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模拟水泥基复合材料细观断裂过程的随机弹簧元

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复合材料学报 2003年第2期20卷 106-111页

作者：刘玉擎上海同济大学桥梁工程系上海200092

　叙述了水泥基复合材料从微观裂缝发生到断裂形成的一个计算机模拟系统。该系统主要是通过把骨料和水泥基分别看成具有不同性质的构造单元考虑水泥基复合材料的非均质性;用弹簧元法的单元形状任意性与变位不连续性模拟其构造上的随机... 详细信息

　叙述了水泥基复合材料从微观裂缝发生到断裂形成的一个计算机模拟系统。该系统主要是通过把骨料和水泥基分别看成具有不同性质的构造单元考虑水泥基复合材料的非均质性;用弹簧元法的单元形状任意性与变位不连续性模拟其构造上的随机性及其断裂形成过程。并以数值模拟混凝土试件的拉伸断裂和压缩断裂为例,探讨材料的裂缝细观进展机理及其和宏观力学特性的关系。

关键词：水泥基复合材料细观断裂随机弹簧元

有限弹簧法在钢筋混凝土细观断裂分析中的应用

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计算力学学报 2003年第5期20卷 621-626页

作者：刘玉擎同济大学桥梁工程系上海200092

叙述了依据计算几何学的分割理论划分多边形单元的计算前处理系统 ,及其有限弹簧法在钢筋混凝土构件细观断裂数值模拟中的应用。该模拟系统的主要特色为 :一是利用有限弹簧法的单元形状任意性来考虑混凝土断裂模拟时单元形状的影响 ;二... 详细信息

叙述了依据计算几何学的分割理论划分多边形单元的计算前处理系统 ,及其有限弹簧法在钢筋混凝土构件细观断裂数值模拟中的应用。该模拟系统的主要特色为 :一是利用有限弹簧法的单元形状任意性来考虑混凝土断裂模拟时单元形状的影响 ;二是利用其变位不连续性模拟构件从微细裂缝到断裂的全过程 ;三是把钢筋和混凝土分别看成具有不同性质的微小构造单元来考虑其界面性质。数值模拟钢筋混凝土构件在拉伸作用下的断裂全过程 ,考察钢筋的螺纹抵抗作用及其保护层的约束机理。

关键词：钢筋混凝土结构有限弹簧法细观断裂分析数值模拟螺纹钢筋土木工程结构

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开孔板连接件抗剪承载力试验研究

工程力学 2012年第12期29卷 349-354页

作者：赵晨刘玉擎同济大学桥梁工程系上海200092

为建立组合结构桥梁使用的开孔板连接件抗剪承载力计算方法,对连接件的推出式和插入式两种抗剪试验方式进行比较;并以开孔孔径、混凝土抗压强度、孔中有无钢筋、孔中钢筋直径及屈服强度、开孔板厚度及高度、混凝土块厚度等为变化参数,... 详细信息

为建立组合结构桥梁使用的开孔板连接件抗剪承载力计算方法,对连接件的推出式和插入式两种抗剪试验方式进行比较;并以开孔孔径、混凝土抗压强度、孔中有无钢筋、孔中钢筋直径及屈服强度、开孔板厚度及高度、混凝土块厚度等为变化参数,进行了66个开孔板连接件模型试件的抗剪承载性能试验;基于国内外168个模型试验提出了开孔板连接件抗剪承载力的计算式。研究结果表明:该计算式包含孔中混凝土作用和孔中钢筋及其对混凝土约束的作用,物理意义明确;可适用于孔中钢筋有无、孔径35mm^90mm、混凝土强度等级C20~C70、孔中钢筋直径10mm^25mm及屈服强度295MPa^480MPa的开孔板连接件,适用范围较广。

关键词：开孔板连接件组合结构桥梁抗剪承载力计算式模型试验

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外包钢中空混凝土组合结构桥塔轴压性能研究

建筑结构学报 2017年第S1期38卷 430-434,450页

作者：王习之刘玉擎唐亮同济大学桥梁工程系上海200092 中交公路规划设计院有限公司北京100088

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明:该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传... 详细信息

为研究外包钢中空混凝土柱组合桥塔在轴压荷载下的受力性能,进行模型试验和有限元分析,研究了破坏形态、荷载-变形关系和传力机理等。研究结果表明:该组合桥塔能够充分发挥混凝土和钢材的承载能力,其变形能力得到提高;钢壁板荷载逐渐传递至中空混凝土,且荷载传递主要发生在桥塔上部;钢-混凝土结合面上的开孔板连接件,不仅受剪发挥传递荷载作用,其抗拉拔作用还能阻止局部屈曲破坏前钢壁板与混凝土柱的剥离;顶部开孔板刚度折减后,连接件剪力竖向分布趋于均匀;承压板构造有利于荷载传递、扩散,使底座混凝土受力均匀。

关键词：组合桥塔模型试验承载性能传力机理开孔板肋

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FRP-混凝土组合桥面板疲劳性能试验研究

工程力学 2011年第6期28卷 66-73页

作者：杨勇刘玉擎范海丰西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 华侨大学土木工程学院福建泉州362021 同济大学桥梁工程系上海200092

在静力试验研究基础上,对一新型FRP-混凝土组合桥面板试件进行了高周疲劳试验研究,在疲劳试验各主要时刻停机进行了静载试验研究。疲劳试验研究主要考察了组合桥面板在疲劳循环荷载下组合板刚度、底板FRP应变、混凝土应变以及裂缝形态... 详细信息

在静力试验研究基础上,对一新型FRP-混凝土组合桥面板试件进行了高周疲劳试验研究,在疲劳试验各主要时刻停机进行了静载试验研究。疲劳试验研究主要考察了组合桥面板在疲劳循环荷载下组合板刚度、底板FRP应变、混凝土应变以及裂缝形态等受力行为发展过程,并采用光纤位移传感器对疲劳试验过程中组合板试件的最大动挠度、最小动挠度及各主要时刻停机后组合板残余挠度等动力响应进行了精确测量。疲劳试验研究结果表明,该文所研究的FRP-混凝土组合桥面板试件在经历310万次疲劳循环加载后无明显刚度和强度退化,具有良好抗疲劳性能。试验测量结果表明,该文所采用的光纤位移传感器测试技术测量效果较好,适用于疲劳荷载下试件动态挠度和残余挠度的精确适时测量。

关键词： FRP-混凝土组合桥面板疲劳性能疲劳试验动态挠度光纤传感位移计

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槽口型开孔板连接件抗剪及抗拉拔性能试验

中国公路学报 2013年第4期26卷 119-124页

作者：郑双杰刘玉擎同济大学桥梁工程系上海200092

为解决开孔板连接件从侧面圆孔内难以贯穿钢筋的施工难题,提出了开孔板圆孔外缘设置有槽口的钢与混凝土连接构造形式,通过4组共12个模型试件的推出及拉拔试验,比较研究了开孔板连接件设置槽口与否的抗剪及抗拉拔承载性能。研究结果表明... 详细信息

为解决开孔板连接件从侧面圆孔内难以贯穿钢筋的施工难题,提出了开孔板圆孔外缘设置有槽口的钢与混凝土连接构造形式,通过4组共12个模型试件的推出及拉拔试验,比较研究了开孔板连接件设置槽口与否的抗剪及抗拉拔承载性能。研究结果表明:无论开孔板连接件设置槽口与否,其结合面垂直方向均具有较高的承载性能;槽口对抗剪、抗拉拔承载力的影响不超过10%,对刚度的影响不超过8%;循环加载时抗拉拔承载力比单调加载时降低幅度不超过10%,在正常使用极限状态下的残余分离量极小,具有较好的抗拉拔变形性能。

关键词：桥梁工程开孔板连接件模型试验组合桥承载性能槽口

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焊钉连接件抗剪承载力试验研究

同济大学学报（自然科学版） 2013年第5期41卷 659-663页

作者：王倩刘玉擎同济大学土木工程学院上海200092

为建立组合桥梁使用的大尺度焊钉连接件抗剪承载力设计计算方法,通过26组71个焊钉连接件模型推出试验比较分析了混凝土抗压强度及焊钉的抗拉强度、直径、长度等对焊钉连接件抗剪承载力的影响;基于国内外255个模型推出试验结果提出了双... 详细信息

为建立组合桥梁使用的大尺度焊钉连接件抗剪承载力设计计算方法,通过26组71个焊钉连接件模型推出试验比较分析了混凝土抗压强度及焊钉的抗拉强度、直径、长度等对焊钉连接件抗剪承载力的影响;基于国内外255个模型推出试验结果提出了双折线型焊钉连接件抗剪承载力计算式.研究结果表明,焊钉连接件抗剪承载力在混凝土强度较高时仍取决于焊钉杆部与混凝土的组合作用;提出的设计计算式在常用的混凝土强度等级C35～C60范围内能够更合理地偏于安全的计算焊钉连接件抗剪承载力;可适用于使用混凝土强度等级C15～C80、焊钉长径比大于4且直径9～30mm、长度50～400mm的组合桥梁结构焊钉连接件的设计.

关键词：组合桥梁焊钉连接件抗剪承载力计算方法模型试验

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大直径焊钉连接件抗剪性能试验

同济大学学报（自然科学版） 2015年第12期43卷 1788-1793页

作者：蔺钊飞刘玉擎同济大学土木工程学院上海200092

为了解决部分情况下组合结构桥梁钢-混结合面焊钉布置过密的问题,通过直径22mm,25mm和30mm焊钉的抗剪承载性能模型试验比较分析了直径25mm和30mm大直径焊钉相对于直径22mm常规焊钉破坏模态、承载力、刚度和变形性能的差异,并对国内外桥... 详细信息

为了解决部分情况下组合结构桥梁钢-混结合面焊钉布置过密的问题,通过直径22mm,25mm和30mm焊钉的抗剪承载性能模型试验比较分析了直径25mm和30mm大直径焊钉相对于直径22mm常规焊钉破坏模态、承载力、刚度和变形性能的差异,并对国内外桥梁规范中焊钉抗剪承载力设计式对于大直径焊钉的适用性进行了评估.研究结果表明,相对于直径22mm焊钉,直径25mm和30mm焊钉的抗剪承载力平均增大约14%和42%,抗剪刚度平均增大约35%和106%.《公路钢结构桥梁设计规范(送审稿)》、规范Eurocode 4和规范AASHTO LRFD中的抗剪承载力设计式均可较为保守地计算大直径焊钉的抗剪承载力,其中Eurocode 4最为保守.试验值与设计值的比值随焊钉直径的增加而减小.

关键词：组合结构桥梁焊钉连接件抗剪性能模型试验大直径

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焊钉连接件抗拉承载力试验

同济大学学报（自然科学版） 2015年第9期43卷 1313-1319,1331页

作者：蔺钊飞刘玉擎同济大学土木工程学院上海200092

为建立组合结构桥梁常用焊钉连接件的抗拉承载力计算方法,进行了高度分别为100、200、300和400mm的焊钉连接件抗拉承载性能模型试验,比较分析了高度对破坏模态、承载力和峰值分离的影响;基于国内外93个模型试验结果,比较分析了ACI 318-0... 详细信息

为建立组合结构桥梁常用焊钉连接件的抗拉承载力计算方法,进行了高度分别为100、200、300和400mm的焊钉连接件抗拉承载性能模型试验,比较分析了高度对破坏模态、承载力和峰值分离的影响;基于国内外93个模型试验结果,比较分析了ACI 318-08、PCI 5th和CEB-ECCS等标准所建议抗拉承载力计算式与试验结果的吻合度;给出了防止焊钉拔出、边缘混凝土压裂和混凝土掀起等脆性破坏的限制条件;结合脆性破坏限制条件和延性破坏抗拉承载力计算式提出了焊钉连接件延性破坏抗拉承载力计算方法.研究结果表明:焊钉受拉延性破坏时的承载力和峰值分离约为脆性破坏时的1.5和5.8倍;ACI 318-08所建议计算式与试验结果吻合度较高;分别采用混凝土强度等级、焊钉缘端距离及焊钉高径比作为限制条件,能够防止焊钉受拉时发生脆性破坏;提出的焊钉连接件延性破坏抗拉承载力计算方法,可为焊钉连接件的延性设计提供参考.

关键词：组合结构桥梁焊钉连接件抗拉承载力模型试验计算方法