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考虑加载循环次数影响的弯剪破坏RC柱荷载-变形关系计算模型及其抗震性能评估

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建筑结构学报 2022年第11期43卷 74-86页

作者：张勤李振顾祥林贡金鑫河海大学土木与交通学院江苏南京210098 同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024

为研究不同循环次数地震作用下弯剪破坏型钢筋混凝土(RC)柱的抗震性能,对2组(8根)不同剪跨比的RC圆柱进行了不同循环次数的拟静力试验。研究了不同加载循环次数作用下弯剪破坏RC圆柱的变形性能和滞回特性,基于试验结果提出了不同加载循... 详细信息

为研究不同循环次数地震作用下弯剪破坏型钢筋混凝土(RC)柱的抗震性能,对2组(8根)不同剪跨比的RC圆柱进行了不同循环次数的拟静力试验。研究了不同加载循环次数作用下弯剪破坏RC圆柱的变形性能和滞回特性,基于试验结果提出了不同加载循环次数下弯剪破坏RC圆柱的荷载-变形关系计算模型和等效阻尼比模型,并给出了考虑地震作用循环次数影响的弯剪破坏单柱墩结构的抗震性能分析方法。结果表明:加载循环次数越多,RC柱剪切效应越显著,水平承载能力和变形能力降低越明显,这一循环退化效应引起的RC柱抗震性能下降现象应在分析中予以考虑;提出的不同加载循环次数下弯剪破坏RC圆柱的荷载-变形关系模型和等效阻尼比模型计算值与试验值吻合较好,可用于考虑不同循环次数影响的地震作用下弯剪破坏RC圆柱荷载-变形关系建立和抗震性能评估。

关键词： RC圆柱拟静力试验加载循环次数循环退化变形性能抗震性能

装配式可更换分级屈服耗能连接疲劳试验及变形性能研究

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振动与冲击 2023年第22期42卷 49-59页

作者：李芳玉杜永峰李虎池佩红兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省国际科技合作基地兰州730050

针对装配式混凝土梁-柱节点,提出一种可更换分级屈服耗能连接(replaceable graded-yielding energy-dissipation connector,RGEC),以实现结构屈服损伤可控并增强震后可恢复性。为研究RGEC的疲劳性能、耗能能力等力学性能,对5个试件开展... 详细信息

针对装配式混凝土梁-柱节点,提出一种可更换分级屈服耗能连接(replaceable graded-yielding energy-dissipation connector,RGEC),以实现结构屈服损伤可控并增强震后可恢复性。为研究RGEC的疲劳性能、耗能能力等力学性能,对5个试件开展低周往复加载试验。试验结果表明:RGEC具备良好的疲劳性能和稳定的滞回性能,其滞回曲线表现出明显的分级屈服机制;各试件在正常工作阶段的刚度、承载及耗能能力基本稳定,接近破坏时依然保持较充分的性能储备,破坏形式主要表现为弯剪段的弯剪破坏。针对RGEC弯剪段和屈曲段的变形性能,基于ABAQUS软件开展参数分析。结果表明:屈曲段的应变分布不均匀现象随着宽厚比或约束间隙的增大逐渐加重,同时其屈曲波数随宽厚比的增大逐渐增加;弯剪段的变形模式随着等应力屈服高度比或高宽比的减小逐渐由弯曲变形转变为剪切变形。

关键词：装配式混凝土框架结构分级屈服可更换连接低周往复荷载试验疲劳性能变形性能

持续荷载作用下疲劳损伤混凝土梁的变形性能分析

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哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 843-851页

作者：吴俊张军毛江鸿金伟良钟小平樊玮洁浙江大学建筑工程学院浙江杭州310012 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100 四川大学建筑与环境学院四川成都610065 扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225009

为明确往复荷载和持载作用下混凝土梁变形的发展规律,本文通过弯曲疲劳加载引入疲劳损伤后采用堆载法对4根梁进行堆载徐变试验,研究疲劳损伤对梁受压区混凝土的徐变发展规律和持续荷载作用下梁变形性能的影响。研究结果表明:相较于无损... 详细信息

为明确往复荷载和持载作用下混凝土梁变形的发展规律,本文通过弯曲疲劳加载引入疲劳损伤后采用堆载法对4根梁进行堆载徐变试验,研究疲劳损伤对梁受压区混凝土的徐变发展规律和持续荷载作用下梁变形性能的影响。研究结果表明:相较于无损梁,疲劳损伤梁受拉区混凝土最大裂缝宽度、受压区混凝土总应变和总挠度更大,且在堆载作用下的发展速率更快,随着疲劳损伤程度的增大,各指标也有增大的趋势;疲劳作用促进了混凝土微裂缝的产生和发展,提前并加速了梁徐变变形的发展,导致前期疲劳加载就已产生了部分徐变应变和徐变挠度;基于试验结果建立了疲劳损伤梁受压区混凝土总徐变应变和梁徐变挠度计算模型,发现疲劳循环寿命比为0.025、0.15和0.60时的疲劳残余挠度分别相当于无损梁128、800和1180 d的徐变挠度。

关键词：钢筋混凝土梁持续荷载循环荷载疲劳损伤徐变徐变挠度变形性能混凝土裂缝

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轻砂内养护剂的协同膨胀效应对微膨胀混凝土变形性能的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第3期49卷 196-202页

作者：刘家彬张明亮秦鸿根东南大学土木工程学院江苏南京211189 东南大学江苏省土木工程材料重点实验室江苏南京211189

为了减少地铁装配式地下车站叠合式墙板现浇混凝土结构的裂缝产生,采用膨胀剂与内养护剂复掺技术,设计了基准组、单掺膨胀剂、复掺膨胀剂和轻砂内养护剂或SAP的4组C40混凝土,通过混凝土限制膨胀率、自收缩和干燥收缩等变形性能以及大平... 详细信息

为了减少地铁装配式地下车站叠合式墙板现浇混凝土结构的裂缝产生,采用膨胀剂与内养护剂复掺技术,设计了基准组、单掺膨胀剂、复掺膨胀剂和轻砂内养护剂或SAP的4组C40混凝土,通过混凝土限制膨胀率、自收缩和干燥收缩等变形性能以及大平板抗裂试验,研究了轻砂内养护剂的协同膨胀效应对微膨胀混凝土变形性能的影响.结果表明:轻砂内养护剂具有强度高、吸水率大、密度大、能均匀分布于混凝土中的特点,掺轻砂内养护剂的补偿收缩混凝土14 d限制膨胀率比不掺内养护剂组增大72%,60 d的自收缩变形仍处于膨胀状态且膨胀率达153×10^(-6),抗裂性显著提高,且综合性能明显优于SAP内养护剂.本文提出内养护剂对膨胀混凝土具有协同膨胀效应.

关键词：轻砂内养护剂协同膨胀效应混凝土变形性能抗裂性

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碳纤维增强聚合物混凝土抗冲击性能试验研究

土木与环境工程学报（中英文） 2023年第1期45卷 54-62页

作者：孟欣白二雷王志航吴云泉杨宁空军工程大学航空工程学院西安710038 空军广州工程设计室广州511458

为了更好地研究纤维混凝土的力学性能,通过在聚合物混凝土中加入碳纤维进行改性来研究不同掺量碳纤维增强聚合物混凝土的抗冲击性能。采用分离式霍普金森压杆试验系统开展冲击压缩试验,从应力—应变曲线、强度和变形特性、冲击韧性等方... 详细信息

为了更好地研究纤维混凝土的力学性能,通过在聚合物混凝土中加入碳纤维进行改性来研究不同掺量碳纤维增强聚合物混凝土的抗冲击性能。采用分离式霍普金森压杆试验系统开展冲击压缩试验,从应力—应变曲线、强度和变形特性、冲击韧性等方面探究碳纤维掺量对聚合物混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:随着碳纤维掺量的增加,聚合物混凝土的抗冲击性能先增强后减弱;当碳纤维掺量为0.2%时,混凝土的动态抗压强度最大,承受高应变率压缩荷载的变形能力最强,即碳纤维的最佳掺量为0.2%。

关键词：碳纤维可再分散乳胶粉复合混凝土动态抗压强度变形性能

高速铁路双箱混合梁斜拉桥钢-混结合段力学行为研究

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铁道学报 2022年第10期44卷 150-160页

作者：杨仕力施洲蒲黔辉姜兴洪曾敏刘振标成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

以我国首座高速铁路双箱混合梁斜拉桥钢-混结合段为背景,采用数值分析手段探究其在最不利工况下的应力分布特性、传力性能及变形性能,并通过模型试验考察其在1.0倍最不利工况、2.0倍最不利工况和破坏工况下的力学性能。数值分析结果表明... 详细信息

以我国首座高速铁路双箱混合梁斜拉桥钢-混结合段为背景,采用数值分析手段探究其在最不利工况下的应力分布特性、传力性能及变形性能,并通过模型试验考察其在1.0倍最不利工况、2.0倍最不利工况和破坏工况下的力学性能。数值分析结果表明:在最不利工况下,除应力集中区域外,结合段钢梁与混凝土纵向正应力分别小于-80.0、-13.2 MPa,传力较为顺畅;结合段钢梁和混凝土梁顶面应力横向分布不均匀系数分别在0.80~1.11、0.83~1.21之间;前承压板、后承压板、剪力钉和PBL连接件分别传递约5.8%、33.1%、36.3%、29.8%的轴力。试验结果表明,结合段具有足够的承载力,安全系数大于2.0;结合段变形平顺,最不利工况下,纵向竖曲线最小半径为12 013 m,刚度性能满足高速铁路行车要求。在破坏工况下,混凝土梁过渡段先于钢-混结合段破坏,且属于延性破坏。

关键词：高速铁路双箱混合梁斜拉桥钢-混结合段传力特性变形性能

铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段静力试验研究

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桥梁建设 2023年第5期53卷 41-49页

作者：茅为中蒲黔辉杨仕力洪彧杨朝龙西南交通大学土木工程学院四川成都610031 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

为研究大跨度铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段的力学性能,以新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥主桥为背景,基于原桥节段有限元模型研究钢-混结合段的应力分布及传力特性,并基于缩尺模型试验对钢-混结合段承载能力、变形性能... 详细信息

为研究大跨度铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段的力学性能,以新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥主桥为背景,基于原桥节段有限元模型研究钢-混结合段的应力分布及传力特性,并基于缩尺模型试验对钢-混结合段承载能力、变形性能等进行分析。结果表明:刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段传力较为顺畅,钢-混结合段钢结构、混凝土结构纵向应力横向分布不均匀系数分别为0.72~1.42、0.63~1.31,钢-混结合段内纵向应力横向分布不均匀现象较过渡段更为显著;后承压板在传力过程中起着重要作用,结合段通过后承压板、剪力钉及PBL连接件分别可传递约56.4%、27.4%、16.2%的轴力,钢-混结合段中1.5 m钢格室段及2.5 m伸长段中钢结构分别将28.3%、15.3%的轴力传递给混凝土;结合段在1.8 P(P为设计荷载)作用下仍处于弹性工作状态,具有足够的承载能力,钢、混凝土强度安全系数分别不小于2.7、2.4;钢-混结合段挠度与三次多项式相符较好,变形较为平顺。

关键词：铁路桥刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段应力分布变形性能有限元法模型试验

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

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现代隧道技术 2023年第1期60卷 186-194页

作者：王亚威赵修旺朱毅郭江龙中铁工程装备集团有限公司郑州450016

针对马蹄形隧道初期支护结构,采用足尺试验,通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测,分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明:(1)在弹性阶段,支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中... 详细信息

针对马蹄形隧道初期支护结构,采用足尺试验,通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测,分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明:(1)在弹性阶段,支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称,对应的径向位移幅值较小。(2)在塑性阶段,随着外加荷载的增加,支护结构的弯矩和轴力快速增大;支护结构呈现“拱底外凸,拱腰内凹”的变形状态,且近似关于中性轴左右对称。(3)支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏,破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态,裸露的型钢外凸发生弯折破坏,结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。

关键词：马蹄形隧道初期支护喷射混凝土足尺试验承载能力变形性能

整体式桥台-混凝土桩-土相互作用拟静力试验

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岩土力学 2021年第7期42卷 1803-1814页

作者：黄福云何凌峰单玉麟胡晨曦周志明福州大学土木工程学院福建福州350108 福州大学福建省工程结构重点实验室福建福州350108

由于整体式桥台无缝桥(以下简称整体桥)具有诸多优点,因而在欧美等国得到广泛应用。不过,整体桥结构的特殊性会引起复杂的结构-土相互作用。为了适应整体桥上部结构的纵向变形,国外多采用H型钢桩,而我国以混凝土桩(RC桩)为主。大量研究... 详细信息

由于整体式桥台无缝桥(以下简称整体桥)具有诸多优点,因而在欧美等国得到广泛应用。不过,整体桥结构的特殊性会引起复杂的结构-土相互作用。为了适应整体桥上部结构的纵向变形,国外多采用H型钢桩,而我国以混凝土桩(RC桩)为主。大量研究及工程实例表明,采用RC桩能够满足整体桥变形要求,但台后土对RC桩内力的影响尚不明确。为此,选取国内某整体桥为背景,以RC桩的配筋率及截面形状为设计参数制作了4个整体式桥台-RC桩试验模型,对其开展整体式桥台-RC桩-土相互作用低周往复荷载拟静力试验研究,主要研究了整体式桥台-RC桩-土体系的破坏形态、滞回耗能性能、水平变形规律和相互作用机制等。试验研究表明,往复位移加载下台后填土会出现脱空现象,试件破坏位置主要集中于桥台底部与桩顶连接头处及其下部一定埋深范围内,增大RC桩配筋率或采用矩形截面RC桩可使破坏位置下移,改善其受力性能。整体式桥台-RC桩-土体系的滞回曲线在第一象限较为饱满,表现出较好的耗能能力,而第三象限滞回曲线包裹面积较小。增大RC桩的配筋率或采用矩形截面RC桩可增大整体式桥台-RC桩-土体系的耗能能力与承载力,并可增大RC桩的弹性开裂位移,使其更晚屈服和破坏,同时其刚度退化速率和退化幅度也可显著减小。试验研究还表明,当加载位移超过弹性极限位移时,整体桥混凝土桩基的水平变形会出现明显的累积现象。同时,桥台与桩身连接头的相对转角随着损坏程度的增加而增大。提高RC桩配筋率或采用矩形截面RC桩后,桥台与桩身连接头的破坏明显减轻,累积变形显著减小。

关键词：桥梁工程拟静力试验桥台-桩-土相互作用 RC桩配筋率截面形状变形性能