8度区预应力混凝土框架地震反应分析

由于预应力混凝土结构自身的特殊性,其抗震性能受到广泛重视。为了考察预应力混凝土框架在高烈度区的抗震性能,根据预应力筋两阶段工作原理,利用OpenSees平台完成了两榀8度区抗震等级分别为一级和二级的预应力混凝土框架结构非线性动力反应分析,并进行了初步探讨。研究表明：在8度区严格按照国家规范设计的抗震等级为一级的预应力框架在罕遇地震作用下基本能够实现＂强柱弱梁＂,底层中柱柱脚为其薄弱部位;抗震等级二级的预应力框架对预应力梁＂超强＂的特点考虑不够充分,柱端弯矩增大系数偏低,在罕遇地震作用下柱端较梁端出铰早,转动大,可能形成层侧移机制。研究结果对我国结构设计规范优化柱弯矩增强系数取值有一定参考价值。     

全CFRP筋混凝土柱低周反复荷载试验研究

考虑轴压比、剪跨比和配箍形式的影响,对6根全CFRP筋混凝土柱进行低周反复荷载试验,通过分析滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数和耗能能力等特征,研究CFRP筋混凝土柱的抗震性能。试验结果表明:CFRP筋混凝土柱具有较强承载能力和变形能力;轴压比和剪跨比是影响试件抗震性能的主要因素,轴压比越小,试件的变形和耗能能力越强,刚度退化越平缓,剪跨比越大,试件的变形能力越强;通用屈服弯矩法计算得到的延性系数能够较好反映CFRP筋混凝土柱的延性,轴压比越小、剪跨比越大,试件的延性越好;新型螺旋式矩形箍筋在试件延性及耗能方面表现良好,可以应用于工程实际。     

爆炸荷载作用下岩石-混凝土-钢板层状结构的局部响应分析

用钢板对地下结构进行抗震塌破坏加固改造,已成为精确打击条件下坑道防护工程研究的重要内容之一.考虑地下结构的实际厚度,基于应力波的界面效应理论,提出了岩石-混凝土-钢板层状结构中混凝土的应力历史计算模型.通过实际算例,分析了爆炸荷载作用下有限厚度混凝土中应力波的传播规律,进一步揭示了岩石-混凝土-钢板层状结构抗震塌破坏的局部响应机理;算例分析表明,岩石性质对混凝土中的应力历史也有重要影响.     

带暗支撑型钢高强混凝土中高剪力墙抗震性能试验

为进一步了解带暗支撑剪力墙的抗震性能,用4片剪跨比为1.8,边缘构件配筋率相同,暗支撑形式不同的型钢高强混凝土剪力墙做试验,讨论不同暗支撑形式型钢高强混凝土中高剪力墙的抗震性能。试验结果表明,采用带暗支撑的型钢高强混凝土中高剪力墙在承载能力和延性上都优于一般的型钢高强混凝土中高剪力墙,给出的试验分析结果和建议可供工程设计参考。     

剪刀撑水泥砂浆网薄层加固低强度砂浆砖砌体拟静力试验

对低强度砂浆砖砌体墙片经过剪刀撑水泥砂浆网薄层加固后,与未加固砌体墙片在相同竖向压应力下进行拟静力对比试验。试验结果表明,对于砂浆强度很低的砌体,剪刀撑水泥砂浆网薄层加固能有效增强砌体的抗震性能,其极限荷载、极限位移、抗侧刚度均比未加固墙体有明显提高,延性比有所降低。在此基础上讨论了剪刀撑水泥砂浆网薄层加固砌体结构墙体的抗剪承载力计算模型,并提出了抗剪承载力建议公式,公式值与试验值符合较好。结论可为公程设计人员提供参考依据。     

框支短肢剪力墙转换结构不同墙肢布置方式抗震试验研究

框支短肢剪力墙转换结构在实际工程中已得到广泛应用,但其理论研究尚需完善.在试验和分析的基础上,通过对不同墙肢布置方式的两榀斜柱式转换结构试件在竖向和水平荷载共同作用下受力机理、承载能力、破坏形态、滞回特性、变形能力、延性系数、抗震耗能以及破坏机制等抗震性能参数的分析和对比,揭示了墙肢布置方式变化对整个转换结构受力性能及...     

体外预应力FRP片材加固混凝土结构的研究现状及发展

CFRP片材加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP强度利用不高、对梁使用阶段性能改善不明显等问题,对CFRP施加预应力,不仅可以充分利用CFRP的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。体外预应力FRP片材加固混凝土结构近几年来在国外得到了广泛的研究与应用。对在该领域已有的研究成果从预应力的施工工艺、张拉控制应力、锚固措施、预应力损失和设计方法等方面进行了总结,可为今后开展相关的研究和应用提供借鉴和参考。     

基于瞬态冲击法的方钢管混凝土柱脱空检测试验

通过对有脱空缺陷的方钢管混凝土柱试件进行瞬态冲击作用下的检测试验,提出了根据振动信号频率变化、频谱峰值和WVD时频分布中频率的时间连续性等特征来进行脱空检测的新方法。基于WVD时频分布特性,提出了使用平均频率作为脱空判别指标。结果表明：当方钢管混凝土柱存在脱空,振动信号的平均频率发生明显降低,频谱图中频率成分简单,归一化频谱峰值高,在WVD时频分布三维图上呈现沿时间轴连续的偏平峰。说明该方法对检测方钢管混凝土柱脱空具有一定的有效性。     

FRP-混凝土组合圆柱本构关系试验研究

以11根外包碳纤维、玻璃纤维、芳纶三种复合材料的混凝土圆柱轴心受压试验为基础，分析FRP-混凝土组合柱与单同混凝土柱不同的受力机理和力学性能，得出FPRP可极大提高混凝土柱抗压承载力和变形能力；通过对实验数据回归分析，建立了FRP-混凝土组合柱应力-应变本构关系模型。模型与实测曲线吻合很好。     

CFRP筋混凝土柱骨架曲线数值模拟

为研究CFRP筋混凝土柱在低周反复荷载作用下的骨架曲线,基于已有的3根CFRP筋混凝土柱的滞回曲线,采用混凝土损伤塑性本构模型和碳纤维筋本构模型,运用有限元分析软件ABAQUS对其试验过程进行数值模拟,并将模拟所得骨架曲线与试验结果进行对比。结果表明:通过数值模拟得到的骨架曲线与试验结果吻合较好,数值模拟趋势与试验得到的趋势一致,从而对该有限元模型的适用性进行了验证。     

侧贴碳纤维布加固连续梁非线性有限元分析

为研究不同初始荷载作用下侧贴碳纤维布及侧贴预应力碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁的加固效果,采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,并将有限元分析结果与试验结果对比。有限元分析表明：钢筋混凝土连续梁的加固效果受初始荷载的影响,初始荷载越小,加固效果越好;对纵向侧贴碳纤维布施加预应力,能够大幅提高钢筋混凝土连续梁的抗弯承载力,与未加固梁相比其抗弯承载力提高了65%以上;有限元计算结果与试验结果的荷载-挠度曲线吻合较好,两者的抗弯承载力相差不超过10%。所得结果可以为类似加固设计和试验提供参考。     

不卸载时侧贴碳纤维布加固连续梁试验研究

为研究不同初始荷载作用下侧贴碳纤维布加固连续梁的受力与变形特性,以及初始荷载对加固效果的影响,对4根钢筋混凝土两跨连续梁（其中1根为未加固连续梁,其余3根为在不同初始荷载下侧贴碳纤维布加固连续梁）进行了试验研究。结果表明：侧贴碳纤维布加固连续梁不仅能提高加固梁的承载力,提高幅度达16%以上;还能提高加固梁的刚度,减少其挠度和裂缝宽度;加固效果受初始荷载影响,初始荷载越小,加固效果越好。     

预应力CFRP筋T形梁受弯性能试验及变形分析

试验通过对3根T形预应力CFRP筋混凝土梁和1根矩形预应力CFRP筋混凝土梁进行对比,考察了预应力CFRP筋混凝土梁的受弯工作性能,记录了试验梁的开裂荷载、极限荷载和裂缝发展情况。试验结果表明：增加预应力度和总配筋率对提高开裂荷载,限制挠度、裂缝发展起重要作用;相同配筋的T形梁和矩形梁挠度相近,但各阶段荷载不同。对预应力CFRP筋T形梁的变形性能进行了理论分析,推导了短期荷载作用下刚度和挠度的计算公式,并将计算值与试验值进行比较,两者吻合良好。     

FE modeling of concrete beams and columns reinforced with FRP composites

Compression and flexure members such as columns and beams are critical in a structure as its failure could lead to the collapse of the structure. In the present work, numerical analysis of square and circle short columns, and reinforced concrete (RC) beams reinforced withfiber reinforced polymer composites are carried out. This work is divided into two parts. In thefirst part, numerical study of axial behavior of square and circular concrete columns reinforced with Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) and Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP)bars and spiral, and Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) wraps is conducted. The results of the first part showed that the axial capacity of the circular RC columns rein-forced with GFRP increases with the increase of the longitudinal reinforcement ratio. In addition, the results of the numerical analysis showed good correlation with the experimental ones. An interaction diagram for BFRP RC columns is also developed with considering various eccentricities. The results of numerical modeling of RC columns strengthened with CFRP wraps revealed that the number and the spacing between the CFRP wraps provide different levels of ductility enhancement to the column. For the cases considered in this study, column with two middle closely spaced CFRP wraps demonstrated the best performance. In the second part of this research,flexural behavior of RC beams reinforced with BFRP, GFRP and CFRP bars is investigated along with validation of the numerical model with the experimental tests. The results resembled the experimental observations that indicate significant effect of the FRP bar diameter and type ont he flexural capacity of the RC beams. It was also shown that Increasing the number of bars while keeping the same reinforcement ratio enhanced the stiffness of the RC beam.     

BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁抗剪性能试验研究

为研究BFRP连续螺旋箍筋的抗剪性能,设计制作了6根配置BFRP连续螺旋箍筋的混凝土梁和2根配置矩形连续螺旋钢箍的对比混凝土梁.通过试验,得出了BFRP连续螺旋箍筋混凝土梁的抗剪性能,分析了配箍率、剪跨比和纵筋率等因素对构件抗剪性能的影响:构件的受剪破坏模式分为斜拉破坏和斜压破坏两种类型;在不同的受剪破坏模式下,斜裂缝...     

钢筋混凝土构件中钢筋温度数值计算方法讨论

采用有限元法计算构件截面温度时认为构件材料全部是混凝土,忽略了占截面积比率很小的钢筋,然后以钢筋所在位置的混凝土温度代替为钢筋的温度。人们对这种算法存在的误差大小并不清楚。对400mm×400mm矩形截面钢筋混凝土柱在四面受火条件下的温度场进行了计算,对比了考虑截面上存在钢筋时构件的温度场与不考虑钢筋而认为材料全部是混凝土时构件的温度场。研究发现,当考虑截面上存在钢筋时所得钢筋温度与采用简化方法所得替代温度差别不大,对构件承载力影响很小,说明这种简化的温度场计算方法安全可靠。     

体内芳纶纤维筋梁受弯性能试验研究分析

通过钢筋混凝土梁与芳纶纤维筋梁的弯曲试验现象和结果,探讨了芳纶纤维筋梁的正截面受力性能和破坏模式,分析了芳纶纤维筋配筋率对混凝土梁的裂缝宽度、挠度和承载力等的影响,为今后进一步研究和设计AFRP筋受弯构件提供了参考。     

Investigation of the mechanical and ballistic properties of hybrid carbon/ aramid woven laminates

High-performance ballistic fibers, such as aramid fiber and ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE), are commonly used in anti-ballistic structures due to their low density, high tensile strength and high specific modulus. However, their low modulus in the thickness direction and insufficient shear strength limits their application in certain ballistic structure. In contrast, carbon fiber reinforced epoxy resin matrix composites (CFRP) have the characteristics of high modulus in the thickness direction and high shear resistance. However, carbon fibers are rarely used and applied for protection purposes. A hybridization with aramid fiber reinforced epoxy resin matrix composites (AFRP) and CFRP has the potential to improve the stiffness and the ballistic property of the typical ballistic fiber composites. The hybrid effects on the flexural property and ballistic performance of the hybrid CFRP/AFRP laminates were investigated. Through conducting mechanical property tests and ballistic tests, two sets of reliable simulation parameters for AFRP and CFRP were established using LS-DYNA software, respectively. The experimental results suggested that by increasing the content of CFRP that the flexural properties of hybrid CFRP/AFRP laminates were enhanced. The ballistic tests’ results and the simulation illustrated that the specific energy absorption by the perforation method of CFRP achieved 77.7% of AFRP. When CFRP was on the striking face, the shear resistance of the laminates and the resistance force to the projectiles was promoted at the initial penetration stage. The proportion of fiber tensile failures in the AFRP layers was also enhanced with the addition of CFRP during the penetration process. These improvements resulted in the ballistic performance of hybrid CFRP/AFRP laminates was better than AFRP when the CFRP content was 20 wt% and 30 wt%.