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.     

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％．     

复杂条件下FRP-混凝土界面剥离机理研究分析

从理论模型、试验研究和数值模拟讨论了影响FRP-混凝土界面粘结性能的关键因素, 分析了环境因素和加载速率对FRP-混凝土界面粘结性能以及极限承载力的影响, 指出了复杂条件下FRP-混凝土界面分析亟待解决的关键问题.     

考虑应变率效应的FRP-混凝土界面正拉黏结性能研究

为揭示FRP-混凝土界面正拉黏结性能的应变率效应, 对60个标准试件进行快速荷载下的正拉试验, 研究了加载速率、FRP种类及混凝土强度等级3个参数对FRP-混凝土界面正拉黏结强度的影响规律. 在欧洲规范建议的幂函数模型基础上, 通过回归拟合建立了考虑应变率效应的正拉黏结强度预测模型, 并验证其可靠性. 结果表明: 正拉黏结强度随着加载速率的增大而提高; 在中高加载速率时, 加载速率对正拉黏结强度的影响有减弱趋势; 黏贴CFRP的试件正拉黏结强度明显高于黏贴BFRP的试件; 正拉黏结强度随着混凝土强度等级的提高而提高.     

钢-LVL组合工字形梁受剪性能研究

将单板层积材(LVL)和冷弯薄壁型钢通过结构胶复合形成工字形截面的组合梁,以组合梁的剪跨比、腹板和翼缘LVL厚度为参数,对9根钢-LVL组合工字形梁进行受剪性能试验,观察其在不同荷载作用下的破坏现象、破坏形态、应力变化及挠度的发展,对受剪承载力的影响因素进行分析,并提出组合梁的跨中挠度及受剪承载力的计算方法.试验结果表明,钢-LVL组合工字形梁的整体工作性能较好,组合效应显著,其受剪承载力与剪跨比、腹板厚度及翼缘厚度有关.当剪跨比小于2.5时,试件表现为明显的剪压破坏,腹板厚度、翼缘厚度的增加以及剪跨比的减小,可以有效地提高其极限受剪承载力.提出了组合梁的跨中挠度和受剪承载力计算模型,与试验结果吻合良好,实测挠度与计算挠度误差在8%以内,受剪承载力试验值与计算值平均误差不超过10%.     

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.     

钢桥面板顶板与纵肋连接疲劳开裂局部加固分析

正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接细节处极易产生疲劳裂纹.本文通过精细化有限元模型,分析了栓接角钢加固法和粘贴纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)型材加固法对钢桥面板疲劳性能的影响.结果表明:采用角钢、FRP型材对顶板与纵肋连接细节的疲劳裂纹进行加固,焊缝裂纹附近热点应力峰值降幅可达56.2%和46.5%;焊缝裂纹尖端附近应力强度因子随着板件整体尺寸的增大而减小;改变板件厚度对应力强度因子结果值影响最大,最高可使其下降约80%,改变板件纵向长度和单肢长度对其有一定影响;随着裂纹的持续扩展,栓接角钢法的加固效果开始下降.建议在监测到构造细节处疲劳裂纹后应尽早加固.     

考虑疲劳累积损伤的FRP-混凝土界面剥离模拟

鉴于疲劳累积损伤对FRP-混凝土界面黏结性能有重要影响, 通过统计分析既有FRP-混凝土界面疲劳剪切试验数据, 基于界面黏结疲劳退化双线性模型获得界面残余滑移量、峰值剪应力和初始刚度的疲劳退化规律, 发现随着荷载循环次数的增加, 界面残余滑移量增加, 而峰值剪应力与初始刚度均减小. 并采用基于内聚力模型的有限元法对典型界面疲劳剪切试验进行模拟, 得到了不同荷载循环次数下的界面黏结滑移关系. 模拟所得峰值剪应力、界面断裂能和界面剪切刚度与理论模型接近, 但极限滑移量大于理论模型, 黏结滑移曲线符合典型试验曲线特征. 从有限元模拟结果可知, 疲劳荷载作用会显著降低界面承载力, 但界面破坏特征并未发生显著变化.     

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...     

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.     

预应力混凝土梁的参数有限元分析

分析了非预应力筋面积、非预应力筋的屈服强度对预应力混凝土梁抗弯强度和结构性能的影响.利用非线性梁单元理论建立了预应力混凝土梁的非线性有限元模型,提出的分析模型可用于预测预应力混凝土梁从开始加载直至失效的非线性全过程响应.利用建立的分析模型对预应力混凝土梁进行了参数分析,所得的结果可为预应力混凝土梁的优化设计提供参考.     

火灾高温及高温后型钢混凝土结构性能

正宁波大学土木与环境工程学院李俊华教授著的《火灾高温及高温后型钢混凝土结构性能》,2019年2月由中国建筑工业出版社出版。作者结合试验、理论分析和数值计算,系统地介绍了火灾高温及高温后型钢混凝土结构性能。全书共分为11章,包括:火灾高温及高温后型钢混凝土粘结滑移性能、常温下带栓钉连接件型钢混凝土纵向剪力传递性能、火灾高温及高温后带栓钉连接件型钢混凝土剪力传递性能、非均匀火灾下约束型钢混凝土柱抗火性能、火灾后型钢混凝土梁受力性能、火灾后型钢混凝土柱受力性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱-型钢混凝土梁节点抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁节点抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土柱-钢梁节点抗震性能及加固修复、火灾后型钢混凝土框架抗震性能研究。本书内容翔实,可供从事结构抗火性能研究的师生参考使用。     

桩端后注浆灌注桩承载能力增强机理试验研究

为进一步研究灌注桩桩端后注浆承载机理, 对宁波某施工场地的4根灌注桩开展了现场试验研究. 4根灌注桩均采用自平衡方式加载, 以加载方式获得每根桩的Q—s曲线, 并通过桩身内部埋设的传感器得到加载期间桩身及桩底的应力数据, 根据应力分析研究桩身弯矩及桩侧摩阻力的变化. 测试结果表明: 桩端后注浆能提高钻孔桩竖向极限承载力约20%; 注浆期间, 桩侧摩阻力的重新分布使桩身轴力发生较大变化, 且桩端承受弯矩会对桩体结构造成一定破坏; 加载期间, 注浆桩的桩端部分承载力主要由桩侧摩阻力提供, 而非注浆桩的桩端部分承载力主要由端阻力提供; 在透水地层中, 桩承载力的提高依赖于桩侧摩阻力的影响, 而在不透水地层中扩大头的产生也会成为影响因素.     

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.     

新老混凝土粘结的抗压强度塑性极限分析

对新老混凝土粘结试块进行了抗压强度研究,发现新老混凝土粘结在竖向受压情况下,其抗压强度远低于整浇混凝土的抗压强度.因此,对新老混凝土粘结试块的竖向抗压强度进行相关理论分析,并根据试验,提出了新老混凝土粘结的受压破坏机构;又利用塑性极限分析中的上限定理,得到了新老混凝土粘结抗压强度的理论解.对比理论解与试验值,发现理论解高于试验值,在详细分析原因后,对理论解进行了相应修正.     

再生混凝土梁抗弯刚度计算方法

对国内外再生混凝土梁的抗弯刚度试验结果与采用我国现有规范给出的梁刚度计算公式得到的计算结果进行对比分析,结果表明现有规范公式不适用于再生混凝土梁。在分析再生混凝土刚度的影响因素的基础上,理论推导得出再生混凝土梁的刚度计算公式,该公式的计算值与试验值之比的平均值为1.01,方差为0.16,计算值与试验值吻合良好。     

2种参数对预应力混凝土梁性能的影响分析

分析了跨高比、加载方式对预应力混凝土梁抗弯强度和结构性能的影响．利用平面梁弯曲理论导出单元切线刚度矩阵，提出了新的分析模型可用于预测预应力混凝土梁从开始加载直至失效的非线性全过程响应，并利用建立的分析模型详细评估了跨高比及加载方式等参数对预应力混凝土梁的弯曲强度和受力性能的影响．     

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.     

蒸养混凝土早期强度影响因素研究

研究了在蒸汽养护条件下,粗细集料对混凝土早期强度的影响.试验结果表明：对C60塑性蒸养混凝土而言,当水灰比一定时,混凝土强度随砂率的增加而增加;混凝土强度一般随细集料细度模数的增加而增加;当砂率一定时,混凝土强度随粗集料最大粒径的减小而增加.     

冻融循环周次对陶粒混凝土动态力学性能影响的实验研究

为了研究冻融循环周次对陶粒混凝土动态力学性能的影响, 对含有页岩陶粒体积分数为0%、15%、30%、45%的陶粒混凝土试样分别进行0、10、20、30和40次的冻融循环后SHPB动态压缩实验. 实验表明: 陶粒混凝土的动态力学性能随着冻融循环周次增加而弱化, 动态压缩强度随着应变率的增加而增大, 并给出了冻融循环周次对陶粒混凝土动态压缩强度的变化规律.