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双向受力下钢桥曲线加劲板稳定性研究

双向受力下钢桥曲线加劲板稳定性研究

作者：汪蓉蓉西南交通大学

学位级别：硕士

加劲板的稳定问题越来越得到广大学者的关注,现在已有的国内外大部分文献都是研究钢箱梁加劲平板的稳定性分析,而弯曲加劲板在桥梁工程中应用逐渐增多。关于圆柱形曲板的研究大部分集中在单轴受压状态下,但在实际工程中钢箱梁加劲板会... 详细信息

加劲板的稳定问题越来越得到广大学者的关注,现在已有的国内外大部分文献都是研究钢箱梁加劲平板的稳定性分析,而弯曲加劲板在桥梁工程中应用逐渐增多。关于圆柱形曲板的研究大部分集中在单轴受压状态下,但在实际工程中钢箱梁加劲板会受到不同的复杂荷载作用,使加劲板处于复杂应力状态,很多规范里并没有相应的指导内容。本文通过模型试验对曲线加劲板单轴受压下的极限承载力以及破坏模态进行研究,验证了有限元模拟计算的有效性,接着进一步基于有限元数值分析方法,研究关键设计参数下曲线加劲板的弹性稳定性以及双向受力模式下的非线性稳定性,为工程中曲线板的设计提供参考借鉴。基于甬舟铁路西堠门公铁两用大桥铁路箱曲腹板的加劲板构造,按照1:2的缩尺比例设计试验模型,通过适当的限位装置来模拟试件的边界条件为四边简支,切去板肋端部使轴向压力完全由母板独自承担。试验中相同尺寸的模型共设置三组平行试件,其中两组通过传统应变位移测试方法来试验,另一组通过DIC影像处理技术来进行对比分析。试验结果表明,在所研究范围内弯曲半径变化不影响加劲板的极限承载力值,也不改变破坏模态形式,均以整体屈曲为主。根据我国公路桥梁规范中的理论公式,可以近似计算该结构下的加劲曲板承载力,两者相差在5%以内。经过试验结果与有限元模拟结果的对比后,通过有限元软件对几个主要参数下的曲线加劲板模型进行弹性屈曲分析,研究的参数分别为加劲肋刚度、肋间母板宽厚比、母板长宽比、弯曲半径以及不同横向力。分析结果表明,在所设计的加劲板构造下,改变弯曲半径对屈曲应力基本没有影响,其他各参数变化都会存在最佳值使加劲曲板的弹性屈曲应力达到最大。当曲线加劲板受到双向力时,无论受拉还是受压,屈曲应力值都会相比于单轴受压时降低,而且横向拉力对弹性屈曲应力的影响远大于横向压力。同样通过有限元对以上几个参数的曲线加劲板进行极限承载力非线性稳定参数分析。结果表明:该种构造下的曲线加劲板在单轴受压情况下,板件的承载力不会随着参数的变化而变化;曲线加劲板在双向受力的情况下,无论横向受拉还是受压都会使板件的承载力降低,通过增大半径、提高肋刚度比、降低肋间母板宽厚比、降低母板长宽比的方法,可以提高承载力,使曲线加劲板在双向受力时也能接近全截面的屈服强度。

关键词：曲线加劲板模型试验双向受力极限承载力参数分析

双向受力下RC框架梁柱空间节点抗剪性能研究

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双向受力下RC框架梁柱空间节点抗剪性能研究

作者：张坤燕山大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土(RC)框架结构广泛应用于各种建筑中,其中RC节点作为RC框架结构关键承力部位,其力学性能对RC框架结构整体的安全性有决定性影响。因此保障RC节点具有优秀的力学性能是保障RC框架结构安全耐用的必要条件。但是,已有的大量震害表... 详细信息

钢筋混凝土(RC)框架结构广泛应用于各种建筑中,其中RC节点作为RC框架结构关键承力部位,其力学性能对RC框架结构整体的安全性有决定性影响。因此保障RC节点具有优秀的力学性能是保障RC框架结构安全耐用的必要条件。但是,已有的大量震害表明,很多RC框架结构在地震动作用下发生了节点剪切破坏。究其原因,现有混凝土结构设计规范对于节点的设计是基于主轴单向受力的平面节点,而实际结构中,节点的形式具有空间性,且由于地震动的随机性,其可能承受来自任一方向的地震动,即双向/斜向(双向同时)受力。因此本文为明确双向受力下RC框架空间节点的受力性能,开展的研究内容及取得的成果如下:1.进行了一个平面节点和三个双向受力的RC空间节点的单调加载试验,结果表明,空间节点在双向受力时,抗剪性能、刚度、耗能能力皆比平面节点差,说明双向受力下的RC空间节点受力更为不利。2.明确了不同加载角度及配箍率下,双向受力RC空间节点抗剪性能、耗能能力、刚度、延性等力学性能。结果表明:随加载角度(0°～45°)的增加,双向受力下空间节点的抗剪性能、刚度、前期耗能能力皆下降;随配箍率(1.88%～3.35%)的增加,双向受力下空间节点的抗剪性能、刚度、前期耗能能力皆提高。3.通过对RC空间节点受力特点进行分析并结合现有平面节点受力机理,建立了基于软化拉压杆模型的RC框架梁柱空间节点抗剪承载力数值计算模型,并给出相应的抗剪承载力计算方法。4.通过ABAQUS有限元软件对影响RC框架梁柱空间节点抗剪性能的参数进行扩展分析,明确了轴压比、加载角度、配箍率对节点抗剪性能、刚度、耗能能力和延性性能的影响规律。

关键词：空间节点双向受力单调加载抗剪性能数值模型计算方法

单向预应力双向受力叠合板的试验研究及设计方法

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建筑结构 2022年第S1期52卷 1744-1747页

作者：倪永松姚思羽张一爽中国建筑设计研究院有限公司北京100044

由若干块单向预应力底板拼合,并浇筑后浇层形成的双向受力叠合板,其现有的设计计算方法存在不合理之处。通过对7.3m×6.9m的四边简支单向预应力双向叠合板进行静力加载试验,并通过理论分析,提出按刚度分配原则设计单向预应力双向受力叠... 详细信息

由若干块单向预应力底板拼合,并浇筑后浇层形成的双向受力叠合板,其现有的设计计算方法存在不合理之处。通过对7.3m×6.9m的四边简支单向预应力双向叠合板进行静力加载试验,并通过理论分析,提出按刚度分配原则设计单向预应力双向受力叠合板的方法,与实际受力相符,具有较好的经济性,且较为实用。

关键词：单向预应力双向受力叠合板设计方法

单向管芯现浇混凝土空心楼板双向受力分析及施工技术研究

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单向管芯现浇混凝土空心楼板双向受力分析及施工技术研究

作者：陈信堂合肥工业大学

学位级别：硕士

现浇混凝土空心楼盖系按一定规则放置埋入式内模后,经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。内模作为非抽芯成孔物,主要起到规范成孔形状的作用,不参与结构受力,却改善了楼板的受力、使用性能,节省房屋总造价。主要体现在减轻结构... 详细信息

现浇混凝土空心楼盖系按一定规则放置埋入式内模后,经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。内模作为非抽芯成孔物,主要起到规范成孔形状的作用,不参与结构受力,却改善了楼板的受力、使用性能,节省房屋总造价。主要体现在减轻结构自重、增加楼层净空、隔音隔振,顺应节约型混凝土发展潮流。其中,不设混凝土横肋的空心板称之为单向管芯混凝土现浇空心板,与有横肋的空心板相比,可以将直径不大的空调、排汽等设备管道一并埋入板内,经济适用性更加显著。大量试验和工程实践表明,圆管单向空心板具有良好的双向整体受力特性:然而,关于其双向传力机制的理论解释一直存在争议。本文对国内外大量试验背景进行了全面调查、对比,并进行理论分析:针对圆管单向横孔板的受力特点,提出了“弹性支撑连续拱”受力模型,指出:横孔板受压翼缘存在很小的局部弯矩,相当于拱身,受拉纵筋相当于拱的水平拉杆。通过非线性有限元分析,也证明了拱效应的存在。用拱效应受力模型可以很好地解释单向空心板所具有的较好的双向传力特性,避免用抗弯刚度解释时存在的横孔方向截面惯性矩究竟如何计算的争论。此外,基于上述观点,本文还提出了相应的设计、构造及施工方面应该注意的问题。

关键词：圆管单向管芯现浇空心板双向受力弹性支撑连续拱非线性有限元

大跨度预制预应力叠合楼板设计制作与双向受力研究

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大跨度预制预应力叠合楼板设计制作与双向受力研究

作者：夏烨楠东南大学

学位级别：硕士

现今我国经济进入了高速发展期,建筑产业化成为一个大趋势,为此“十三五”国家重点研发计划中专门设立了“装配式混凝土工业化建筑高效施工关键技术研发与示范”的课题,旨在有效推进装配式混凝土建筑的研究与推广应用。目前国内的装配... 详细信息

现今我国经济进入了高速发展期,建筑产业化成为一个大趋势,为此“十三五”国家重点研发计划中专门设立了“装配式混凝土工业化建筑高效施工关键技术研发与示范”的课题,旨在有效推进装配式混凝土建筑的研究与推广应用。目前国内的装配式混凝土框架结构工程中楼面结构应用的钢筋桁架叠合楼板仍然跨度较小,8m左右柱网间的板下需要设置次梁,结构空间布置不方便,不能够满足学校、医院、商务办公楼、地铁站、停车场等大跨度大开间的建筑功能需要。实际工程中采用的一些大跨度叠合楼板,多为预制板单向受力、叠合后仅靠上部叠合层形成双向受力为主的叠合楼板,并没有很好地实现双向受力性能。且很多大跨度叠合楼板四周出筋、安装不便,板底临时支撑密集,高效施工并没有得到很好的体现。因此,基于上述大跨度双向叠合楼板的市场需求,本文提出了一种新型大跨度预应力夹芯双向叠合楼板。首先本文对这种新型大跨度叠合楼板以楼面活荷载标准值4.0kN/m进行了设计研究。主要设计理念是采用轻质填芯板减轻自重且增强保温隔热性能;采用预应力钢绞线来增强板的承载力和抗裂性能,减少施工阶段临时支撑;同时为了达到双向受力的目的,通过创新性地设置横向暗梁、增加预制板底横向配筋率、使拼缝处钢筋弯折以增加锚固长度等方法来增强非预应力方向的刚度,保证叠合楼板的双向受力性能。然后本文在完成设计研究后,制作了3块预制带肋底板拼成8100mm×7500mm足尺的叠合楼板试件,研究了预制底板的生产工艺和叠合楼板的安装施工工艺。预制板生产工艺简单连续,成品底部光滑,且安装时柔度较大,板块间不存在明显高差,后期无需吊顶。安装时临时支撑只需横向设置两道,就能够满足承载能力及刚度要求。板四周不出筋进一步减少了施工难度。最终叠合楼板整体减重率达15.8%,整个生产和施工流程节约了资源也提高了效率。接着在预制钢管混凝土柱和先张预应力梁装配完成的子结构上,用制作完成的8100mm×7500mm足尺叠合板试件进行了静载试验研究。试验结果表明,本文提出的新型大跨度预应力夹芯叠合楼板承载能力强（最大面均布荷载33.63 kN/m仍未破坏）、刚度大（荷载达到设计活载标准值4 kN/m时挠度仅为5.83mm）、抗裂性能良好（7 kN/m时才开裂,且拼缝处裂缝出现较晚）。另外从破坏的裂缝形态、荷载—位移曲线、荷载—钢筋应变曲线来看,该类新型大跨度叠合楼板确实是双向传力,且破坏时的塑性绞线基本与双向板一致,虽然非预应力方向刚度略低于预应力方向,但该类新型板双向受力性能仍然是很好的。为了论证试验结果的正确性,本文也对试件进行了有限元分析来进行对比,发现与试验结果基本相符,说明试验结果具有可重复性和客观性。最后总结了本文的主要工作和研究成果,认为该类新型大跨度预应力夹芯双向叠合楼板综合性能优良,值得推广应用,并对该类新型大跨度板以后优化改进的方向提出了建议。

关键词：大跨度预应力叠合楼板生产施工暗梁双向受力

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混凝土双向受力强度简化计算的探讨

福州大学学报（自然科学版） 1996年第S1期24卷 41-47页

作者：卢兴江钱在兹浙江大学土木系

在分析椭圆抛物面强度准则及综合许多试验成果的基础上，求出二向应力所有３种状态的强度简化计算公式，将多种试验研究结果及所归纳的经验公式统一于一个总判别式之中。

关键词：混凝土双向受力强度计算

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组合材料双向受力构件的结构构造与分析

建筑技术开发 2010年第5期37卷 5-6,28页

作者：赵章献

以事实为依据,提出建筑结构合理与否取决于该结构的构造合理与否;以钢筋混凝土双向受力构件为例,只有做到构造合理,结构自身和材料的功能才能得到有效发挥。结构设计理论正确与否或结构构造合理与否,只有通过对实物的分析和检验才能得... 详细信息

以事实为依据,提出建筑结构合理与否取决于该结构的构造合理与否;以钢筋混凝土双向受力构件为例,只有做到构造合理,结构自身和材料的功能才能得到有效发挥。结构设计理论正确与否或结构构造合理与否,只有通过对实物的分析和检验才能得到证实。通过实例分析和承载力检验证实:钢筋混凝土双向受力构件设计理论正确;结构构造合理。

关键词：组合材料双向受力承载力检验

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大钝角双向受力在役桥梁荷载试验分析

大钝角双向受力在役桥梁荷载试验分析

预制装配双向受力板的一种特殊UHPC接缝力学性能研究

中国公路学会桥梁和结构工程分会2015年全国桥梁学术会议

作者：郭伟贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司

对运营中的桥梁,为评价它的强度和刚度,静载试验是一种直观、行之有效的方法。根据某大钝角双向在役桥梁的结构特点,采用梁格法模拟该桥的荷载横向分布特性,结合试验结果,以评价该桥的工作性能。

关键词：双向受力大钝角静载试验梁格法工作性能

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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特种结构 2023年第4期40卷 61-67页

作者：边小宇上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司

为验证超高性能混凝土(UHPC)接缝对预制装配板双向性能的影响,本文采用数值仿真分析的方法,研究了超高性能混凝土(UHPC)连接预制装配式双向受力结构板湿接缝的力学性能。通过与同等尺度整浇结构板比较,讨论了装配式结构板的双向受力特... 详细信息

为验证超高性能混凝土(UHPC)接缝对预制装配板双向性能的影响,本文采用数值仿真分析的方法,研究了超高性能混凝土(UHPC)连接预制装配式双向受力结构板湿接缝的力学性能。通过与同等尺度整浇结构板比较,讨论了装配式结构板的双向受力特性及湿接缝受力特性对装配式结构板的影响。结果表明UHPC接缝能够有效控制装配板在屈服前的变形及受力,达到与完整板相当的受力变形性能,同时满足规范的变形要求,并具备双向受力变形性能,证明了将UHPC湿接缝用于双向受力预制板连接的可行性。

关键词：地下水厂预制装配板双向受力超高性能混凝土湿接缝数值模拟