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工字形钢梁-矩形钢管柱单向螺栓节点抗弯承载力理论计算方法

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土木工程学报 2024年第2期57卷 35-45页

作者：李国强蒋蕴涵陈琛王苑佐王彦博同济大学土木工程学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

针对工字形纯钢梁和钢-混凝土组合梁分别与矩形钢管柱和矩形钢管混凝土柱采用单向螺栓(也称单边拧紧螺栓)连接形成的4种节点形式,对其在弯矩作用下的受力机理及破坏模式进行分析,讨论导致节点失效的因素。总结节点在弯矩作用下的9种失... 详细信息

针对工字形纯钢梁和钢-混凝土组合梁分别与矩形钢管柱和矩形钢管混凝土柱采用单向螺栓(也称单边拧紧螺栓)连接形成的4种节点形式,对其在弯矩作用下的受力机理及破坏模式进行分析,讨论导致节点失效的因素。总结节点在弯矩作用下的9种失效模式,包括:单向螺栓拉断、端板受弯屈服、矩形钢管柱壁翼板受拉屈服、矩形钢管柱壁翼板受压屈服、矩形钢管柱壁腹板受压屈曲、混凝土楼板局部压溃、钢筋屈服、矩形钢管柱内混凝土局部压溃、矩形钢管柱壁腹板受压屈服,进而基于破坏模式给出节点各组件承载力的计算公式。对4种节点在不同破坏模式下的正弯矩承载力和负弯矩承载力进行分析,给出节点承载力计算公式。将节点抗弯承载力的理论计算结果与试验结果进行对比,验证理论计算方法的可靠性。

关键词：工字形钢梁矩形钢管柱单向螺栓节点抗弯承载力

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受力筋搭接钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第1期50卷 1-10页

作者：易伟建刘晨曦湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 工程结构损伤诊断湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为研究钢筋搭接接头对钢筋混凝土梁受弯性能的影响,验证现有钢筋搭接长度修正系数是否能满足混凝土结构设计规范(GB 50010—2010)的正常使用极限状态限值要求,以钢筋搭接长度和搭接百分率为变量,完成了16根两点集中荷载作用下受力钢筋... 详细信息

为研究钢筋搭接接头对钢筋混凝土梁受弯性能的影响,验证现有钢筋搭接长度修正系数是否能满足混凝土结构设计规范(GB 50010—2010)的正常使用极限状态限值要求,以钢筋搭接长度和搭接百分率为变量,完成了16根两点集中荷载作用下受力钢筋搭接钢筋混凝土简支梁受弯性能试验.对试件的裂缝发展、裂缝宽度、裂缝间距、破坏形态、受弯承载力和跨中挠度等进行了观测.试验结果表明:搭接百分率及钢筋搭接长度对试验梁的承载能力及变形有较大影响,钢筋搭接长度较大的梁试件均能满足承载能力要求;在使用阶段荷载下,试验梁的跨中挠度均满足限值要求,但钢筋搭接长度较小的梁裂缝宽度不满足限值要求.基于试验数据并考虑搭接百分率及钢筋搭接长度两个参数,给出了钢筋搭接梁最大裂缝宽度与钢筋无搭接梁最大裂缝宽度的关系,并提出了钢筋搭接长度修正系数的建议值,以此为基础对我国混凝土结构设计规范及美国ACI 318规范的合理性进行了探讨.

关键词：钢筋混凝土梁搭接接头抗弯承载力裂缝挠度搭接长度

后张部分无黏结预应力梁锚固失效下受力性能试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第7期54卷 2768-2778页

作者：周凌宇刘家豪方蛟鹏 MAHUNON Akim Djibril Gildas 李亚民黄巍刘晓春中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075 中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410004

为了研究部分无黏结及锚固系统失效对后张预应力梁受力性能的影响,以4根后张法施工预应力混凝土简支梁为试验对象,分析后张法预应力梁在相同无黏结率下,跨中、梁端部分无黏结以及锚固系统失效时的受力过程、破坏形态、荷载-位移曲线、... 详细信息

为了研究部分无黏结及锚固系统失效对后张预应力梁受力性能的影响,以4根后张法施工预应力混凝土简支梁为试验对象,分析后张法预应力梁在相同无黏结率下,跨中、梁端部分无黏结以及锚固系统失效时的受力过程、破坏形态、荷载-位移曲线、延性等指标和抗弯性能的变化规律。基于部分无黏结预应力梁的试验结果,采用考虑锚固失效损失的截面应变协调黏结折减系数计算抗弯承载力。研究结果表明:部分无黏结与锚固失效均降低试验梁的抗裂性能;在锚具失效条件下,跨中纯弯段无黏结显著降低试验梁的刚度和承载力,而梁端无黏结对梁刚度影响较小,承载力略降低;在锚固失效下,跨中段无黏结和梁端无黏结的梁与正常状态下的梁相比,延性指标分别提高6.3%和21.1%;在加载过程中,跨中控制截面满足平截面假定;采用考虑锚固失效损失的截面应变协调黏结折减系数计算抗弯承载力与试验值较吻合。

关键词：预应力梁部分无黏结锚固失效抗弯承载力黏结折减系数

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锈蚀钢筋混凝土梁动态抗弯性能细观数值研究

振动与冲击 2023年第9期42卷 77-85页

作者：张仁波杨鸿申金浏邓小芳杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 清华大学土木水利学院北京100084

为研究锈蚀对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁动态力学性能的影响,考虑钢筋锈蚀和应变率效应及混凝土内部结构的非均质性,建立锈蚀钢筋混凝土梁两阶段三维细观尺度数值模型。钢筋的非均匀锈蚀膨胀以施加非均匀径向位移的方式模拟... 详细信息

为研究锈蚀对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁动态力学性能的影响,考虑钢筋锈蚀和应变率效应及混凝土内部结构的非均质性,建立锈蚀钢筋混凝土梁两阶段三维细观尺度数值模型。钢筋的非均匀锈蚀膨胀以施加非均匀径向位移的方式模拟,并以保护层开裂“最终状态”作为之后混凝土梁动载模拟的“初始输入条件”,获得锈蚀后的动态力学行为。在验证了数值模型合理性的基础上,分析了钢筋锈蚀引起的保护层锈胀开裂行为及不同应变率下构件力学性能的变化。结果表明:钢筋锈蚀使混凝土梁产生了明显的纵向裂缝,梁的承载力随钢筋锈蚀率增加而降低;高应变率下,混凝土梁发生冲切破坏,梁的承载力显著提高;锈蚀混凝土梁承载力损失与锈蚀后梁频率降低系数(反映刚度损失)近似呈线性规律,且低应变率下的承载力对频率变化更加敏感。最后,基于模拟结果回归分析,发展建立了考虑锈蚀及应变率耦合影响的混凝土梁动态抗弯承载力预测公式。

关键词：钢筋混凝土(RC)梁钢筋锈蚀抗弯承载力动态荷载细观模拟

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螺栓对盾构隧道管片接头抗弯承载力的影响

中国公路学报 2022年第11期35卷 195-203页

作者：张力何川封坤郭文琦张景轩肖明清西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

抗弯承载力是管片接头的重要力学属性,可为评价管片接头或整环结构承载安全提供重要参考,而螺栓是管片接头的重要组成部分,由于实际工程中接头连接螺栓可能失效,因此研究螺栓对于管片接头抗弯承载力的影响十分必要。为此,首先基于经典... 详细信息

抗弯承载力是管片接头的重要力学属性,可为评价管片接头或整环结构承载安全提供重要参考,而螺栓是管片接头的重要组成部分,由于实际工程中接头连接螺栓可能失效,因此研究螺栓对于管片接头抗弯承载力的影响十分必要。为此,首先基于经典钢筋混凝土构件抗弯理论和压弯荷载下管片接头受力特征,建立了考虑复杂接缝面构造的接头抗弯承载力理论模型,然后分别开展有螺栓接头和无螺栓接头抗弯破坏试验对理论模型进行验证,最后基于理论模型,针对厚度0.40~0.65 m的6种典型管片接头,分析有、无螺栓对接头抗弯承载力的影响。研究结果表明:高轴压下,有螺栓管片接头和无螺栓管片接头的破坏过程分别可分为3个阶段和2个阶段,接头受压区边缘混凝土接触后破坏现象开始密集产生;正负弯矩下,有螺栓和无螺栓接头抗弯承载力理论模型与足尺试验的最大相对误差分别为5.6%和6.1%,表明理论模型具有较高的计算精度;对于不同厚度管片接头,轴压比大于0.309~0.455(正弯,负弯为0.417~0.499)或偏心距小于0.101~0.166 m(正弯,负弯为0.071 1~0.099 2 m)时,螺栓对其抗弯承载力无影响,因此当管片接头处出现连接螺栓失效等情况时,可适当增大接头轴力或降低接头偏心距,以减小螺栓对接头抗弯承载安全的影响。

关键词：隧道工程抗弯承载力理论分析管片接头足尺试验无螺栓

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预弯组合梁截面抗弯承载力计算方法的再研究

哈尔滨工业大学学报 2022年第3期54卷 65-73页

作者：钱建奇张海龙杨明黄侨田林杰东南大学交通学院南京210096 深圳市市政设计研究院有限公司广东深圳518000

为简化现行标准中预弯组合梁抗弯承载力计算方法,基于塑性理论,对塑性抗弯承载力计算方法进行推导,并从安全性出发,最终提出了一种预弯组合梁的抗弯承载力简化计算方法。采用该简化计算方法、现行标准的弹塑性计算方法及塑性计算方法分... 详细信息

为简化现行标准中预弯组合梁抗弯承载力计算方法,基于塑性理论,对塑性抗弯承载力计算方法进行推导,并从安全性出发,最终提出了一种预弯组合梁的抗弯承载力简化计算方法。采用该简化计算方法、现行标准的弹塑性计算方法及塑性计算方法分别对7根试验梁的抗弯承载力进行计算,采用通用有限元软件Abaqus对预弯组合梁进行非线性有限元分析,并将计算结果与试验实测值进行对比,验证所提出的抗弯承载力简化计算方法的准确性。结果表明:采用所提出的简化方法与弹塑性方法计算得到的7根试验梁承载力差值均低于2%;计算值略小于试验实测值和有限元模拟值,且吻合较好,可满足实际工程计算精度及安全性的需要。所提出的抗弯承载力简化计算方法较现有标准方法及塑性方法有所简化,能用于预弯预应力组合梁截面抗弯承载力计算,在此研究基础上,给出了采用该方法计算预弯组合简支梁桥承载力计算示例,可供实际工程参考。

关键词：桥梁工程预弯组合梁桥塑性理论抗弯承载力计算方法

FRP筋混凝土T形和矩形截面梁抗弯承载力计算方法

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工程力学 2022年第2期39卷 76-84,122页

作者：彭飞薛伟辰湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 同济大学土木工程学院上海200092

为建立纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)筋混凝土T形和矩形截面梁抗弯承载力简化计算方法,根据平衡破坏状态下的截面分析,定义了等效FRP配筋率ρ_(ef)和相应的平衡配筋率ρ_(ef,b)。在此基础上,基于257根FRP筋混凝土梁... 详细信息

为建立纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)筋混凝土T形和矩形截面梁抗弯承载力简化计算方法,根据平衡破坏状态下的截面分析,定义了等效FRP配筋率ρ_(ef)和相应的平衡配筋率ρ_(ef,b)。在此基础上,基于257根FRP筋混凝土梁试验结果的统计分析,改进了受拉破坏和受压破坏皆可能发生的过渡区范围(ρ_(ef,b)抗弯承载力简化计算公式。此外,基于截面内力平衡和协调条件,推导了受压破坏控制截面的抗弯承载力计算公式。以国内外257根梁抗弯承载力试验结果,验证了所提方法的适用性。

关键词： FRP筋混凝土梁破坏模式过渡区抗弯承载力计算方法

锈蚀RC柱的概率抗弯承载力模型与概率校准分析

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应用基础与工程科学学报 2022年第6期30卷 1468-1479页

作者：丁自豪桑卜久卢朝辉余波广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 北京工业大学建筑工程学院北京100124

结合理论分析和209组试验数据,分别研究建立了锈蚀钢筋混凝土(RC)柱在大、小偏心受压条件下的概率抗弯承载力模型与概率校准分析方法.根据内力平衡条件,考虑锈蚀因素对钢筋和混凝土的材料性能及其二者粘结性能的影响,通过引入考虑不确... 详细信息

结合理论分析和209组试验数据,分别研究建立了锈蚀钢筋混凝土(RC)柱在大、小偏心受压条件下的概率抗弯承载力模型与概率校准分析方法.根据内力平衡条件,考虑锈蚀因素对钢筋和混凝土的材料性能及其二者粘结性能的影响,通过引入考虑不确定性的概率模型参数和模型误差,分别建立了锈蚀RC柱在大、小偏心受压条件下的概率抗弯承载力计算表达式,并利用Bayesian理论和马尔科夫链蒙特卡罗法确定了概率模型参数的后验信息,进而结合概率密度函数、置信区间和置信水平,校准了传统确定性抗弯承载力模型的计算精度.分析表明,概率抗弯承载力模型的计算精度较高,可以合理描述抗弯承载力所具有的随机性;对于大偏心受压锈蚀RC柱,现有模型的计算精度相对较高,而对于小偏心受压锈蚀RC柱,现有模型的计算精度较低、离散性较大.

关键词：钢筋混凝土柱锈蚀抗弯承载力概率校准大偏心受压小偏心受压

钢-UHPC组合连续桥面板足尺模型试验研究与理论分析

维普期刊数据库评论

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土木工程学报 2023年第7期56卷 92-104页

作者：李积泉肖靖林郭立贤聂建国杨腾宇樊健生佛山市交通投资集团有限公司广东佛山528303 清华大学北京100084 佛山市公路桥梁工程监测站有限公司广东佛山528042 佛山市交通科技有限公司广东佛山528000

富龙西江特大桥为广东省佛山市在建的一座组合斜拉桥,该桥主跨580m。主梁采用钢-UHPC轻型组合梁,由钢箱梁和钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板构成。钢-UHPC组合桥面板受到钢箱梁横隔板的支承,作为多跨连续板承担车轮荷载等局部作用。... 详细信息

富龙西江特大桥为广东省佛山市在建的一座组合斜拉桥,该桥主跨580m。主梁采用钢-UHPC轻型组合梁,由钢箱梁和钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板构成。钢-UHPC组合桥面板受到钢箱梁横隔板的支承,作为多跨连续板承担车轮荷载等局部作用。因此,为研究该新型桥面板的受力性能,开展了2个钢-UHPC组合连续板的足尺模型试验。试验结果表明:试件均发生延性的弯曲破坏,中支座变截面处为负弯矩区的危险截面;随着三个塑性铰先后出现在危险截面和两个跨中截面,连续板发生了显著的内力重分布;弯矩重分布呈现出两阶段特征,两试件的重分布系数分别达到27%和44%;正负弯矩区均满足平截面假定,荷载达到峰值时试件全宽进入塑性状态。根据上述试验现象,提出钢-UHPC组合板抗弯承载力的计算公式,其准确性得到了该文和文献试验结果的验证。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 钢-UHPC组合桥面板两跨连续板足尺试验抗弯承载力