纤维陶粒混凝土与普通混凝土粘结性能实验研究

通过对聚丙烯腈纤维陶粒混凝土与普通混凝土Z型试件和立方体抗拉试件的加载实验,研究结合面的处理方式、混凝土强度、浇筑时间间隔对2种混凝土粘结性能的影响规律.结果表明:用露骨料水洗剂处理结合面可省时省力地提高结合面的粗糙度、Z型试件的抗剪强度;对结合面的抗拉强度而言,露骨料水洗剂界面虽然对陶粒混凝土与C40混凝土结合面的抗拉强度有提高作用,却降低了与C30混凝土结合面的抗拉强度;在先浇混凝土终凝结束后,缩短2种混凝土先后浇筑时间间隔、提高后浇混凝土强度对结合面粘结强度有提高作用.     

BFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究

通过3个BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋混凝土简支梁和3个普通钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,研究了其在不同配筋率下受弯性能的差异,得到了BFRP筋混凝土梁的裂缝分布特征、极限荷载、荷载-挠度和荷载-应变关系,分析了其极限承载力和延性,并通过对BFRP筋混凝土梁受弯承载力理论值与试验值的对比,分析了BFRP筋混凝土梁的破坏特征以及不同配筋率对其影响,并且验证了BFRP筋混凝土简支梁平截面假定的准确性.     

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.     

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．     

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.     

预应力混凝土梁非线性有限元分析

建立了基于有限元方法结合增量迭代混合法研究适用于预应力混凝土梁非线性全过程分析的数值模型,提出的算法能较好地处理梁加载过程的响应变化,以及可穿越梁破坏前可能出现的极值点问题.并利用该数值模型分析评估了预应力筋配筋率、有效预应力对预应力混凝土梁性能的影响,该模型所得结果可为预应力混凝土梁的优化设计提供相应的参考.     

预应力混凝土薄壁曲线梁空间分析的刚度法──Ⅱ．薄壁曲线梁预应力的空间分析与应用实例

本文通过矢量分析和伏拉索夫曲线梁平衡微分方程将曲线梁中任一空间预应力筋的作用换算成等代空间荷载，然后根据薄壁曲线架空间翘曲单元的刚度矩阵与等效节点法算式，可以方便地应用通常的刚度法进行预应力混凝土薄壁曲线架的空间结构分析。为了验证方法的正确性，通过与美国Ｓｃｏｒｄｅｌｉｓ用曲线有限条法的计算结果以及一个预应力混凝土曲线梁模型实验的一比较，表明本文对曲线梁预应力空间分析所提供的方法具有足够的精确性。最后结合一工程实例对预应力引起的曲线架内力作了分析。     

陶粒-普通混凝土双层组合路面层间应力及弯沉分析

为研究陶粒-普通混凝土双层组合路面的层间应力及弯沉, 首先进行Z型组合试件的粘结性能试验, 并利用ANSYS软件建立陶粒-普通混凝土双层组合路面模型, 分析车辆在匀速和制动工况下组合路面的层间应力及弯沉分布; 还进一步研究了增设Z型钢筋网对组合路面层间粘结性能的加强作用. 结果表明: 陶粒-普通混凝土双层组合路面具有较理想的层间粘结性能和较小的变形; 增设Z型钢筋网可进一步减小层间应力和变形, 加强整体粘结性能.     

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.     

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.     

陶粒混凝土冲击损伤演化的三维数值模拟

为了研究陶粒混凝土在冲击载荷下的损伤演化规律, 利用蒙特卡洛随机数和背景网格建模方法, 建立了陶粒混凝土的三维数值模型, 模拟了冲击载荷下陶粒混凝土的损伤演化过程. 研究表明: 冲击载荷下陶粒混凝土的细观损伤演化速度随着陶粒体积分数的增加和加载脉冲的增加而增加. 细观数值模拟还显示了陶粒混凝土的破坏过程, 即损伤演化从陶粒骨料开始, 之后向砂浆基体延伸扩展.     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板火灾后受力性能研究

针对一种由冷弯卷边H型开孔薄壁钢梁和轻骨料混凝土预制板装配而成的新型轻质组合楼板, 对一组两端简支的组合楼板试件开展了烃类火灾作用后的力学性能试验研究. 结果表明, 承担2kN?m-2均布荷载的组合楼板试件在遭受600℃烃类火灾作用后, 仍具有较高的承载能力和整体刚度. 在4kN?m-2的均布荷载作用下, 火灾后损伤最严重的组合楼板试件的跨中挠度仍小于L/400, 且未见混凝土的进一步开裂. 试验结果表明, 薄壁钢梁腹板开孔形式及抗剪键的数量对火灾后组合楼板的整体刚度和受力性能有明显影响, 从提高组合楼板整体刚度的角度考虑, 对主钢梁腹板的开孔宜首选孔径大、数量少的分布形态, 同时适当增加抗剪键数量.     

泡沫混凝土发泡剂的发泡性能研究

为提高混凝土发泡剂性能,分别选用月桂酰基肌氨酸钠(LS-95)、甲基葡萄糖苷聚氧乙烯(120)醚双油酸酯(DOE-120)和丙烯酸交联树脂(340)对常用发泡剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)进行复配研究.通过罗氏泡沫仪的起泡高度和消泡半衰期表征发泡剂泡沫稳定性,并对产生的结果进行解释.实验结果表明,在适当条件下,3种复配添加剂都能在一定程度上改善十二烷基苯磺酸钠的泡沫性能,其中0.7% LAS加入25%(与LAS质量比)的DOE-120和10%(与LAS质量比)的340所组成的三组分复合体系,泡沫性能优异.     

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%.     

建筑垃圾再生混凝土的性价比研究

为了能够有效进行材料力学性能及成本耗费的比较研究, 提出了价格-强度比和价格-模量比两个衡量指标. 在再生混凝土材料体系设计方面, 骨料取自建筑垃圾混凝土, 选取了砂率分别为30%、37%和39%的3种材料体系. 通过添加不同比例的矿物掺合料, 形成了不同的材料配合比. 通过一维应力压缩实验, 得到了材料的模量和强度. 通过比较价格-强度比和价格-模量比的定量结果, 得到了性价比最优的材料配合比设计. 研究结果对于合理利用建筑垃圾形成力学性能优良的再生混凝土具有参考意义.     

预应力CFRP筋弯曲极限承载力理论与试验研究

为了得到碳纤维复合材料(Carbon Fiber-reinforced Polymer, CFRP)筋弯曲状态下的极限承载力, 开展了不同直径的CFRP筋在不同弯曲半径下抗拉极限承载力研究. 首先, 根据前人的理论公式, 分析CFRP筋直径和弯曲半径对弯曲抗拉强度的影响, 在此基础上建立CFRP筋在弯曲状态下极限承载力的理论计算模型; 其次, 利用建立的模型对2种不同直径的CFRP筋在3种不同弯曲半径下的弯曲极限承载力进行测试, 并将测试结果与理论模型计算结果进行对比, 验证理论模型的正确性; 最后, 通过CFRP筋弯曲状态下极限承载力理论计算模型, 对不同直径和弯曲半径的CFRP筋弯曲极限承载力进行预测. 结果表明 在相同弯曲半径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其直径的增大而减小; 在相同直径下, CFRP筋的弯曲极限强度随其弯曲半径的增大而增大; 当弯曲半径大于5m时, 直径为10mm和12mm的CFRP筋的张拉效率均超过90％. 本文所建立的理论计算模型的计算结果与试验结果吻合较好, 可用于预测不同弯曲工况下CFRP筋的极限承载力.     

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.