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.     

陶粒混凝土复合叠浇试件黏结滑移性能研究

装配式混凝土结构中,使用陶粒混凝土与普通混凝土复合叠浇试件能有效减轻结构自重.影响叠浇构件整体工作性能的关键因素是陶粒混凝土与普通混凝土叠浇结合面的黏结性能.考虑叠合试件叠浇面的处理方式和叠浇间隔时间,对陶粒混凝土与普通混凝土在叠浇面处的黏结滑移进行试验分析,结合混凝土黏结机理,拟合出陶粒混凝土与普通混凝土短龄期复合叠浇试件的黏结抗剪强度与叠浇间隔时间和黏结面处理方式的关系式.建立有限元模型,采用接触单元及库伦摩擦模型,对叠浇试件的黏结滑移进行模拟验证.结果表明:随着叠浇间隔时间的增加,叠合面处黏结强度逐渐降低,当叠浇间隔时间超过2 d后,黏结强度逐渐趋于稳定;使用露骨料水洗剂对界面进行处理比凿毛法更能有效提升黏结强度;有限元模拟分析与试验结果相吻合.     

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.     

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.     

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%.     

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.     

培养液诱导微生物改性粉土的抗剪强度特性研究

通过直剪试验, 研究培养液类型、浓度和培养时间3因素变化时, 微生物对粉土抗剪强度的影响. 通过向土体中注入不同浓度的葡萄糖和淀粉溶液, 对土体进行15、30和60d的培养. 制作环刀试样, 进行直剪试验. 分析发现, 淀粉溶液和葡萄糖溶液培养的微生物均能显著提高粉土的抗剪强度; 相同培养时间下, 培养液浓度增大, 粘聚力和内摩擦角呈增大趋势; 用葡萄糖和淀粉溶液培养60d后, 粉土的粘聚力提高2.38和2.03倍, 内摩擦角扩大了6.54和8.40倍. 实验结果可为微生物改性土工程提供参考.     

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     

预应力混凝土薄壁曲线梁空间分析的刚度法──Ⅰ．薄壁曲线梁空间分析的刚度法

本文在曲线格子梁理论基础上，通过能量法推导出了空间薄壁曲线梁考虑翘曲作用的单元刚度矩阵与在各种均布荷载作用下单元的等效节点力算式，从而为用刚度法进行预应力混凝土薄壁曲线架空间结构分析提供了理论基础。在分析中考虑了截面形心与剪心不重合对内力的影响，为了验证计算方法的正确性，通过几个实例与Ｄｅｂｒｏｗｈ按薄壁曲线梁翘曲扭转理论的解析解比较十分吻合．说明本文方法与其程序的可靠性。     

轻钢结构开洞蒙皮体蒙皮效应的试验研究

对开洞蒙皮体及未开洞蒙皮体蒙皮效应进行了对比试验,通过未开洞蒙皮体试件与开洞蒙皮体试件抗剪性能的比较,研究开洞后对蒙皮体蒙皮效应的影响.     

晶须增强金属复合材料电镜样品中的弹性弛豫

用有限元数值计算的方法研究了晶须增强金属复合材料电镜样品中，自由表面引起的弹性弛豫对材料中界面附近弹性应变的影响，利用电子衍射动力学理论模拟了这种弹性应变引起的会聚束电子衍射图中衍射线的宽化与分裂情况，计算结果与实验相符．并讨论了由薄膜样品中弹性应变的测定结果推算出大的块体复合材料中界面微观应变场的可能性     

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.     

植被护坡中植物根系的阻裂增强机理研究

本文从复合材料的角度对植物根系的加固机理进行了分析,将含根系的岩土体看成一特殊的复合材料,其中岩土体为基体相材料,根系为增强相材料,根系犹如纤维,将对根土复合体起到阻裂增强作用.并运用能量原理对根系的阻裂增强作用进行了分析研究,得出根土复合体中某点的抗剪强度增量的计算公式及该点处根系的抗拔力和最大拔出长度的计算公式,得出某点抗剪强度增量主要与该点处根的面积比、面密度、长径比、抗拉强度、根士间的黏聚力及摩擦系数有关,及如果根系深入某点以下锚同段长度大于该点处的最大拔出长度,根系将被拉断的结论.     

关于受冲击编织复合板的一个例子(实验特征及模型)

本文对厚编织复合材料板由硬的钢圆柱弹丸穿孔问题进行了研究．实验研究表明连续穿孔时在侵彻弹丸附近发生材料的横向剪切以及面内中间层分层的传播，而面内中间层分层的传播将导致纤维的拉伸断裂?由于冲击加载并不是瞬时的，这导致了横向剪切．在接近穿孔极限速度的入射速度(V50)范围内，这一机制依赖于复合材料板的厚度和中间层剪切强度．中间层分层的传播则由弹丸与靶接触时引起的弯曲波所致．由弯曲波所致的面内分层传播这一现象分别引起了面内圆形损伤和沿厚度内的锥形损伤．同时分层传播由弯曲波速所控制，其依赖于纤维的弹性特征、编织层的失效时间(其直接由编织层的弯曲刚度决定)及材料一些特定的失效参数．另外由于增加了拉伸破坏吸收的能量，分层传播还改进了材料的冲击强度．本文提出了一个分析模型来确定分层区域和靶的穿孔极限速度．采用这一模型对穿孔极限速度的计算结果表明其与实验值符合良好．     

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...     

奉化江大桥结构稳定性有限元分析

鉴于奉化江大桥复杂的空间结构形式,应用通用有限元程序Marc和杆系单元建立有限元模型,分析其在各种荷载条件下的强度、刚度和稳定性,确定各结构单元的材料性质、截面几何性质、边界条件等因素,然后计算其在各荷载工况下的位移和失稳形态．结果表明：该桥的刚度和稳定性满足安全要求     

不同落锤速度冲击下混凝土和RC梁破坏研究

为探究冲击载荷作用下钢筋混凝土(RC)梁的破坏模式转变及影响因素, 对素混凝土梁和无箍筋轻RC梁试样开展落锤冲击实验及有限元分析, 结果表明: (1) RC梁的冲击破坏模式与冲击速度、配筋率相关, 在较低速度下以弯曲破坏为主, 随速度提高将出现跨中呈现八字形的剪切破坏模式, 并随纵筋率增大剪切破坏转变的临界速度呈增大趋势, 但在更高速度下(＞10m?s-1), 素混凝土及RC梁均会出现局部冲切破坏. (2)梁冲击力峰值随冲击速度增加而增大, 受梁的配筋率影响较小, 但在较高冲击速度下(＞4.85m?s-1), 梁冲击力峰值并不随速度增加而增大; (3)有限元分析RC梁的冲击响应及破坏过程与实验现象及趋势符合较好.     

铝合金非等界面复合板的轧制可行性分析

基于ANSYS LS/DYNA仿真软件, 探究不同压下率、轧制温度对铝合金非等界面复合板的影响规律, 并通过热轧实验对非等界面复合加以验证. 结果表明: 随着压下率的增大, 垂直压应力也随之增大, 同时垂直压应力呈现流道附近最大, 两端边部最小; 轧制过程中的上下板垂直应力变化趋势一致, 通过最大垂直应力与变形抗力比值分析得出边部区域复合较为困难. 热轧温度在400℃、430℃时, 边部界面在压下率为30%时就能完全复合, 此温度利于复合板复合; 热轧温度在460℃时, 边部界面在压下率为50%时才能完全复合, 不利于复合. 选用仿真优化参数组, 通过实验对比取样发现, 在微观下看到明显的复合界面与非复合界面的交界处, 说明非等界面复合板成功复合, 这为其他金属非等界面复合判断分析提供了理论基础.