基于5根圆钢管再生混凝土长柱试验,选取了合理的本构关系,利用大型通用有限元软件ABAQUS对圆钢管再生混凝土长柱进行了静力加载,并对比分析了模拟结果与试验结果。在此基础上对圆钢管再生混凝土长柱进行了参数分析,研究了长细比、取代率对圆钢管再生混凝土长柱受力性能的影响。结果表明,构件的承载力随着长细比的提高而降低,随着取代率的提高呈先提高后降低的趋势。

在5个圆钢管型钢再生混凝土组合短柱试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立了圆钢管型钢再生混凝土短柱的静力计算模型。通过选取合理的材料本构,计算得出构件的荷载-位移曲线、割线刚度、承载力、延性系数、耗能、损伤,并与试验结果进行了对比,结果表明两者吻合较好。在对比验证的基础上进行有限元模型的应力、荷载分配曲线以及参数分析,研究型钢配钢率、核心再生混凝土强度对圆钢管型钢再生混凝土短柱承载力的影响。模拟结果表明,构件承载力随着型钢配钢率、核心再生混凝土强度的提高而提高。表明该组合结构具有较好的承载性能。

结合圆端形钢管混凝土轴压短柱试验,利用有限元软件ABAQUS建立了圆端形钢管混凝土轴压短柱计算模型。选择简化的圆端形核心混凝土本构模型,计算得到构件的荷载-轴向应变曲线,并与试验曲线进行了对比,结果表明两者吻合较好。在此基础上进行了参数分析,研究了混凝土强度等级、钢材强度等级对构件承载力的影响。模拟结果表明,构件的承载力随着混凝土、钢材强度等级的提高而提高,但随着混凝土、钢材强度等级越来越高,构件承载力提升幅度开始变缓。

对浅部有深厚密实砂层的静压PHC管桩的竖向承载力进行了系列试验研究,包括对常规静压桩分别进行静载和休止后复压静载试验、对用不同水泥土引孔工艺的8根静压PHC管桩进行竖向静载试验、对12根桩进行高应变动力测试等。研究结果表明,采用改进工艺的水泥土引孔技术能使桩基竖向承载能力大幅度提高,可有效减少桩长,节约费用,且压桩力显著降低,施工便捷。此外,低应变动载测试表明,桩身完整性良好、施工质量可靠。

介绍了挤扩支盘桩的工作原理,在此基础上,综述了挤扩支盘桩在各种载荷下的承载机理、支盘设计方法、承载力计算方法等的研究进展,分析了目前研究中尚待解决的问题,并对未来发展方向进行了展望。

为了研究钢板-混凝土组合加固梁(SPSS)的抗弯性能,利用ABAQUS有限元软件分别对传统钢筋混凝土(RC)梁和不同型式的钢板-混凝土组合加固梁进行非线性数值模拟,对比分析了梁的荷载-位移曲线、破坏状态、承载能力以及刚度退化曲线。结果表明:钢侧板可以有效分担梁所受剪力,延缓钢筋的屈服及混凝土斜裂缝的开展;采用U型钢板和增厚混凝土层的组合加固方式对梁承载能力的提升最为显著;钢板-混凝土组合加固方法可有效提升梁的初始刚度,延缓其刚度退化速率,提升塑性变形能力。

为了提高新型预应力空心楼板结构的整体性,防止由于竖向支承构件失效形成楼板的局部或者连续倒塌,对3块新型预应力空心板足尺模型进行两点对称集中静力加载试验,其中一块为单块预应力空心长板,另两块由预应力空心短板通过板端连接,板侧纵向拼缝连接而成的长板,3个试件的计算跨度相同。分析了竖向荷载作用下新型预应力空心板的破坏形态、裂缝发展、承载能力、应变、荷载-挠度曲线、弯曲刚度等。研究结果表明,带拼缝的新型预应力空心板发生弯曲破坏,破坏未从拼缝处发生,说明连接可靠,受力合理,承载能力和弯曲刚度良好,在实际工程中应用具有较高的安全度。

为研究PSRC梁底部预制构件施工阶段受力性能,以混凝土强度、型钢类型、剪跨比为研究参数,设计了6根预制梁试件,并对其进行了单调静力加载试验,研究其承载力、裂缝和变形发展规律,以及截面应变分布规律。结果表明,试件的裂缝发展规律与普通钢筋混凝土梁类似,且试件具有较好的延性。混凝土强度和型钢类型对试件的承载力影响很小。剪跨比是影响试件破坏形态和承载力的最主要因素,随着剪跨比的增大,各试件依次发生斜截面受剪破坏和正截面受弯破坏。

以钢纤维体积率(0、0.5%、1.0%、1.0%/0)以及玻璃纤维增强复合材料筋(GFRP筋)和碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)两种筋材为试验变量,进行了6根纤维增强复合材料筋(FRP筋)混凝土构件的受弯性能试验,用以评价钢纤维体积率对FRP混凝土构件的延性提升效果。试验结果表明,随着钢纤维掺量的添加,FRP筋混凝土梁的延性指标提升了16%～48%,极限承载力提高了5%～13%,说明钢纤维的掺加对FRP筋混凝土梁的延性指标和承载力有积极作用。

采用降温法模拟PCCP中预应力钢丝产生的预应力,通过调整降温值来控制钢丝中预应力的大小,在没有断丝的部位预应力值为一常量。针对0.6MPa和0.8MPa的工作内压,直径2.6m、3.2m和4m的PCCP分别设定不同的断丝率,通过三维有限元计算,研究了PCCP断丝数量对内压承载力的影响。