模拟酸雨腐蚀下预应力混凝土梁的抗弯性能研究

为了探讨酸雨腐蚀环境对预应力混凝土梁抗弯性能的影响,制作了8根预应力混凝土梁,从混凝土强度等级、预应力度和钢绞线腐蚀率等方面,进行8根预应力混凝土梁的三分点静载试验。试验结果及分析表明,混凝土强度对屈服后试验梁的抗弯性能影响较大,对弹性阶段的刚度影响较小;随着预应力度的增加,试验梁的开裂荷载逐渐增大,进入裂缝阶段后,刚度下降速度逐渐加快;钢绞线腐蚀率越大,试验梁的极限抗弯承载力越低;腐蚀率在一定范围内（>3.22%）,随着腐蚀率的增大,预应力混凝土梁试件的开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩明显降低。根据试验结果,提出了模拟酸雨环境下预应力混凝土梁试件抗弯承载力的计算方法,同时采用ANSYS软件对预应力混凝土梁进行非线性有限元分析,将试验梁的计算值和模拟值与试验值进行比较,均吻合较好。     

锥台嵌挤预应力约束混凝土的抗侵彻性能

在侧限约束条件下,混凝土材料的抗侵彻性能可得到较大提高,在此基础上施加预应力围压,其抗侵彻性能可进一步提高,但现有预应力方法对约束混凝土施加预应力较为困难。基于此,提出了一种相对简便的锥台嵌挤预应力约束方法,采用楔形块楔紧的原理,将锥面倾角为3°和直径微大于约束环的锥台形混凝土靶体挤入与之匹配的约束钢环内,通过锥面配合契紧的方式对混凝土靶体沿径向施加预应力,以锥台靶体的下压深度、盈差以及压入力的大小等指标控制预应力大小。采用LS-DYNA软件验证了该方法施加预应力的可行性,并通过重启动算法开展了预应力约束混凝土靶的抗侵彻性能研究。数值计算结果表明,靶体预应力随着其下压深度或盈差的增大近似线性增加,且混凝土靶体的抗侵彻性能随预应力增大而提高,但预应力过大时靶体内部发生损伤,导致其抗侵彻性能反而快速下降。对钢环强度、混凝土强度、含钢率和弹体速度等参数进行敏感性分析,结果表明,合理匹配钢环强度和混凝土强度,并选择合适的靶体含钢率,可有效提高靶体的预应力、抗侵彻性能以及钢材利用率;且弹体初速度越高,预应力对提高靶体抗侵彻性能的作用越明显。提出的锥台嵌挤预应力约束方法可为提高混凝土等脆性材料的抗侵彻性能提供一种新思路和方法。

     

在动载作用下钻孔卸压和预应力注浆锚索底臌治理巷道的动态响应研究

利用数值分析方法研究了常村矿井巷在动载作用下原巷道、钻孔卸压、预应力注浆锚索底臌治理巷道的动态响应。研究结果表明:在锚索加固区范围内预应力注浆锚索底臌治理巷道相对于原巷道和卸压孔底臌治理巷道的应力峰值均有所减小;原巷道和卸压孔底臌治理巷道在动载作用下引起的位移增量比较接近,而预应力注浆锚索底臌治理巷道位移增量明显要小于原巷道和卸压孔底膨治理巷道位移增量;每种支护形式的底板是振动最剧烈的地方,注浆锚索底臌治理巷道拱底振动速度和振动加速度峰值最大,其次是卸压孔底臌治理巷道,最小是原巷道。研究结果可为动载作用下矿井巷底臌的治理技术设计提供参考。     

预应力陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁受弯性能研究

为了研究短龄期叠合浇筑间隔时间变化和预应力对叠合梁受弯力学性能的影响,制作了4根陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁,进行三等分点受弯试验.对正截面受弯承载力和开裂弯矩进行理论计算,并与试验结果进行对比.结果表明:在同一荷载水平下,预应力叠合梁裂缝宽度小于非预应力叠合梁;浇筑间隔时间的变化对预应力叠合梁承载能力的影响不明显;最...     

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.     

弹性约束平面预应力钢桁架系统可靠性分析

基于一次二阶矩法建立了平面索张拉预应力钢桁契任意单元失效模式的可靠性指标与验算点的迭代模型,并基于点估计法得到了整体结构失效概率的计算公式,其中任意单元随机内力统计特性一标准差则基于随机摄动理论确定,且考虑了任意弹性约束的影响．整体结构的基本随机参数包括折线索单元和桁架单元的截面面积（或综合刚度）、张拉钢索的预拉力、外荷载及约束刚度等．按照本文所建立的计算模型编制了相应的计算程序,对工程中常见的预应力钢桁架结构进行了分析,并对影响整体可靠性指标的有关参数进行了讨论,得到了有一定参考价值的结论．     

1.09万m^3蛋形壳体结构无粘结预应力张拉分析

本文通过对杭州市四堡污水处理石蛋形消化池无粘结预应力张拉对混凝土结构影响的试验研究,测定了张拉应力的影响范围,分析了预应力张拉工艺,比较了规范与施工相近有关系数的取值,提出了供设计、施工参考采用的控制张拉力和张拉工艺等。     

热应力作用下结构声-振耦合响应数值分析

考察飞行器结构热应力对结构及其内声腔声-振耦合特性的影响,建立考虑热应力因素的声-振耦合动力学有限元方程,对一个典型飞行器结构考虑热应力时的声-振耦合动力学响应进行分析。计算结果表明,热应力的存在对耦合模型的固有频率影响较小,受热应力影响较大的区域主要集中在机头及机身等部位,其固有振动特性有较明显的变化。通过对比结构加速度与内声腔声压级的响应结果发现,热应力的影响主要表现为系统响应幅值及峰值位置的改变。     

拉索预应力空间网格结构的优化设计

本文讨论了以结构自重为目标函数,以拉索张力和杆件截面尺寸为设计变量,考虑应力和位移约束的拉索预应力空间结构的优化设计问题,建立了该结构优化设计的数学模型。提出了解决该优化问题的二级优化算法。从本文的两个算例可以看出,二级优化算法有较好的计算效率和收敛性,便于工程应用。     

过盈压入强化预应力及其变化规律的研究

过盈压入是提高孔连接结构抗疲劳破坏能力的经济而有效的措施。借助于云纹方法，对铝合金LY12CZ板销钉过盈孔的过盈配合，加载及卸载状态下孔两边应变，应力进行了实验检测。研究显示，对于厚度为3－6mm的过盈配合连接，3．1％的过盈量为最佳过盈量；在3．1％过盈量下，过盈配合适宜于名义应为50％σ0.2所对应拉（压）载荷；与较厚的连接件相比较，较薄的过盈配合连接件易获得较强且较稳定的预应力；过盈强化预应力的存在及其在载荷作用时对孔边应力集中程度的降低是抑制疲劳裂纹萌生，提高结构疲劳寿命的原因。