BFRP筋无粘结预应力混凝土梁受弯性能理论分析

在试验研究的基础上进行了理论分析.详细分析了BFRP筋无粘结预应力梁张拉、加载过程中应力变化;分析了BFRP筋无粘结预应力混凝土梁破坏模式及极限承载力计算方法;提出计算BFRP筋无粘结部分预应力梁开裂后短期刚度的"等受拉刚度代换法",及计算平均裂缝宽度的"两步等效法",计算值与试验值符合较好;BFRP筋无粘结预应力梁耗能能力随预应力度的提高而降低,根据试验结果提出耗能比例系数计算公式.     

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。     

粘钢前后钢筋混凝土梁裂缝的有限元数值模拟

钢筋混凝土结构的粘钢加固法是一种施工方便、经济效益好的加固方法，在国内外的实际工程中都得到了比较广泛的应用。为了清楚地反映粘钢前后钢筋混凝土梁的裂缝开展情况，该文章在不考虑钢板与所加固钢筋混凝土梁之间存在相对滑移的前提下，通过有限元分析方法，对粘钢前后梁的非线性性能进行了数值模拟分析。其中包括对梁的极限承载力、挠度、裂缝的对比。模拟结果表明粘钢加固能够有效地抑制了裂缝在构件中的开展，而利用ANSYS软件可以很好地模拟粘钢前后梁的开裂等非线性现象。     

新型BFRP筋增强混凝土受弯构件挠度控制

玄武岩纤维塑料增强筋（BFRP筋）的特性导致以其为增强筋的受弯构件出现裂缝后刚度降低非常明显，变形发展过快。因此，对BFRP筋混凝土梁的设计主要应根据其变形性能标准的要求来进行。为方便设计人员进行BFRP筋受弯构件设计，结合试验研究，通过对比国内外有关FRP筋混凝土梁开裂截面有限惯性矩计算模型的研究，探索出适合BFRP筋混凝土梁开裂截面有效惯性矩计算模型；通过建模分析，表明有限元计算模型和其他几种计算模型一起可以应用于BFRP筋混凝土梁直接挠度控制。推导出FRP筋受弯构件配筋率计算公式，结合直接挠度控制研究，提出通过控制跨高比限值来进行梁尺寸初选的间接挠度控制计算公式。     

火灾场钢筋混凝土简支梁抗弯性能分析

通过对火灾中钢筋混凝土简支梁截面温度场和材料热力学性能分析,将混凝土分为弹性区和塑性区来分别计算其强度,建立了火灾场简支梁截面内混凝土应力和梁极限抗弯承载力的计算公式,通过具体算例分析了钢筋混凝土简支梁截面温度场和极限承载力的变化规律和原因。     

非金筋材海水集料混凝土梁正截面承载力分析与试验研究

对非金筋材海水集料混凝土梁正截面承载力设计方法进行了研究,基于刚度控制和蠕变特性分析了梁构件的受弯性能,提出非金筋材海水集料混凝土梁的设计建议以及其极限弯矩、开裂弯矩的建议计算公式。制作4根6 m长的碳-玻纤维筋海水集料混凝土梁,采用两点加载的方式进行弯曲试验,研究了非金筋材海水集料混凝土梁的破坏形式及受弯变形性能,测定了梁构件的开裂荷载和极限荷载值,结果表明设计建议合理,方法具有适用性,承载力计算值与试验结果吻合较好。     

增压充液贮箱振动特性的理论与实验

结合理论与实验方法研究了增压充液贮箱的振动特性。采用弹性薄壳理论和速度势理论建立了增压充液贮箱的动力学方程组。考虑内部加压对贮箱振动的影响,引入内外压差作用项;考虑弹性壳体与液体间的耦合作用,给出液体动压的表达式。采用经典边界值法计算出贮箱振动频率;设计贮箱模型进行固有振动频率的实验测试。所得计算结果与实验值一致,均表明充液使贮箱振动频率下降,而内部加压使贮箱振动频率增加。进一步分析,得到增压充液贮箱振动频率随波数、贮箱内压、充液密度、贮箱几何参数和材料刚度等因素的变化规律。     

有粘结预应力BFRP筋混凝土梁受弯性能理论研究

玄武岩纤维筋是一种新型复合材料,在国防和特殊建筑工程领域具有重要的应用价值.对不同预应力度的3根有粘结预应力BFRP筋混凝土试验梁进行理论研究,初步探讨和建立预应力BFRP筋混凝土梁的破坏模式判别、正截面受弯承载力、短期刚度、平均裂缝间距、平均裂缝宽度的计算方法,理论计算值与试验结果吻合较好,为建立新型预应力BFRP筋...     

悬空管道固有频率的计算

在地质灾害作用下，输油管道下方的土层下陷或流失会造成管道悬空。当悬空管道发生弯曲变形时，两端埋地管道要对悬空管道产生影响。利用埋设段和悬空管道的受力平衡条件联立求解出两段管道的弯曲变形，并且讨论了不同土壤刚度和管道轴向力条件下悬空管道振动的固有频率，并和工程上推荐使用的简支梁和两端固支梁的静动态特性进行比较。管道大幅振动或共振是管道破坏的重要原因，准确计算悬空管道的固有频率，对悬空管道的静力分析、振动分析以及输油管道的完整性评价都有非常重要的意义。     

既有锈蚀RC梁剩余抗剪承载力试验

为了准确评估锈蚀RC梁的剩余抗剪承载力,在对6根既有纵筋、箍筋锈蚀都比较严重的混凝土抗弯构件进行了剩余抗剪承力试验研究的基础上,提出了锈蚀RC梁的剩余抗剪承载力计算公式.结果表明,既有锈蚀RC梁挠度曲线没有明显的开裂拐点;破坏时脆性明显,裂缝集中在某一处,间距较大,破坏荷载和屈服荷载接近,受剪破坏形态可能表现为加载点下垂直裂缝引起的破坏.所提出的既有锈蚀RC梁剩余抗剪承载力计算公式与试验结果吻合较好,可为锈蚀RC梁剩余抗剪承载力评估提供一定参考.     

脆性材料中的裂纹对组合梁剪切件滑移的影响

组合梁的承载能力受多种因素的影响,工程中通常采用强度条件进行设计,这种方法的实质是假定剪切联接件具有无限大的滑移能力。实际上,剪切联接件的超量滑移会引起梁的破坏。假设组合梁由脆性材料和韧性材料组合而成,在考虑脆性材料产生拉伸裂纹的情况下,用等效刚度法计算了剪切件的滑移量,进而得出组合梁的极限弯矩。     

在爆炸载荷作用下固支梁或筒形弯曲板的塑性动态断裂

本文运用刚塑性分析方法研究了在爆炸载荷作用下固支梁的全塑性动态断裂过程。在爆炸载荷作用下,固支梁将首先在固支端进入塑性变形,当固支端塑性铰转角达到其临界值,或固支端处初始裂纹尖端张开位移达到其临界值时(如果固支端有初始裂纹的话),固支端将产生开裂和裂纹扩展。本文解给出了在动态断裂过程中固支梁裂纹扩展长度、裂纹扩展速度以及梁的轴向约束力随时间变化的规律,并给出了不同载荷幅值下梁的启裂条件和止裂条件以及最终裂纹扩展长度和最大挠度。该分析解也适用于固支筒形弯曲板的断裂问题。     

弹性支座阶梯形连续梁弯曲计算的普遍方程

本文借助奇异函数,用阶梯函数表示阶梯形梁的抗弯刚度的倒数,在考虑支座沉陷影响的情况下,推导出了阶梯形连续梁在弹性支座支承下的弯曲计算普遍方程,给出了支座反力计算的矩阵方程。     

钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁中钢纤维阻裂作用有限元分析

通过建立钢筋钢纤维混凝土既有裂缝梁和钢筋混凝土既有裂缝梁的有限元分析模型,借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的裂缝尖端处应力、裂缝宽度增幅和挠度并作出对比。分析结果表明钢纤维对裂缝开展有很好的阻止作用,而且能明显缓和裂缝尖端处应力,减小梁的挠度。     

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.     

压力容器裂纹寿命预测的概率分析方法

本文在文献的基础上,进一步考虑材料性能分散性和使用环境随机性的影响,用概率分析方法对有裂纹的压力容器进行安全性分析,阐述了其可靠度指标和失效概率的分析计算步骤。并用Monte-Carlo方法预测裂纹扩展寿命,从而为正确确定压力容器的运行方式及合理的修理间隔期提供了重要的技术依据。算例证明了该方法的合理性、可行性。     

安静型夹芯复合材料舵设计及其力学性能分析

通过对夹芯复合材料各层材料的选择,以及夹芯复合材料舵壳的结构设计,提出了夹芯复合材料舵的设计方案和制作工艺。并利用有限元方法计算了复合材料舵壳在流体压力作用下的应力和变形,以及在瞬态载荷作用下舵壳的振动响应。计算结果表明,夹芯复合材料舵壳满足结构的强度和刚度的要求,同时振动水平与钢舵比较有很大的改善。     

考虑黏弹性材料随机性的被动约束层阻尼梁动力学分析

采用传递函数方法研究了阻尼层黏弹性材料随机性对被动约束层阻尼(PCLD)梁动力学特性的影响。由Hamilton原理建立了PCLD梁六阶运动微分方程,通过引入状态向量,建立了系统的状态空间方程,利用传递函数方法得到了梁的固有频率和损耗因子。以黏弹性材料分数导数模型中的参数作为基本的随机变量,并假设其服从正态分布,使用Monte Carlo直接抽样法考察了材料模型参数的随机性对结构固有频率和模态损耗因子的影响。计算结果表明黏弹性材料参数的随机性对梁动力学特性的变异系数影响较大,模态损耗因子的变异系数最大值是材料参数变异系数的4.5倍。     

基于模态分析的挠性接头角刚度测量研究

挠性接头是动力调谐陀螺的关键元件,刚度是其重要指标。针对挠性接头角刚度的测量,提出了一种基于模态分析的动态角刚度测量方法。该方法采用阶跃激励,利用高精度传感器和数据采集卡测量挠性接头的振动并采集数据,然后对采集数据进行数字滤波、FFT变换和频谱细化,计算出挠性接头的动态角刚度,同时相应地求出了角阻尼比系数。该方法解决了长期以来采用静态测试法测量挠性接头角刚度所带来的问题,具有测量精度高、操作方便、测试效率高、重复性好等特点。