检索结果-内蒙古大学图书馆

中国公路学报 2021年第8期34卷 234-245页

作者：朱劲松王修策丁婧楠天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为研究钢-UHPC华夫板组合梁负弯矩区抗弯性能,考虑华夫板板肋高度比、纵筋配筋率以及采用抗拔不抗剪栓钉连接件对钢-UHPC华夫板组合梁的破坏模式、裂缝发展规律及承载能力的影响,采用跨中单点加载方式完成了4根钢-UHPC华夫板组合梁试件... 详细信息

为研究钢-UHPC华夫板组合梁负弯矩区抗弯性能,考虑华夫板板肋高度比、纵筋配筋率以及采用抗拔不抗剪栓钉连接件对钢-UHPC华夫板组合梁的破坏模式、裂缝发展规律及承载能力的影响,采用跨中单点加载方式完成了4根钢-UHPC华夫板组合梁试件在负弯矩作用下的静力加载试验。基于简化塑性理论,并考虑将UHPC受拉区的拉应力分布等效为均匀应力分布,提出了负弯矩区钢-UHPC华夫板组合梁的极限抗弯承载力计算方法。研究结果表明:负弯矩作用下,4根钢-UHPC华夫板组合梁试件的破坏形态均为典型的弯曲破坏;极限状态下,华夫板内纵向受拉钢筋屈服,钢梁上翼缘受拉屈服,钢梁下翼缘受压发生局部屈曲,华夫板跨中主裂缝贯通,其余裂缝呈现密集分布且纤细的特点。保证华夫板总高度90mm不变,板肋高度比由1∶1减小为1∶2会加剧华夫板的裂缝开展,使试件的开裂荷载和初始刚度略有降低,但承载能力基本不变。华夫板配筋率增大1.05%,试件的承载力与刚度分别提高18.4%与7.7%,并且有助于约束华夫板的裂缝宽度。采用抗拔不抗剪栓钉连接件可在一定程度上抑制试件在正常使用阶段时的裂缝开展,但会导致试件承载力、刚度和延性下降,下降幅度分别为6.9%、9.6%和19.7%。根据所提出的钢-UHPC华夫板组合梁负弯矩区极限抗弯承载力的理论计算公式所得的计算值略低于试验值,且相对误差在10%以内。

关键词：桥梁工程钢-UHPC华夫板组合梁试验研究负弯矩区

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GFRP筋橡胶集料混凝土梁受弯性能

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复合材料学报 2021年第5期38卷 1611-1622页

作者：赵秋红刘凯王菲李一康天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

为提高纤维增强聚合物复合材料(FRP)筋混凝土梁抗裂性能,改善其脆性破坏特征,将玻璃纤维增强聚合物复合材料(GFRP)筋与橡胶集料混凝土共同应用于梁构件中。采用ABAQUS对GFRP筋橡胶集料混凝土梁的受弯性能进行有限元模拟及参数分析,探究... 详细信息

为提高纤维增强聚合物复合材料(FRP)筋混凝土梁抗裂性能,改善其脆性破坏特征,将玻璃纤维增强聚合物复合材料(GFRP)筋与橡胶集料混凝土共同应用于梁构件中。采用ABAQUS对GFRP筋橡胶集料混凝土梁的受弯性能进行有限元模拟及参数分析,探究了橡胶掺量、GFRP筋配筋率、混凝土强度等级及截面高度对梁受弯性能的影响。结果表明:增加混凝土中橡胶颗粒的掺量可提高梁的开裂荷载,当橡胶掺量为15%时,开裂荷载提高了29%;增加配筋率可提高梁的开裂荷载和承载力,当受拉筋直径由10 mm增加至18 mm时,橡胶掺量为10%的GFRP筋橡胶混凝土梁开裂荷载提高了约15%,承载力提高了约85%,但配筋率增加至一定数值后,其影响不再明显;提高橡胶混凝土强度等级,可提高梁的开裂荷载及承载力,当橡胶混凝土强度等级由C25提高至C40时,开裂荷载提了高约53.7%,承载力提高了约23%;为更好地满足正常使用极限状态,GFRP筋橡胶混凝土梁的截面高度宜适当增加。

关键词： FRP筋混凝土梁橡胶混凝土非线性有限元分析受弯性能极限受弯承载力

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低温环境下栓钉连接件抗拉拔性能研究

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建筑结构学报 2021年第S01期42卷 386-394页

作者：谢剑亢二聪严加宝朱冠儒天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

为促进组合结构在极地及高寒地区的安全广泛应用,解决低温环境下组合结构中栓钉连接件抗拉拔性能研究不足问题,采用自平衡加载装置,对4组栓钉试件进行了低温拉拔试验,得到了不同温度(20、-30℃和-60℃)和栓钉有效埋深(57 mm和92 mm)下... 详细信息

为促进组合结构在极地及高寒地区的安全广泛应用,解决低温环境下组合结构中栓钉连接件抗拉拔性能研究不足问题,采用自平衡加载装置,对4组栓钉试件进行了低温拉拔试验,得到了不同温度(20、-30℃和-60℃)和栓钉有效埋深(57 mm和92 mm)下栓钉拉拔试件的破坏模式、荷载-位移曲线、抗拉拔承载力等。考虑大尺寸构件低温试验难度大、成本高等问题,建立栓钉拉拔试件有限元模型,在20℃~-60℃温度范围内,模型的荷载-位移曲线、抗拉拔承载力和破坏模式与试验结果吻合良好,验证了模型的可靠性。基于此模型,进行参数分析,研究低温(20、-30℃和-60℃)和栓钉有效埋深(48、64、80 mm和96 mm)对栓钉连接件抗拉拔性能的影响。研究结果表明:在20~-60℃温度范围内,共出现三种典型破坏模式,即混凝土锥体破坏、混凝土劈裂破坏和栓钉拉断破坏;试件的抗拉拔承载力、极限位移、前期刚度等均随着温度的降低、栓钉有效埋深的增大而增大,有效埋深的增大对抗拉拔性能的提高作用更加显著;当温度T≤-30℃时,栓钉有效埋深hef为92 mm的拉拔试件均发生栓钉拉断破坏,其抗拉拔性能主要由栓钉本身低温材料性能决定。通过数值模拟和参数分析可知,20~-60℃温度范围内,混凝土强度等级为C60的拉拔试件发生由混凝土锥体破坏向栓钉拉断破坏转变的栓钉有效埋深与栓钉直径比hef/d临界值在5~6范围内。

关键词：低温栓钉连接件有效埋深静力试验有限元分析抗拉拔性能

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UHPC华夫桥面单向板的荷载有效分布宽度及抗弯承载力计算方法

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东南大学学报（自然科学版） 2021年第3期51卷 404-410页

作者：朱劲松王修策丁婧楠陈胜利天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为了研究UHPC华夫桥面单向板的荷载有效分布宽度及其抗弯承载力的计算方法,采用ANSYS软件建立了4_(1)组华夫板有限元模型.通过数值分析研究了华夫桥面单向板横向跨径、纵横肋尺寸与布置、荷载作用面积及支承条件对其弹性和塑性阶段荷载... 详细信息

为了研究UHPC华夫桥面单向板的荷载有效分布宽度及其抗弯承载力的计算方法,采用ANSYS软件建立了4_(1)组华夫板有限元模型.通过数值分析研究了华夫桥面单向板横向跨径、纵横肋尺寸与布置、荷载作用面积及支承条件对其弹性和塑性阶段荷载有效分布宽度的影响.考虑横向跨径和横肋间距,拟合了华夫桥面单向板荷载有效分布宽度的计算公式.基于平截面假定,推导出华夫桥面单向板抗弯承载力计算的有效分布宽度法.研究结果表明,固支华夫桥面单向板的荷载有效分布宽度较简支板小30%~50%.当华夫桥面板横向跨径L、肋宽b_(r)、纵肋间距S_(l)、横肋间距S_(t)及车轮荷载面积a_(1)b_(1)满足a_(1)

关键词：华夫桥面单向板荷载有效分布宽度有限元分析抗弯承载力

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水泥基材料中倾斜端钩型钢纤维拔出力学性能计算模型

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复合材料学报 2021年第12期38卷 4379-4392页

作者：王照耀毕继红赵云霍琳颖天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

端钩型钢纤维是结构工程中应用最广泛的钢纤维品类之一,单根钢纤维拔出力学性能对于确定钢纤维混凝土的受拉本构及受拉韧性具有重要意义。为了得到能够有效预测倾斜端钩型钢纤维拔出荷载-端部位移曲线的理论模型,首先将倾斜端钩型钢纤... 详细信息

端钩型钢纤维是结构工程中应用最广泛的钢纤维品类之一,单根钢纤维拔出力学性能对于确定钢纤维混凝土的受拉本构及受拉韧性具有重要意义。为了得到能够有效预测倾斜端钩型钢纤维拔出荷载-端部位移曲线的理论模型,首先将倾斜端钩型钢纤维拔出过程分为完全黏结、脱黏和拔出滑移阶段三种受力状态,考虑不同拔出阶段及基体孔道损伤,建立了钢纤维黏结应力与纤维端部位移之间的关系,同时考虑钢纤维塑性变形、附加摩擦力及纤维拔出角度导致的基体剥落和挤压摩擦效应,建立了一种可以预测倾斜端钩型钢纤维拔出全过程的理论计算模型,在此基础上提出形式简单的简化模型,选取已有试验数据对提出的计算模型进行验证,结果表明:本文提出的两种模型均能够有效预测端钩型钢纤维拔出全过程,具有较高的计算精度且变异系数小,为进一步分析钢纤维对水泥基材料受拉性能的增强作用提供了理论依据。

关键词：端钩型钢纤维拔出力学性能倾斜纤维附加摩擦力基体剥落挤压摩擦效应

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冲击波和破片复合作用下RC框架结构损伤倒塌及防护技术研究

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第3期52卷 806-819页

作者：田力李伟天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立钢筋混凝土框架结构、炸药、空气、破片的模型,研究RC框架结构在破片和冲击波作用下的损伤倒塌及防护加固技术。通过对爆炸荷载下框架结构的动力响应及破片侵彻混凝土的实验进行数值模拟,验证本构模型... 详细信息

基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立钢筋混凝土框架结构、炸药、空气、破片的模型,研究RC框架结构在破片和冲击波作用下的损伤倒塌及防护加固技术。通过对爆炸荷载下框架结构的动力响应及破片侵彻混凝土的实验进行数值模拟,验证本构模型选取、研究方法、接触选择等的合理性。对框架角柱、边中柱、中柱在不同爆点处冲击波单独作用、冲击波和破片复合作用下,结构的毁伤破坏以及连续倒塌情况进行对比分析,并研究破片层数对框架结构损伤破坏及连续倒塌的影响。研究结果表明:在抗爆设计时,应考虑破片侵彻作用对结构的毁伤破坏;当炸药位于不同爆点时,结构的倒塌速率、倒塌面积存在差异;随着破片层数增加,结构的损伤破坏程度增大,倒塌速率加快;聚脲弹性体加钢丝网的联合防护方式能够明显提升结构的抗复合作用性能;在梁柱节点处沿梁长设置加固钢筋以及附加钢板,能够提高框架结构抗连续倒塌能力,防止结构的连续倒塌。

关键词： RC框架结构连续倒塌破片冲击波复合作用

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地震下大断面盾构隧道接缝力学及防水性能研究

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岩土工程学报 2021年第4期43卷 653-660,I0003页

作者：张稳军曹文振天津大学建筑工程学院天津300354 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300354

为研究大断面盾构隧道在地震条件下接缝力学及防水性能,利用ABAQUS分别建立了地层-结构三维有限元模型及密封垫二维有限元实体模型,研究了在不同地震强度下管片接缝的力学性能及错台量与张开量,基于不同位置接缝变形结果讨论了隧道防水... 详细信息

为研究大断面盾构隧道在地震条件下接缝力学及防水性能,利用ABAQUS分别建立了地层-结构三维有限元模型及密封垫二维有限元实体模型,研究了在不同地震强度下管片接缝的力学性能及错台量与张开量,基于不同位置接缝变形结果讨论了隧道防水性能退化情况。结果表明:(1)中震与大震下左侧拱腰下侧接缝处的最大主拉应力已超过混凝土最大抗拉强度,混凝土出现一定损伤;(2)不同地震强度下纵缝错台量分布规律及大小基本相同,呈"眼镜"状分布,拱顶与拱底错台量相对较小,拱腰与拱脚处错台量较大;(3)拱顶右侧接缝防水能力保持最好,可达2.77MPa,相比正常情况仅削弱16%,环内拱腰附近接缝防水能力削弱严重,防水性能削弱达到40%。

关键词：盾构隧道地震作用力学性能防水性能管片接缝

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考虑土拱渐进发展的松动土压力研究

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岩土工程学报 2021年第8期43卷 1434-1442页

作者：雷华阳刘旭加瑞施福硕许英刚天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

结构上方土压力的确定是顶管工程设计和施工中的重要环节,施工中地层损失所引起的上方土体相对滑动使得竖向土压力减小,即形成土拱效应。在Terzaghi松动土压力模型的基础之上,通过水平微分土条的主应力轴偏转角的分析构建了平衡方程,考... 详细信息

结构上方土压力的确定是顶管工程设计和施工中的重要环节,施工中地层损失所引起的上方土体相对滑动使得竖向土压力减小,即形成土拱效应。在Terzaghi松动土压力模型的基础之上,通过水平微分土条的主应力轴偏转角的分析构建了平衡方程,考虑了施工深度以及地层损失对滑移破坏面形态的影响,并利用土拱形成的初始状态和稳定状态的边界条件分别进行了求解计算,分析了土拱效应的渐进发展趋势。经过对比分析,验证了计算模型的合理性,结合顶管施工的实际情况,探究了土体剪胀角和摩擦角对土拱效应的影响,为顶管施工中的土压力计算提供参考依据。

关键词：松动土压力土拱效应应力偏转渐进发展等沉面高度

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基于气体运移规律的增压式真空预压法加固机制分析

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岩土力学 2021年第4期42卷 943-953页

作者：雷华阳王鹏刘旭王磊天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

针对天津地区高含水率的吹填淤泥,进行不同增压深度的室内增压式真空预压模型试验,结合土中气体运移规律,进行增压机制及加固效果影响因素分析。研究结果表明,采用注气增压方法可以有效加固高含水率吹填淤泥,其中排水板中下部注气增压... 详细信息

针对天津地区高含水率的吹填淤泥,进行不同增压深度的室内增压式真空预压模型试验,结合土中气体运移规律,进行增压机制及加固效果影响因素分析。研究结果表明,采用注气增压方法可以有效加固高含水率吹填淤泥,其中排水板中下部注气增压对土体排水量、沉降量、超静孔隙水压力累积消散量以及十字板强度提升有明显促进作用。加固初期,流塑状态的土体中,注入气体易形成气泡并在浮力作用下快速上升运移,带动深部土颗粒向上运动,形成类似搅拌的扰动,使土体均匀加固;随着土体含水率逐渐降低,气体在土体内部赋存形式以具有一定气压的封闭空间为主,使得注气管与排水板之间的压力差增大;加固后期,注入气体发生断裂形式扩张,导致土体形成微劈裂裂缝,加速土中水的排出,提高了加固效果。

关键词：增压式真空预压法气体运移吹填淤泥加固机制增压深度

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基于延性剪切破坏模式的SFRC无腹筋梁受剪承载力分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第5期54卷 497-507页

作者：毕继红王照耀赵云霍琳颖王光宇天津大学建筑工程学院天津300354 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300354

钢纤维混凝土(SFRC)无腹筋梁受剪承载力是结构设计时的关键指标,准确预测其受剪承载力具有重要意义.大量SFRC无腹筋梁受剪性能试验发现由于钢纤维的加入,其破坏模式由脆性的剪切破坏转变为延性剪切破坏.基于SFRC无腹筋梁延性剪切破坏模... 详细信息

钢纤维混凝土(SFRC)无腹筋梁受剪承载力是结构设计时的关键指标,准确预测其受剪承载力具有重要意义.大量SFRC无腹筋梁受剪性能试验发现由于钢纤维的加入,其破坏模式由脆性的剪切破坏转变为延性剪切破坏.基于SFRC无腹筋梁延性剪切破坏模式及其抗剪机理,提出一种新的受剪承载力计算模型,其中包括骨料咬合力、纵筋销栓作用、斜裂缝截面钢纤维及受压区混凝土的贡献.根据理论分析分别推导了各抗剪机制的计算公式,并通过SFRC无腹筋梁变形协调及受力平衡条件将这些抗剪机制有效结合,给出了SFRC无腹筋梁受剪承载力计算的具体步骤.为了方便工程设计,在提出的受剪承载力计算模型的基础上根据各抗剪机制的受力特点及对于受剪承载力的贡献提出了简化计算公式,简化计算公式力学概念清晰且形式简单.采用提出的计算模型、简化计算公式和5种已有计算模型对收集到的217根SFRC无腹筋梁受剪承载力进行预测并与试验结果进行对比.计算结果表明,斜裂缝截面钢纤维在SFRC无腹筋梁抗剪中发挥重要作用,提出的计算模型与简化计算公式均能够准确地预测SFRC梁受剪承载力,且变异系数小,在不同的剪跨比、轴心抗压强度、纤维特征系数及纵筋配筋率时均能保证较高的计算精度,为SFRC无腹筋梁抗剪设计与分析提供参考.

关键词：钢纤维混凝土无腹筋梁受剪承载力骨料咬合力纵筋销栓作用

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