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小直径薄壁管件四点加载时的应力与挠度

理化检验（物理分册） 2017年第1期53卷 5-9页

作者：万章汪睿孔韦海张强合肥通用机械研究院合肥230031 国家压力容器与管道安全工程技术研究中心合肥230031 安徽省压力容器与管道安全技术省级实验室合肥230031

由于自身尺寸的限制,小直径薄壁管件在进行抗应力腐蚀性能检测时,难以制备出标准试样并准确加载。使用四点加载的方法研究了小直径薄壁管件舟形试样轴向应力加载问题,推导出了加载应力与弯曲挠度的计算公式;并结合有限元软件进行应力模... 详细信息

由于自身尺寸的限制,小直径薄壁管件在进行抗应力腐蚀性能检测时,难以制备出标准试样并准确加载。使用四点加载的方法研究了小直径薄壁管件舟形试样轴向应力加载问题,推导出了加载应力与弯曲挠度的计算公式;并结合有限元软件进行应力模拟,分析了加载应力、弦高、壁厚、外半径对计算应力和模拟应力之间误差的影响;最后采用试验的方式评估了小直径薄壁管件舟形试样的计算应力与实际应力的误差。结果表明:在相同条件下,正弯时试样加载应力的误差一般比反弯时的大;应力误差随外半径的增大而增大,但几乎不随加载应力的改变而改变;管材壁厚对应力误差的影响较为复杂;弦高对应力误差的影响最为显著,仅当反弯时弦高小于5mm和正弯时弦高小于4mm时,小直径薄壁管件舟形试样的计算应力与实测应力间的误差在工程允许范围内。

关键词：小直径薄壁管件四点加载应力腐蚀挠度

体外预应力节段式UHPC无腹筋梁抗剪性能试验研究

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公路交通科技 2024年第2期41卷 105-115,138页

作者：姜海波胡泽彬曹志鹏田月强孙向东广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 中路杜拉国际工程股份有限公司广东广州510627 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司广东广州510507

体外预应力节段式超高性能混凝土(UHPC)无腹筋桥梁由于其施工工业化水平高且构造简单,得到广泛地关注,但其抗剪性能研究尚不成熟,相关规范也相对滞后。为了研究体外预应力节段式UHPC无腹筋梁的抗剪性能,开展了静力破坏试验,共制作了5根... 详细信息

体外预应力节段式超高性能混凝土(UHPC)无腹筋桥梁由于其施工工业化水平高且构造简单,得到广泛地关注,但其抗剪性能研究尚不成熟,相关规范也相对滞后。为了研究体外预应力节段式UHPC无腹筋梁的抗剪性能,开展了静力破坏试验,共制作了5根体外预应力节段式UHPC无腹筋梁、2根体外预应力节段式UHPC有腹筋梁和1根体外预应力整体式UHPC无腹筋梁,选取了剪跨比、钢纤维掺量、箍筋间距为研究参数进行试验。结果表明:接缝张开后梁刚度明显下降;添加钢纤维的试验梁的裂缝多而密;钢纤维的掺入可以提高梁的开裂强度、极限强度和裂后性能,2%钢纤维掺量的梁开裂强度比1.5%和0%掺量的增大8.20%和1.16倍;配箍筋的梁在钢纤维失效后箍筋开始受力,并且很快达到屈服,箍筋的存在可以提高梁极限承载力,无腹筋梁的极限承载力比箍筋间距为150 mm和75 mm的梁低15.9%和19.6%。采用AASHTO GSCB INTERIM-2003标准中计算干接缝节段式梁的折减系数0.85。在不考虑安全系数的情况下,法国规范NF P 18-710中UHPC梁抗剪承载力计算公式可以准确地预测含钢纤维体外预应力节段式UHPC无腹筋梁的抗剪强度,其试验值和预测值比值的平均值为1.04,标准差为0.28。

关键词：桥梁工程抗剪性能四点加载超高性能混凝土(UHPC) 无腹筋梁预制节段梁

体外预应力无腹筋超高性能混凝土梁的抗剪性能试验探索

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复合材料学报 2022年第2期39卷 707-717页

作者：姜海波冯家辉肖杰田月强孙向东陈志荣广东工业大学土木与交通工程学院广州510006 中路杜拉国际工程股份有限公司广州510627 广东省交通规划设计研究院股份有限公司广州510507

为研究超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)无腹筋梁的抗剪性能,本次试验共制作9根体外预应力无腹筋UHPC梁,试验参数包括预应力的大小、剪跨比、纵向配筋率和钢纤维掺量,通过四点加载方法分析试验构件的破坏形态、开... 详细信息

为研究超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)无腹筋梁的抗剪性能,本次试验共制作9根体外预应力无腹筋UHPC梁,试验参数包括预应力的大小、剪跨比、纵向配筋率和钢纤维掺量,通过四点加载方法分析试验构件的破坏形态、开裂强度和极限强度。试验结果表明:无预应力无腹筋UHPC梁在剪跨比为1.0加载时发生弯曲破坏,设置钢绞线25%极限强度张拉值使无腹筋UHPC梁的正截面抗弯能力得到强化,弯矩增幅为157%,使试验梁从弯曲破坏转变为剪切破坏。张拉25%和40%控制应力的UHPC梁的开裂荷载分别提高了1.2倍和2.6倍,有效抑制了裂缝的形成。体外预应力张拉40%控制应力,剪跨比为1.0和1.5时UHPC梁均发生剪切破坏,但是剪跨比增大至2.0时,UHPC梁发生弯曲破坏,受压区混凝土压溃。规范中的抗剪公式均低估了体外预应力无腹筋UHPC梁的抗剪承载力,其斜截面抗剪强度的实验值与计算值之比的平均值分别为2.28和3.21。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土四点加载抗剪性能无腹筋梁体外预应力

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考虑箍筋效应的PP-ECC梁抗剪试验研究

中国公路学报 2017年第12期30卷 234-241,249页

作者：张锐孟庆利何畏二羽淳一郎西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 东京工业大学东京152-8552

为了研究钢筋加强工程水泥基复合材料(ECC)梁中的箍筋抗剪加强效应,针对发生剪切破坏的普通钢筋混凝土(RC)构件,考虑箍筋率的影响,分别进行RC与ECC梁的四点加载试验研究。首先开展ECC材料试验,采用直接拉伸的加载方式,对聚丙烯纤维工程... 详细信息

为了研究钢筋加强工程水泥基复合材料(ECC)梁中的箍筋抗剪加强效应,针对发生剪切破坏的普通钢筋混凝土(RC)构件,考虑箍筋率的影响,分别进行RC与ECC梁的四点加载试验研究。首先开展ECC材料试验,采用直接拉伸的加载方式,对聚丙烯纤维工程水泥基复合材料(PP-ECC)的拉伸力学性能进行试验研究。在材料试验结果的基础上,通过考虑箍筋效应,分别设计5根不同箍筋率的钢筋增强PP-ECC梁和2根普通钢筋混凝土梁试件,对7根梁进行四点加载试验,并在加载过程中对5根PP-ECC梁的斜裂缝进行观测,分析箍筋率对ECC梁斜裂缝开展行为的影响。通过修正桁架模型,分析箍筋率对ECC梁抗剪承载力的影响。试验结果表明:PP-ECC具有拟应变硬化和微裂缝的多缝开裂特征,其屈服拉伸强度和拉伸极限强度分别不小于2,3MPa,极限拉应变大于2.5%;PP-ECC梁有较好的剪切延性,随着箍筋率的增长,PP-ECC梁的抗剪承载力也逐渐加大;在相同箍筋率下PP-ECC梁的抗剪承载力大于RC梁,而无箍筋PP-ECC梁的抗剪承载力2倍于无箍筋RC梁;由于箍筋限制了R/ECC梁斜裂缝的开展,加剧了斜裂缝的剪切滑移,从而削弱了斜裂缝间的纤维桥接作用,导致PP-ECC承担的剪力随着箍筋率的增大而减小;现有规范未考虑斜裂缝的剪切滑移对PP-ECC抗剪承载力的削弱作用,使得计算剪切承载力过大而导致偏危险。

关键词：桥梁工程钢筋PP-ECC梁四点加载剪切滑移箍筋效应

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新型叠合板力学性能试验

建筑科学与工程学报 2020年第1期37卷 33-40页

作者：吴方伯秦浩文俊李博周绪红湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 重庆大学土木工程学院重庆400045

为了分析叠合板在使用阶段的性能,如挠度、钢筋应力-应变曲线等,进行了1块现浇板与1块新型叠合板的静力加载试验。试验采用大型反力架、液压千斤顶与两级分配梁作为加载工具,对带可拆桁架叠合简支板与现浇简支板进行四点加载,以模拟均... 详细信息

为了分析叠合板在使用阶段的性能,如挠度、钢筋应力-应变曲线等,进行了1块现浇板与1块新型叠合板的静力加载试验。试验采用大型反力架、液压千斤顶与两级分配梁作为加载工具,对带可拆桁架叠合简支板与现浇简支板进行四点加载,以模拟均布荷载作用下板的受力状态,并对试验数据进行对比。结果表明:叠合板挠度满足使用阶段的要求,延性性能良好;叠合板在最终加载结束时产生了与现浇双向板相似的裂缝;板底裂缝首先出现在4个加载点的下方,并随着后续加载由4个加载点向叠合板的4个角延伸,裂缝出现的形态表明叠合板在破坏时钢筋的受拉性能得到了充分利用;在最后一级加载完成后叠合板顶面混凝土没有被压溃,说明叠合板依然具有继续承载的能力;预埋件与混凝土的黏结性能良好,预埋件周边混凝土未出现大面积的破坏;在构件的侧面发现了若干条竖向裂缝,叠合面上未发现横向裂缝,说明表面刮毛可以满足叠合面的抗剪要求。

关键词：叠合板力学性能四点加载挠度承载力

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装配式全预制沉箱及连接件力学性能试验研究

建筑结构 2021年第16期51卷 21-28,41页

作者：施明哲李杰廖桢颖俞大有陈俊陈甫亮筑友智造建设科技集团有限公司长沙410000 湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105

为解决装配式预制沉箱构件出筋、定位、找平复杂等问题,提出了一种可调竖向受力连接件和永久拉剪连接件,将其试用在全预制沉箱侧壁与边梁的连接上。通过对该全预制沉箱进行四点加载试验,探究该沉箱侧壁与边梁的连接性能及楼板的力学性... 详细信息

为解决装配式预制沉箱构件出筋、定位、找平复杂等问题,提出了一种可调竖向受力连接件和永久拉剪连接件,将其试用在全预制沉箱侧壁与边梁的连接上。通过对该全预制沉箱进行四点加载试验,探究该沉箱侧壁与边梁的连接性能及楼板的力学性能与破坏模式。完整记录了全预制沉箱试件的现场装配、连接件安装、叠合梁二次浇筑、试验加载直至破坏的全过程。试验结束后,获得该全预制沉箱与叠合梁的荷载-跨中位移曲线、连接件附近钢筋的应变数据、试件裂缝发展规律等,并通过规范对比探讨试件的力学性能。试验结果表明:试件从屈服到破坏发生了较大变形,延性良好;试件的最大极限承载力远大于卫生间的设计荷载水准,具有足够的安全储备。试验结束以楼板的破坏为标志,最终沉箱底板破坏为典型的双向板破坏,此时,叠合梁与连接件完好,证明该连接件安全、可靠。

关键词：装配式建筑预制后浇全预制沉箱连接件叠合梁四点加载力学性能

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新型带可拆桁架叠合板力学性能试验研究

新型带可拆桁架叠合板力学性能试验研究

作者：秦浩湖南大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展,建筑结构朝着工业化、标准化的方向迈进,从而出现了大量的装配式结构。装配式结构的发展与推广,其慢慢地形成了相应的体系。本文提出了一种新型的免模板,此免模板由带可拆钢桁架的预制板和后浇混凝土组成。由于桁架... 详细信息

随着经济的快速发展,建筑结构朝着工业化、标准化的方向迈进,从而出现了大量的装配式结构。装配式结构的发展与推广,其慢慢地形成了相应的体系。本文提出了一种新型的免模板,此免模板由带可拆钢桁架的预制板和后浇混凝土组成。由于桁架的存在预制板在施工阶段的刚度可以得到提高,预制板内配有受力钢筋在现场可以免去绑扎钢筋的工作且预制底板可以省去现场支模的工作,加快了楼板现场施工的速度。在后浇层与预制板形成整体之后预制板上的型钢部分可拆,达到重复利用钢材节约材料的目的。此带桁架的叠合板是对传统叠合板的一种发展也是叠合板形式的一种创新,钢桁架经过工业化设计后可以产生巨大的工程效应,具有广阔的发展前景。为了得到叠合板的静力性能,对一块叠合板和一块现浇板进行了静力加载试验。将构件放置在铺设了油毡与细沙的支座上,采用大型反力架、液压千斤顶与两级分配梁作为加载工具,对带可拆桁架叠合简支板与现浇简支板进行四点加载,使用四点加载来模拟均布加载。在得到每一级加载荷载情况下构件扰度、钢筋应变、裂缝发展等数据后对其进行分析。由试验数据可知叠合板在最终加载结束时产生了与现浇双向板相似的裂缝。板底裂缝首先出现在四个加载点的下方,并随着后续加载由四个加载点向叠合板的四个角延伸,此裂缝出现的形态叠合板在破坏时钢筋的受拉性能得到了充分利用。在最后一级加载完成后叠合板顶面混凝土没有被压溃,而且由钢筋的荷载与应变关系可知叠合板内斜裂缝方向依旧有钢筋未达到屈服,说明叠合板依然具有继续承载的能力。预埋件与混凝土的粘结性能良好预埋件周边混凝土未出现大面积的破坏,预埋件没有影响叠合板的受力情况。在构件的侧面上发现了若干条竖向裂缝,叠合面未上发现横向裂缝,说明表面刮毛可以满足叠合面的抗剪要求。对叠合板进行有限元分析,并使用有限元分析的结果与现场试验的结果进行对比,有限元计算结果与现实板的拟合程度良好,叠合板的双向性能良好,通过结果发现预埋件与预埋件周围混凝土出现了应力集中的现象。从试验的基础出发对叠合板桁架的优化进行了更深一步的思考,并对叠合板的制作、运输、现场施工等流程提出了建议。

关键词：叠合板试验四点加载挠度承载力

连续刚构桥合龙大吨位大偏差顶推施工关键技术研究

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连续刚构桥合龙大吨位大偏差顶推施工关键技术研究

作者：陈家龙重庆大学

学位级别：硕士

因跨越能力强、行车平顺及施工方便等诸多优点,连续刚构桥是我国应用最为广泛的桥型之一。合龙顶推是连续刚构桥的关键施工环节之一,其施工质量将直接影响桥梁后期运营安全与应力分布。针对公路连续刚构桥,大量学者、工程师对顶推力计... 详细信息

因跨越能力强、行车平顺及施工方便等诸多优点,连续刚构桥是我国应用最为广泛的桥型之一。合龙顶推是连续刚构桥的关键施工环节之一,其施工质量将直接影响桥梁后期运营安全与应力分布。针对公路连续刚构桥,大量学者、工程师对顶推力计算、加载方式、施工工艺展开了深入、系统研究,取得了丰硕成果。但对铁路连续刚构桥而言,因设计标准不同,桥墩刚度往往较公路桥墩刚度更大,所需顶推力将超过3500k N,大吨位顶推将引起合龙段两端悬臂梁发生较大变形,且可能引发混凝土箱梁局部开裂。针对这一问题,提出合龙四点同步顶推施工技术,并以西北某特大连续刚构桥为工程背景,计算该桥合龙所需顶推力,分析顶推力对箱梁不同阶段变形、受力的影响规律;通过数值模拟研究传统两点顶推和所提四点顶推施工技术下箱梁截面局部受力和变形规律,并分析钢垫板位置、高度及加载方式对箱梁局部受力的影响,为类似铁路桥梁合龙顶推施工提供技术参考。本文的主要研究内容及结论如下:(1)针对合龙顶推力计算方式繁琐,顶推力影响因素复杂的问题,提出了顶推力简化计算方法。综合考虑温度作用、混凝土收缩徐变、施工缺陷对顶推力的影响规律,基于变形等效原则给出了桥梁合龙顶推力拟合公式,实现了顶推力计算的简化。以西北某铁路特大连续刚构桥为研究对象,通过建立有限元模型具体分析了温度、混凝土收缩徐变、施工缺陷作用下桥墩墩顶产生的墩顶位移,得出该桥所需合龙顶推力为5000k N,合龙两端箱梁最大偏位为211.7mm。(2)针对传统两点顶推施工难以实现大吨位顶推合龙的难题,提出基于四点加载的顶推合龙施工新技术。设计四点顶推专用千斤顶加载装置,通过设置铰接构造措施,克服合龙顶推中两端箱梁大变形导致千斤顶偏位问题;采用有限元分析验算四点顶推作用下箱梁局部承载力,通过优化垫板高度、垫板位置、施加不平衡顶推力等方式减小顶推对箱梁局部受力的影响。计算结果表明,所提四点顶推方式下箱梁混凝土最大拉应力为1.48MPa,满足规范要求;垫板高度设置在底板倒角处、四点加载方式下顶推力偏差为5%时,对箱梁局部受力有明显改善。(3)针对所提四点顶推合龙施工新技术,采用有限元模拟方式分析顶推合龙在成桥、运营10年等不同阶段对全桥受力、变形的影响规律并与顶推过程、成桥阶段变形实测数据进行对比,以验证基于四点加载的顶推合龙施工技术在工程应用中能抵御由温度、混凝土收缩徐变、预应力损失产生的负弯矩,明显改善桥梁整体受力性能、延长服役期。

关键词：连续刚构桥合龙顶推四点加载受力分析变形规律

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四气囊车桥垂向试验台架的设计研究

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