负弯矩区钢-混凝土组合梁腹板开洞处钢筋受力性能研究

为了解负弯矩区腹板开洞钢-混凝土组合梁的内部受力钢筋的力学性能,对多个腹板开洞组合梁试件进行了试验研究和有限元分析,研究重点是洞口区域混凝土板内的钢筋受力特点和规律.试验及分析结果表明：负弯矩作用下,腹板开洞组合梁的破坏发生在洞口区,而不是弯矩最大处,洞口区混凝土板裂缝开展迅速并最终断裂,洞口处发生了明显的空腹破坏,洞口四角出现了次弯矩;在次弯矩作用下,洞口区混凝土板内的受力钢筋一部分受压,一部分受拉,钢筋的抗拉作用并没有充分发挥,其中洞口左端的上层钢筋受拉最为明显,抗拉作用较好;在合适的位置添加附加钢筋可以限制洞口上方混凝土板的裂缝开展,能够有效的提高试件的承载力和变形能力,其中在距离中心轴65 mm处添加直径为8 mm的附加钢筋时,试件的承载力和变形能力的提高效果最好.     

内置钢箱-混凝土连续组合梁受力性能试验

为研究超静定内置钢箱-混凝土组合梁的塑性设计方法,进行了4根两跨内置钢箱-混凝土连续组合梁试验,获得了试验梁裂缝分布与开展、变形发展、破坏特征及塑性内力重分布等方面的试验结果.通过分析,给出了内置钢箱-混凝土连续组合梁等效塑性铰区长度计算公式,提出了以支座控制截面弯矩弹性计算值与组合梁正截面破坏时钢箱所承担弯矩之差为调幅对象、以相对塑性转角为自变量的弯矩调幅设计方法.     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢梁腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。结果表明：采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全。     

几何参数对预应力波纹钢腹板箱梁桥受力性能的影响分析

对实际工程中某三跨波纹钢腹板体外预应力连续箱梁桥建立有限元模型,通过改变腹板参数,探讨几何参数对桥梁整体受力性能的影响.分析表明,随着波纹钢腹板折叠角的增大,波纹钢板的抗弯刚度逐渐减小,当折角在10°～40°范围内变化时,波纹钢板的抗弯刚度变化最为明显; 波纹钢腹板水平面板宽度b增大会提高箱梁的抗弯刚度,但b值太大会影响波纹钢腹板的整体受力性能; 增加波纹板的厚度能显著提高箱梁的抗剪性能,并在一定程度上能够提高箱梁的抗弯刚度,但板厚增加到20 mm时,其对提高箱梁的抗剪性能和抗弯性能的贡献逐渐趋小; 波纹钢腹板的倾角不宜太大,宜小于25°.     

工字型钢-混凝土连续组合梁腹板局部稳定性分析

对工字型钢-混凝土连续组合梁负弯矩区腹板在复合应力作用下的力学性能进行了研究,提出了工字型组合梁腹板在复合应力作用下的局部稳定性计算模型,建立了相应的临界屈曲应力计算公式;基于组合梁腹板的稳定性特点和偏心受压与剪切作用下的相关方程,计算了工字型组合梁腹板在复合应力状态下的弹性屈曲因数,采用势能驻值原理分析得出了连续组合梁负弯矩区腹板稳定的临界应力,提出了弹性受力阶段腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。计算结果表明：该计算方法有广泛的适用性,且大部分情况下可以放宽对高厚比的限制,为工字型组合梁负弯矩区腹板的合理优化设计提供了参考。     

腹板开洞的装配式RCS节点抗震性能

提出一种腹板开洞的装配式RCS连接节点,可方便设备管线的通过、节省钢材,并更好实现"强柱弱梁"的设计原则。采用经验证的有限元方法对所提节点进行往复荷载作用下的抗震性能分析,探究孔洞半径、开洞净间距对节点抗震性能的影响。分析结果表明:基于钢梁腹板开洞的装配式RCS节点具有较好抗震性能;与此同时,钢梁腹板开洞可使钢梁本身应力分布更加均匀、各部件损伤更小,有利于"强节点、弱构件"抗震设计原则的更好实现;建议在钢梁两端截面高度范围内不设洞口的前提下,腹板上开设直径小于梁截面总高度36%的圆形洞口,洞口的开设对节点的力学性能影响较小。     

波形钢腹板组合梁抗震性能试验

为探讨波形钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的两种构造波形钢腹板组合梁抗震性能,通过剪跨比为1.67的波形钢腹板组合梁缩尺模型拟静力加载试验,比较分析了破坏特点、滞回曲线、承载力、延性、强度与刚度退化、耗能能力、变形恢复能力等基本力学特性.研究结果表明:钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁分别为弯剪和剪切破坏,腹板分别发生局部屈曲和整体屈曲,混凝土板根部均产生剪切斜裂缝;内衬混凝土相比焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁的承载力、延性和耗能能力较高;两种构造均可提高腹板稳定性,滞回曲线形状相对饱满,强度退化系数均大于0.9,粘滞阻尼系数大于0.2,残余变形率小于0.61,表明两种构造的波形钢腹板组合梁强度退化不明显,耗能能力和变形恢复能力较强.     

V墩连续刚构桥受力性能的参数分析研究

以青田塔山大桥为例,采用参数分析的方法,探讨了基础刚度、V形墩倾角、墩身尺寸、合拢顶推力等结构设计参数对V形墩连续刚构桥整体受力性能的影响,最后得出了参数变化时结构内力状态的变化规律。研究结论表明V形墩倾角是最重要的设计参数,对主梁和墩柱的受力性能有着很大影响;基础刚度、墩身尺寸、合拢顶推力对上部结构主梁受力性能影响相对较小,对墩柱受力性能影响相对较大。     

双腹板顶底角钢梁柱连接受力性能分析

建立双腹板顶底角钢梁柱连接节点的精细有限元模型,对模型进行了非线性有限元数值计算,分析了在单调荷载作用下双腹板顶底角钢梁柱连接节点的承载力、极限变形状态、破坏机理和变形状态.深入探讨了双腹板顶底角钢梁柱连接高强螺栓的预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特性,获得试验难于测得的力学特性,为双腹板顶底角钢梁柱连接在工程中的应用提供理论依据.     

不同连接形式对波纹钢腹板PC组合梁性能影响

针对波纹钢腹板PC组合梁不同连接形式对梁力学性能产生不同影响的问题,通过实验的方法,对此类梁常用的3种连接形式(即栓钉、PBL以及外包钢板型)的力学性能进行了研究,评价了3种连接形式对波纹钢腹板PC组合箱梁的影响.研究结果表明:此3种连接形式均满足承载力要求,具有较好的抗滑移性能;但是外包钢板型连接形式在刚度、承载能力及抗裂性等方面,较其他两种连接形式具有更优越的力学性能.外包钢板是更加适合于该类组合梁的连接形式.在实际工程中,宜多采用该类型的连接形式.     

腹板嵌入式组合梁抗弯性能理论和试验研究

提出了一种新型腹板嵌入式钢-混凝土组合梁,并对该组合梁的整体抗弯性能和抗剪性能进行了研究。首先阐述了腹板嵌入式钢-混凝土组合梁的构成、受力特点和主要优点,然后介绍了该组合梁的抗弯承载力、钢梁与混凝土翼板之间的滑移以及挠度计算公式。通过竖向荷载作用下的静力加载试验对4个腹板嵌入式钢-混凝土组合梁试件的抗弯承载力、滑移影响及破坏特征进行了足尺试验研究,并利用有限元方法对4个试件的试验结果进行了对比,最后将理论公式得到的腹板嵌入式钢-混凝土组合梁的抗弯承载力、滑移及挠度计算结果与试验及有限元分析的结果进行比较,验证了理论公式的可靠性。研究表明,腹板嵌入式钢-混凝土组合梁具有良好的整体抗弯性能及抗剪性能,能够节约钢材。     

连续组合梁的塑性性能研究

在试验基础上推导出连续组合梁负弯矩区极限抵抗矩的计算公式,以跨中受集中荷载作用的连续组合梁为例,介绍其极限荷载的求法,提出连续组合梁调幅系数的确定方法。     

开洞密肋复合墙体的受力性能研究

在课题组前期科研成果的基础上,通过对1/2模型开洞密肋复合墙体在水平单调荷载作用下的试验研究,并与标准未开洞密肋复合墙体进行对比分析,研究了开洞墙体的主要破坏特征;探讨开洞墙体的承载能力、刚度、变形能力、延性等受力性能;对开洞墙体进行钢筋应变分析;最后提出开洞复合墙体的刚度及受剪承载力的计算公式.试验及理论研究表明:开洞的密肋复合墙体的变形能力、延性好于标准不开洞密肋复合墙体,而刚度、承载力远远不及标准不开洞密肋复合墙体,设计时应加强外框柱和连梁的配筋以及墙板的竖向连接作用;钢筋应变分析表明外框柱、连梁对开洞墙体的受力性能贡献较大;提出的开洞墙体受剪承载力公式计算值比较接近试验值,适用于实际工程应用.     

支座病害对连续T梁桥受力性能影响分析

根据梁格法相关理论,采用大型通用有限元软件Midas/Civil,根据T梁通用图建立3×30 m先简支后连续T型梁桥模型,计算各种支座病害对桥梁结构受力的影响,模拟的病害类型主要有支座完全脱空、支座活动方向异常,分析发现,两者对结构受力影响均较大,结论具有一定的实际意义。更多还原     

腹板双角钢抗剪连接受力性能有限元分析

对9个腹板双角钢抗剪连接节点进行了单调和循环荷载下的有限元分析,探讨了有钢尺寸、螺栓直径和螺栓的排列布置对节点的初始转动刚度、强度和延性的影响,总结了这种抗剪连接节点的受力行为.     

多跨系杆拱桥组合梁剪力钉受力性能分析

通过推出试验确定剪力钉荷载滑移曲线得到剪力钉的刚度取值,进而建立了考虑钢与混凝土之间相对滑移的某三跨连续下承式系杆拱桥有限元分析模型.分析了在温度作用和车辆荷载作用下剪力钉的受力情况,利用增量方法分析了恒载效应随着混凝土的收缩徐变的时间发展历程.分析结果表明,局部温差作用对剪力钉的受力影响较大,端横梁处剪力钉的受力较中横梁处剪力钉受力要大;由于收缩徐变的作用,随着时间发展恒载引起的剪力钉受力相比于成桥时有所减少.     

开洞梁力学性能求解与影响参数分析

以开洞梁内力和抗剪承载力计算为出发点,研究两种不同抗剪承载力计算方法,分析其合理性,并应用在具体计算实例中,计算不同开洞尺寸和位置的抗剪承载力变化规律。结果表明,开洞尺寸越大,梁抗剪承载力越小;开洞离梁边缘越近,梁抗剪承载力越差。     

波纹钢腹板体外预应力组合梁全过程分析

为研究波纹钢腹板体外预应力组合梁从加载到破坏全过程的力学性能.将波纹钢腹板经等效处理计入到梁的整体抗弯分析之中,通过截面变形曲率沿纵向积分求解梁体变位,同时建立体外索与梁体变位的变形协调方程,采用反复迭代法求解梁体在任意荷载下的变形和应力,分析中计入了材料非线性影响,并在此基础上编制全过程分析程序.最后分析了波纹腹板对梁抗弯能力的影响,结果表明在分析梁抗弯性能时可不计波纹钢腹板的影响.