用于预应力筋长期实时应力监测的光纤传感测试技术研究

预应力筋是预应力混凝土结构中的关键受力构件,对其应力状态的监测具有重大意义。针对传统测试方法难以有效解决其应力分布测试问题的现状,提出基于光纤布拉格光栅传感测试技术的预应力筋长期实时应力监测方法。设计模拟张拉装置,并构建预应力钢筋的光纤光栅应变测试系统,进行模拟试验研究,其试验结果表明,该测试系统适合于预应力筋的工作环境,具有线性度高、重复性好,且不影响基体性能的特点。此外,针对预应力钢绞线的特殊结构和工作特点,提出具有温度补偿能力的锚端光纤布拉格光栅应力传感测试方案,并进行理论分析。研究结果验证了光纤光栅传感技术用于预应力筋应力测试的可行性,并为其实际工程应用奠定了基础。     

预应力混凝土结构设计可靠度刍议

预应力混凝土结构是我国土木、水利和交通工程中应用最广泛和最具潜力的一种结构。笔者就新公布的《混凝土结构设计规范》GB5 0 0 10— 2 0 0 2与原规范GBJ10— 1989关于预应力混凝土结构设计可靠度内容所作的重大调整以及部分更新进行了探讨。对新规范GB5 0 0 10— 2 0 0 2的学习、理解和贯彻执行有一定指导作用。     

利用铁矿尾矿生产混凝土承重小型空心砌决

利用铁矿采选过程中产生的围岩碎石及尾矿代替传统砌块生产中的粗细骨科试制混凝土小型空心砌块，通过对样品进行检测及经济分析表明，产品符合国家标准，在技术上和经济上都是可行的。这一成果，不仅给面临资源枯竭的矿山指明新的产业方向，而且有利于环境保护。     

预应力混凝土连续刚构箱梁桥裂缝病害分析

某预应力混凝土连续刚构箱梁桥在运营过程中出现了箱粱顶板纵向裂缝，腹板斜裂缝和横隔板竖向裂缝。通过理论计算对其裂缝病害成因进行了研究，指出这些裂缝病害主要系由行车荷载、温度作用及桥墩沉降等多种原因所致，同时还对其裂缝病害状况进行了评估。     

钢纤维全再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究∗

混凝土梁良好的抗弯性能是影响建筑结构安全性的重要因素。为研究加入钢纤维的全再生粗骨料钢筋混凝土梁抗弯力学性能,设计了 4 根全再生粗骨料混凝土梁和 1 根天然粗骨料混凝土梁,主要设计参数为全再生粗骨料取代率,钢纤维体积分数,预损程度以及碳纤维布(CFRP)加固。通过单调加载试验对 5 根梁的破坏形态、荷载- 跨中挠度曲线、钢筋应变变化特征等抗弯性能进行了研究,采用 ABAQUS 有限元软件对各试件的加载过程进行了建模分析,基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究。研究结果表明,各试件梁均发生典型受弯破坏,掺加纤维后梁的受压区混凝土破碎脱落范围减小;全再生粗骨料混凝土梁的抗弯承载能力较普通混凝土梁降低约 6%,掺加钢纤维后梁的抗弯承载力较未掺加钢纤维的全再生粗骨料混凝土梁提高约 5%,钢纤维的掺入亦可改善混凝土梁的变形能力;采用碳纤维布直接加固后的梁承载力提高约 20%,先预损后进行碳纤维布加固后的梁承载力可提高约 14%,碳纤维布还可显著提高试验梁的整体刚度;ABAQUS 有限元软件分析结果与试验结果吻合较好,可较为准确地模拟梁的破坏形态和抗弯性能;现有规范公式及文中修正方法得到的抗弯承载力计算值与试验值相比误差较小,二者均可用于钢纤维全再生粗骨料混凝土梁的设计。     

1-3型水泥基压电复合材料的制备与性能研究

通过预埋压电陶瓷而制备的水泥基压电复合材料,既可以制成传感器实现混凝土结构的长期性能监测,也可以制成路面水泥制品,实现车辆与行人载荷的电能转化。本文详细阐述了压电陶瓷纤维制备过程及其基本性能。应用插排-浇筑法制备了1-3型水泥基复合材料制品,并完成了此制品在锤击作用下压电信号的采集。     

基于混凝土细观结构的钢筋混凝土结构耐久性分析

根据观测水平的不同,混凝土的数值分析尺度通常分为宏观、细观和微观三个层次。由于混凝土各相组成材料孔隙结构的差异性,特别是荷载作用下裂缝和微裂缝的出现,进一步增加了混凝土材料的非均匀性,因此采用基于宏观均质假定的分析方法将无法模拟材料的内部结构。在细观层次上,混凝土看作由硬化水泥浆体、骨料及其界面黏结带组成的三相复合材料。基于混凝土的细观结构,本文提出了适用于物质扩散的细观格构网络模型。该模型运用Voronoi技术划分网格的随机性特点,在网络模型中随机产生裂缝的位置及方向,采用不同类型单元来描述混凝土各相组成材料的扩散性能。通过对开裂混凝土内氯离子扩散过程的数值分析表明,基于混凝土细观结构的数值分析方法是开展钢筋混凝土结构耐久性分析的有效手段。     

钢管约束型钢混凝土框架短柱的抗震性能与设计方法

进行了8个钢管约束型钢混凝土框架短柱的抗震性能试验研究,包括3个圆形钢管约束型钢混凝土柱、3个方形钢管约束型钢混凝土柱和2个普通型钢混凝土对比试件的试验研究。试验中的主要参数为轴压比。试验结果表明,相同用钢量条件下,钢管约束型钢混凝土超短柱的抗剪承载力、延性、层间变形能力和耗能性能明显优于型钢混凝土柱。钢管约束型钢混凝土柱和型钢混凝土对比试件都发生了明显的粘结破坏;因此在设计中应在型钢的翼缘外侧设置抗剪连接件。对钢管的弹塑性应力分析结果表明,水平荷载施加过程中,发生弯曲破坏试件的钢管不屈服,而发生剪切破坏试件的钢管在下降段屈服。根据试验结果和钢管应力分析结果建立了钢管约束型钢混凝土柱的抗剪承载力公式,提出了设计建议,可为工程实践提供参考。     

多层混凝土框架工业厂房震害预测

近年来,由于我国地震的频频发生,部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,特别是许多工业厂房,虽然是严格按照国家规范设计建造的,但是在罕遇地震作用下,该类厂房仍然受到了较大的破坏[2]。对单体多层混凝土框架工业厂房震害预测的步骤进行了简述,并结合某开发区一个算例进行了对比分析,针对多层混凝土框架工业厂房的特点,提出抗震设计建议,为抗震设计、加固提供一定的借鉴作用。     

城市混凝土桥梁薄弱处分析

随着城市化进程的不断发展,包括高架桥、立交桥在内的大量混凝土桥梁在城市交通网络中扮演者极其重要的角色。但受环境侵蚀、交通量日益增加的影响,城市混凝土桥梁不可避免地出现一定损伤,严重甚至会导致桥梁倒塌等重大灾难事故。在分析城市混凝土桥梁的各种损伤及损伤演化过程的基础上提出运营桥梁薄弱处的概念。该薄弱处是指受环境侵蚀、材料老化、荷载变化等因素的影响,混凝土桥梁结构中最先发生破坏的构件或构件中的某一位置。对运营桥梁薄弱处的分析宜采用分析结构中各处的承载力下降及相应的荷载效应增加二者相结合的方法,通过比较获得桥梁中各处抗力与荷载效应最为接近的地方,即结构薄弱处。最后,总结了城市混凝土桥梁薄弱处分析研究的发展方向及亟待解决的关键技术。