件下,沙漠砂和普通砂砖砌体抗压试件的破坏特征、轴压承载力.试验结果表明:配制出的沙漠砂砂浆满足和易性和强度要求;沙漠砂砖砌体抗压试件表现出与普通砂砌体抗压试件相似的性质.     

钢筋增强钢管混凝土短柱的轴心受压性能

为了探究混凝土强度对钢筋增强钢管混凝土短柱(R-CFST)轴压性能的影响规律,进行了试验研究.试验中,将混凝土的强度等级作为主要参数,制备了6种混凝土强度的R-CFST、钢管混凝土和普通钢筋混凝土等54根圆形截面短柱试件.根据试验结果,分析了混凝土强度对受力性能、破坏模式、延性、套箍效应和峰值荷载的影响.结果表明:由于钢筋的贡献,R-CFST轴压性能的退化不随混凝土强度的提高而增加,具有较好的塑性性能;钢筋对R-CFST延性、套箍效应和强度的改善随混凝土强度的提高而变得更加明显;混凝土强度的提高不造成破坏模式的改变;高强度混凝土填充时配置适量钢筋可以有效增强R-CFST的受力性能;给出的计算公式能合理计算R-CFST承载力.     

冻融循环后的型钢混凝土黏结滑移性能研究

冻融后型钢与混凝土间的黏结滑移对型钢混凝土结构在冻融环境下的受力性能具有重要影响,为了研究冻融循环后型钢混凝土的黏结强度与滑移特性,对9个常温及冻融后的型钢混凝土短柱试件进行推出试验.结果表明:冻融循环作用后,型钢混凝土各特征黏结承载力与特征黏结强度下降,而保护层厚度增加,使试件端部与柱身裂缝减少,试件的承载力提高.同时冻融前后的型钢混凝土荷载—滑移曲线与黏结—滑移曲线具有大致相同的形状,并在总结规律的基础上构建了冻融型钢混凝土的黏结-滑移本构模型.结合本次试验数据与以往常温及冻融后的型钢混凝土有关试验数据,回归得到冻融型钢混凝土的各黏结强度特征值与相应滑移计算方法,计算结果与试验数据符合性较好.     

方中空夹层钢管混凝土柱压弯剪力学性能

以剪跨比、轴压比和空心率为主要变化参数,对压-弯-剪复合受力下的方中空夹层钢管混凝土柱力学性能进行试验研究,并运用有限元分析软件ABAQUS对方中空夹层钢管混凝土柱压弯剪试验所得的横向剪力(V)-剪应变(γ)关系曲线和破坏模态进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础之上,通过典型算例对内外钢管和夹层混凝土各自承担的荷载以及轴压比对横向剪力(V)-横向位移(Δ)关系曲线的影响进行了分析。结果表明:由于内外钢管的约束,夹层混凝土的抗剪能力比素混凝土要强很多,延性也得到很大的改善;而由于夹层混凝土承担了大部分剪力,内外钢管承担的剪力反而小于双层空钢管。随着轴压比的增大,方中空夹层钢管混凝土的抗剪承载力和延性都下降,其中夹层混凝土承担的剪力比例增大,内外钢管承担的剪力比例减小。 更多还原     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点承载力研究

对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点和基本型节点进行主管轴压静力加载试验, 考察了支管搭接率和加劲板构造对节点受力性能的影响. 试验结果表明: 节点的破坏模式为支管根部侧面搭接焊缝开裂; 支管搭接率过大或过小均会降低搭接K形节点承载力; 加劲节点的屈服荷载和极限荷载较基本型节点分别提高6.5％和12.0％. 同时, 对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点进行了数值模拟、热点应力场演化分析和破坏机理探究, 推导了极限承载力计算式. 通过与节点试验结果对比, 验证了该计算式的精度.     

复合型阻锈剂阻锈性能及机理研究

基于阴阳两极阻锈剂阻锈机理,通过盐水浸渍和钢筋混凝土阻锈试验,得到阻锈效果良好的复合型阻锈剂,并通过X射线衍射技术(XRD)和电镜扫描分析技术(SEM)微观手段探讨了其作用机理.结果表明:阻锈剂单掺时,阳极型阻锈剂比阴极型阻锈剂具有更好的阻锈效果,阴阳两极阻锈剂复合掺加后可得到优于单掺的阻锈效果;磷酸盐的掺入能更好地改善亚硝酸盐在低掺量时引起的点蚀效应;磷酸氢二钠与亚硝酸钠以1:1的质量配比时,阻锈效果最好,且混凝土的密实性得到提高.     

预制桥墩节段节点抗剪性能研究—–拟静力试验

预制节段拼装桥墩在节段接缝处混凝土断开, 仅通过纵向钢筋和剪力键连接相邻节段, 节点抗剪承载能力是设计工程师所关心的关键设计变量. 通过拟静力单调加载直接剪切试验研究了3组节段节点的抗剪性能, 试验参数包括剪力键的数量和长度、平接缝、接触面约束应力等. 分析了试验得到的剪切力—滑移曲线、受力阶段和破坏机理, 根据试验结果的回归分析得到了预制节点抗剪承载力经验公式, 并与AASHTO和已有文献中的回归公式进行了比较. 结果表明, 带剪力键试件的剪切破坏形式为多个阳齿的剪断和单个阴齿的斜裂缝, 平接缝试件的剪切破坏形式为滑移和截面的拉伸裂缝, AASHTO公式计算结果与试验结果趋势一致. 多剪力键干接缝试件发展了较好的延性剪力—滑移响应, 可作为推荐的预制拼装桥墩接缝构造形式.     

受拉钢筋锈蚀后混凝土箱梁抗剪承载能力研究

为了研究不同服役时间的箱型截面混凝土桥梁上部结构抗剪受力性能和破坏机理,按1/4缩尺比设计制作了3片剪跨比1.27的工字型截面钢筋混凝土梁.首先进行纵向受力钢筋恒电流电化学快速腐蚀, 3个试件的受拉纵向钢筋锈蚀率分别为0、10%和20%,然后用两点加载法在万能试验机上进行抗剪承载力加载试验.结果表明:从S1到S3试件,随着纵向受力钢筋锈蚀率的增大,梁的峰值荷载降低,峰值荷载对应的挠度降低,极限位移降低;20%峰值荷载以下时S1和S2试件混凝土应变沿高度方向基本满足平截面假定,锈蚀率较大的S3试件则不满足平截面假定;非锈蚀钢筋混凝土梁用公预规斜截面抗剪承载力公式计算较为准确, 3种钢筋锈蚀混凝土斜截面抗剪承载力计算方法的结果基本一致,但随着钢筋锈蚀率增大, 3种方法的计算精度均有所降低.     

冻融循环下导电混凝土压阻效应的稳定性研究

以碳纤维、石墨为导电相材料, 掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土, 研究了粉煤灰、硅灰的掺量对导电混凝土抗冻融性能的影响, 定义了压阻效应稳定性的指标, 探究了压阻效应稳定性随冻融循环的变化规律, 建立了导电混凝土在冻融循环下的电阻率演化模型和压阻效应稳定性模型. 研究结果表明: 在导电混凝土中加入粉煤灰、硅灰可有效提高其抗冻融能力; 当粉煤灰、硅灰总掺量相同时, 较高掺量的粉煤灰可以提升导电混凝土压阻效应的稳定性.     

预制桥墩节段节点抗剪性能有限元模拟及参数分析

鉴于预制节段拼装混凝土桥墩中存在节段-节段接缝,而接缝(节点)属于受力薄弱环节,由此对预制拼装桥墩节段节点的抗剪性能进行研究,设计制作了一组桥墩节段节点抗剪试件进行拟静力加载试验,并建立三维有限元分析模型,通过与试验结果的比较,验证了有限元模拟方法的正确性.然后利用有限元模型进行了另外2组节段节点抗剪模型加载模拟,得到了各试件在不同约束应力作用下的剪切力—剪切位移关系曲线以及剪力键在不同受力阶段的开裂形态等结果.在比较了有限元分析得到的节点抗剪承载力与AASHTO规范的计算结果后,发现AASHTO规范公式低估了平接缝与实心截面多剪力键干接缝的抗剪承载力;同时在高约束应力下,应适当减小AASHTO规范公式中的摩擦系数,才能与试验结果一致.     

橡胶粒子改性水泥混凝土的变形性能及其受力分析

研究橡胶粒子改性水泥混凝土的变形性能和受力情况,并对橡胶粒子的影响机理作了初步探讨。结果表明,掺加橡胶粒子可明显改善混凝土的干缩变形性能、韧性及极限变形能力,同时会降低混凝土的抗折、抗压强度。橡胶粒子对混凝土早期(3 d)抗折、抗压强度影响较小,但对混凝土28 d抗折     

火灾后钢筋套筒灌浆连接混凝土柱抗震性能研究

目前套筒灌浆连接在装配式结构中运用越来越广泛, 为了研究火灾后钢筋套筒灌浆连接混凝土柱的抗震性能, 通过有限元软件Abaqus与Python程序结合对预制混凝土柱火灾后的抗震性能进行模拟, 并经试验其结果得到验证. 在此基础上分析了混凝土柱的滞回特性、骨架曲线, 研究了剪跨比、轴压比、受火时间等因素对火灾后钢筋套筒灌浆连接混凝土柱耗能能力、延性系数、承载力等抗震性能指标的影响. 结果表明: 受火时间越长, 试件的滞回曲线捏拢现象越明显, 峰值荷载明显降低, 受火60、90、120min后, 峰值荷载分别降低26.2%~34.4%、31.8%~43.2%、39.9%~50.3%. 火灾损伤会影响预制试件的延性, 受火60、90、120min后预制试件的延性系数分别减小4.2%~28.4%、13.9%~35.8%、25.4%~33.5%. 火灾后, 预制柱的耗散能系数降低, 降低趋势与现浇试件相似; 初始刚度随着火灾时间的增长明显降低. 通过参数分析, 建立了火灾后套筒灌浆连接预制柱的承载力公式, 为火灾后同类构件承载力评估提供参考依据.     

类矩形盾构隧道管片施工期内力分布规律研究

对于使用阶段的隧道管片结构,其受力特性通常可以简化为平面应变问题进行分析;而在施工阶段,由于隧道纵向荷载的差异,边界约束条件的不均匀,施工荷载的交叉影响以及盾构施工的时间空间性,导致施工阶段管片受力成为一个三维问题.本文以宁波软土地层大断面类矩形盾构隧道为背景,依据现场试验来探索类矩形盾构隧道衬砌结构在施工期受力、变形的规律.研究表明:施工阶段中衬砌弯矩、轴力整体呈上小下大、左右对称分布;脱出盾尾阶段为施工过程中的最不利工况,管片和螺栓的应力水平迅速提高,之后随推进距离增大逐渐趋于稳定,管片中柱接近纯受压构件.研究认为同步注浆和纵向、环向螺栓对管片应力变化影响均较大,建议加强对同步注浆工艺的控制,加强螺栓初期预紧力和后期复拧的管理.     

不同剪跨比下陶粒混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

简支梁受压区采用普通混凝土, 受拉区采用陶粒混凝土, 可充分利用普通混凝土的高抗压强度及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点, 实现二者有机结合. 通过设计制作3根底部采用陶粒混凝土, 上部采用普通混凝土, 剪跨比分别为1.3、1.9、2.5的叠浇梁, 和1根剪跨比为1.9的全陶粒混凝土梁进行抗剪性能试验, 分析叠浇梁在荷载作用下的整体工作性能与破坏特征, 研究不同剪跨比对叠浇梁抗剪极限承载力、变形、最大斜裂缝宽度、纵筋应变和箍筋应变的影响. 结果表明: 所设计的叠浇梁叠浇结合面整体工作性能良好; 随着剪跨比的增大, 跨中挠度和最大斜裂缝宽度增大; 达到极限荷载时, 纵筋均未屈服, 剪跨区箍筋屈服, 4根简支梁均发生典型的剪切破坏.     

再生混凝土梁截面碳化深度分布的计算分析

首先,将裂缝弥散化并将裂缝的影响耦合到再生混凝土中CO₂的扩散系数中,基于Fick定律建立受力状态下再生混凝土中CO₂扩散方程,根据质量守恒定律,推导出考虑应力状态影响时再生混凝土中CO₂的传质方程;然后,通过加速碳化试验,确定了传质方程中应力水平影响系数的大小;最后,采用MATLAB编制有限元程序求解传质方程,确定了再生混凝土梁截面的碳化深度分布。结果表明,对于顶面不传质的再生混凝土梁,截面上的碳化深度分布很不均匀,受压区角部再生混凝土碳化深度最小,而受拉区角部再生混凝土的碳化深度最大,其值为受压区一般边再生混凝土碳化深度的2.2倍,为相应的无应力状态下同配比普通混凝土梁一般边的2.4倍。 更多还原     

非对称截面型钢混凝土柱承载能力的研究

通过已有的试验数据验证了非线性推覆分析方法用于分析型钢混凝土柱的可靠性,用此方法确定了非对称截面型钢混凝土柱的分析模型,分析了当型钢混凝土柱的长度和荷载作用位置等参数变化时,随着型钢偏心距的不同型钢混凝土柱受力性能的变化情况,通过大量的计算找出了型钢偏心对整柱承载力影响的变化规律．     

多硫化钙固化高浓度铬污染软土的试验研究

为探究多硫化钙对高浓度铬污染软土的固化稳定效果, 进行了无侧限抗压强度和毒性浸出试验, 研究养护龄期、重金属浓度以及多硫化钙固化剂掺量对铬污染软土固化特性的影响. 研究表明: 固化土的无侧限抗压强度随着龄期的增加显著提高, 龄期28 d时的固化土体强度可为龄期7 d时强度的2.4倍; 污染土中铬浓度越高, 无侧限抗压强度越低; 掺加固化剂的污染土无侧限抗压强度有明显的提高, 当固化剂掺量为0.1%时, 强度可提高28%, 最大强度可达1.76 MPa. 掺入固化剂后, 铬的浸出浓度明显低于未掺固化剂时的浸出浓度, 固化剂掺量越高, 浸出浓度越小; 当铬的质量分数高达15000 mg●kg^-1, 固化剂掺量为0.3%时, 铬浸出质量浓度仅1.67 mg●L^-1. 提高固化剂的掺量对于固化稳定效果提升明显, 当固化剂掺量为0.3%时, 污染土的固化率在80.1%~98.9%之间.