中美混凝土结构设计规范剪扭构件承载力的对比分析

为研究GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》(以下简称“我国规范”)剪扭构件的安全度水准及有关设计方法的合理性,对比分析了我国规范和ACI 318-08(以下简称“美国规范”)剪扭构件的承载力计算方法和结果,并进行了可靠度比较。结果表明,我国规范在考虑混凝土部分相关性时,用“三折线”简化模型将混凝土部分提供的抗扭和抗剪承载力相关曲线外扩,使得混凝土部分的计算承载力被高估,设计安全度偏小。美国规范对于混凝土部分剪扭相关性考虑得较为保守,使得混凝土部分设计偏于安全。美国规范配筋量比我国规范大,配筋基本满足1/4 圆弧相关性模型的承载力要求;而我国规范计算所得的钢筋不能满足1/4 圆弧相关性模型的承载力要求,设计安全度比美国规范小。美国规范的可靠指标比我国规范高,我国规范可靠指标不能满足GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的要求。     

对钢筋混凝土弯扭构件承载力计算公式的修正

GB50010-2002《混凝土结构设计规范》(以下简称“规范”)分别按纯弯和纯扭进行弯扭构件承载力计算。基于国内外大量试验数据的分析表明,该设计计算方法与试验结论相矛盾,未能正确反映构件的受力状态,使得计算值与试验数据拟合较差且偏于不安全,可靠指标偏低,不能满足GB50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》(以下简称《统一标准》)的要求,配筋需要较大幅度地提高。通过对现有试验数据的分析,给出了基于1/4圆弧模型的建议修正公式和其相应的计算方法,该公式考虑了构件的整体受力相关性,具有明确的物理意义,配筋能返回公式验算。分析结果表明:该文建议的修正公式比规范公式的计算模式准确,可靠指标满足《统一标准》的要求。     

钢筋混凝土剪扭构件承载力可靠度分析

对GB50010-2002《混凝土结构设计规范》(以下简称“规范”)剪扭构件承载力计算公式以及黄靓建议的公式进行了可靠度对比分析。结果表明,对于安全等级为二级的剪扭构件,当发生脆性的剪型破坏时,规范公式的受剪可靠指标和受扭可靠指标均值分别为3.23 和3.25,不能满足GB50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》(以下简称《统一标准》)3.7 的要求;当发生延性的扭型破坏时,规范公式的受剪可靠指标和受扭可靠指标分别为4.02 和2.88,亦不能满足3.2 的可靠指标要求;随着扭剪比的变化,规范公式的可靠指标变化幅度较大,受扭和受剪可靠指标之间相差较大,出现不平衡现象。黄靓建议的公式的可靠指标比规范公式高,对于两种破坏类型,可靠指标都在3.6 附近,并克服了规范公式可靠指标不平衡的缺点,但对于剪型破坏亦不满足《统一标准》3.7 的可靠指标要求。对此,该文把黄靓等人的直线模型再次缩进,提出钢筋混凝土剪扭构件修正公式并作了可靠度分析,结果表明该文修正公式的可靠指标均值在3.75 附近,能满足《统一标准》的要求。     

采用不同胶结材料的粉煤灰加气混凝土砌块砌体抗压和抗剪性能试验研究

研究了采用3种不同胶结材料的粉煤灰加气混凝土砌块砌体的基本力学性能,通过对3种不同胶结材料的粉煤灰加气混凝土砌块砌体的27个(抗压9个、抗剪18个)试件进行静力加载试验,观察了试件裂缝的发展、试件的破坏形式,了解了采用3种不同胶结材料的粉煤灰加气混凝土砌块砌体的破坏模式、抗压强度、抗剪强度及弹性模量等力学性能。试验结果表明,瓷砖胶比其他两种胶结材料更适合用于粉煤灰加气混凝土砌块砌体,本文建议的理论公式的计算值与试验结果较为接近,对于后续相关研究以及工程应用具有一定的参考意义。     

用于装配式墙体的加长型混凝土砌块砌体的受力性能试验研究

为方便机械砌筑,装配式砌块砌体墙体被设计成无竖向灰缝,加长砌块砌筑形式。通过对比两种不同影响因素(不同砌筑方式、有无竖向灰缝)18个抗压试件、27个抗剪试件的静力试验,研究了用于装配式墙体的加长型混凝土砌块砌体的抗压强度、抗剪强度及破坏模式等力学性能。试验结果表明,无竖向灰缝的机器砌筑工厂预制试件与有竖向灰缝的人工砌筑试件的抗压强度和抗剪强度均满足规范要求,说明无竖向灰缝的机器砌筑替代有竖向灰缝人工砌筑可行。     

聚酯纤维FRP加固钢筋混凝土梁抗弯性能

对2种不同厚度聚酯纤维增强塑料(PFRP)进行了轴向拉伸材性试验,并以PFRP层数为试验参数,通过试验研究了四点弯曲静力加载下PFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能。根据PFRP加固钢筋混凝土梁的常见破坏模式,推导出了相应的极限承载力计算公式,并将试验值与理论值进行了对比。结果表明:聚酯纤维的材料性能较为稳定;聚酯纤维FRP加固能够明显提高钢筋混凝土梁的承载力,并且承载力试验值与理论值吻合良好,能够为聚酯纤维FRP加固钢筋混凝土梁的设计和工程应用提供依据。     

带底部薄弱层房屋的抗震试验方法

目的研究适合带底部薄弱层房屋结构的经济、有效和实用的抗震试验方法-试验子结构为单自由度、计算子结构为多自由度的结构拟动力试验方法.方法应用PCM-Newmark法作为实现上述子结构拟动力的数值算法.结果推导出了基于PCM-Newmark法的试验子结构为单自由度、计算子结构为多自由度的结构拟动力试验方法,给出了矩阵求解过程.结论试验子结构为单自由度、计算子结构为多自由度的子结构拟动力试验方法由于在试验中仅需取薄弱层部分作为试验子结构,经济优势明显.实例分析表明,这种子结构拟动力试验方法稳定可靠,且可以方便地得到全结构各层的加速度、速度和位移的地震反应.     

二氧化钛介孔材料的制备

基于溶胶-凝胶过程,以十六烷基溴化铵为模板剂,合成了TiO2以及V/Ce/F-TiO2 介孔材料。利用XRD、Ｎ２吸附、TEM、TG-DTA和UV-Vis DRS等手段表征了材料的晶相组成、晶粒尺寸、介孔结构、热稳定性及吸光性能。通过系统研究表明,延长凝胶时间和优化陈化工艺可以得到TiO2介孔材料。TiO2和V/Ce/F/TiO2的平均孔径为3.1～5.1 nm,最大比表面积可达189 m2/g。焙烧温度大于450 ℃脱除模板剂时可引起孔道的塌陷,而掺杂V/Ce/F后可稳定材料的介孔结构。相对于纯TiO2光催化剂,掺杂V/F的TiO2吸光带边红移至可见光区。     

隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明：混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。     

工业离心压缩机数值模拟方法及湍流模型研究

为建立一套能够快速、准确预测工业离心压缩机基本级性能的数值模拟方法,针对某离心压缩机基本级试验装置开展了数值模拟方法的研究。探讨了数值模拟所采用的模型简化、网格型式、网格密度、边界条件、离散方法、湍流模型等,重点讨论了目前广泛使用的k-ε、RNGA k-ε、k-ε、SST、SST-RM5种湍流模型的特点和适用性。采用数值模拟方法对基本级试验装置在不同机器马赫数下的气动性能进行了预测,并与试验结果进行对比,发现数值模拟方法可以准确预测大部分工况,仅在近失速和近阻塞区与试验结果存在较大偏差。其中,采用SST-RM湍流模型的预测结果与试验结果最为吻合,这得益于其对流动分离的起始位置和分离区域的预测较其他湍流模型更为准确。研究结果对提高工业离心压缩机数值模拟精度有借鉴意义。