物体变形测量的相移数字散斑剪切干涉术

16《激光杂志舞的相移

物体变形测量的相移数字

顾国庆,王开福

….

霉要:翅蝥鏊宝韩壅望翅干建查要握直犁犍鏖剂l用运选对圆铅

为了实现全场相位的精确解,运用等四步驾雾羞篓鎏霉篓耄泰耋翼蓬蓉

苯键词:热字散斑剪切涉;相移技术;ca戚算法;变形;离面位移导

一……一一…………………中图分类号

:T~,47献标识码:A文

同样物体变形后,CCD像平上的光强

,l=2a[i+COS(+?)]

图1数字散斑剪切

当物变形后,波将形成一个相的相位变化?. 变形前后两幅散斑图像相

?,:l,1一/ol=I4asin(+)sin()I(3) 变形后散斑图光强,和变前散斑图光强,0之差平收稿

基金项目:南京航空航天大学博士学位论文创新与

作者简介:顾国庆(1984一),博士研究生,主要从现代光测力学与数

C中,eo=一k;e1=e2=k;d(,Y)=(,Y)i+

六姑量..则,?表示为'

4R"溉(7)

(n=0,1,2,…)(8)

时间相移干涉法

时间相移法(rrempDra】PI1ase—LhiftingMetI)是通过人为改物光或参考光的相位,获得同一物光下的少三同考光位相条纹图,得到三幅或三幅以上条纹图的光强布,联立方程即可解全场位相分布【5.6】.以carr6相移算为例对间相移法进行分析,当向平移切镜获得的移量口(2一5)(i:1,2,3,4)时,即相移角度别为: 3d,一a,a,3,相步进量为2a,a是一个定值.那么采四步

=/o[1一cos(?一口))

E3=,0[1一cos(A+a)]

E4=/o[1一cos(?+3a)J(9)

其中,n=4,由以

?=arctan

~/Ir_=-_+一E3)][3(一E3)一(ErE4)

(E2+E3)一(E1+E4)

(1O)

3实验结果与

本实验光路图1所示,由激光器发出激光经扩束镜照射具有漫反射的物体上时,漫反的光线通过剪切棱镜发生偏折,在像平面上产生个错位的像.它们像平面上互相干涉,形成斑涉像.该图像过透电C…CD..经图像采集到计算机中,并变形前后的两幅散斑图像相模式处理,在计算机显示屏上即可实时显示物体变形

2控不分法相一用

《激光杂志的相移惹焉.2.N..4.zo)17 (a)-3a

(a)

—

(c)

移数

的位

(b)一a

(d】3a

(d)

图3,固堑塞验和论对比:(a)实验裹相位分布图(0,2不) ;(l堂包裹相位分图;(c)暗条纹理

理论解..据弹性力学],边固支,中心受到集中载荷圆板的度沿 x方向的梯度分

予l(田?)…)xrrr',一,…

式中‰,r分别示圆板中心的变形和板的半径. 将式(11)代入到式(8)中,

2,…)r1,,

.相关数代入(12)中,可以得到对应的暗条纹理丝廓形状 ,如图3(c)所示.图3(d)为理论相位立体分布 …墨,用美国ANSYS公司的有

模拟

,首先创建兀何模

,?,?'

'1O'

thl

S.0xf0

图4有限元

嘣o口??0?O

4结论

中载葡圆形铝板进行研究.实验光路简单,条纹量高 ,测量精度高,灵敏度调节范围宽,运用Carr~算法精确怼稀鏖要赛篓商工业现场测.因此,

应用前景

【1j9w,WangJQ.Astud;【CJnDc.,,, o

felec

—

tronic

shearingspeckletechnique SPIE19911554A739746 【2]HungY,

Y.HoH

Shearography:Anopticalmeasurementtechnique

and

印plicat-i加s(J].MatalsscieI】cealldEngineering,2005,R

(49):61,87.

[3]陟雨,孙,郑用剪切散斑的载波法实对物体微小形变

J].激光杂志,2008,29(2):40—41...'. (5]王开得,商明蔫!用印.现代光测力学技术(M].哈

2OO9.73—78...''

[6]熙;工揭Lab.VIEW和MATLAB电子散斑图像处理

.激光技术,2OO9,33(6):582—5..…… 【7jChenYY,~J.一Dhase—JJ.an .

stC

Pha

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一

shifting

inteffemmetry(ApplOpt19824(30493052一

【9].-_HReismann.ElasticPlates:qlaeoryandApplication[M].New

Ynrk:Wileylnterscience,1988,121—122.

弯曲变形和剪切变形的区别

弯曲变、剪切变形:两个是材?料力学和结?构学中的?概念～分别指构件?中的某一个?截面的弯?、剪力产的变形?～可以由矩?和抗刚度?EI、

框架结构,剪力墙结构?和框剪结构?在侧向力作?用下的水平?位移

1、框:抗刚度较?小～其位移由两?部分组成:梁和柱的?曲变形产生?的位移,侧移线呈?剪切型,自下而上层?间位移减小?;柱的向变?形产生的侧?移,侧移曲线呈?弯曲型,自而层?间位移大?.一部分是?主要的,第二分很?小可以忽略?～所以框架结?构在侧向?用下的侧?移曲线以剪?切型为主～故称为剪切?型变

2、:抗侧刚较?大～剪力墙的?切变形产生?位移～侧向位移呈?弯曲型,层间位移?由下至上逐?渐增

3、框剪:移曲线包?括剪切型和?曲型,由于楼板的?作用,框架和墙的?侧向位必?须协调.在结构的底?部,框架的侧移?减;在结构的上?部,剪力墙的侧?移减小,侧曲呈?弯剪型,间位移?建筑物的高?度比较均?,改善了框架?构及剪力?墙结构的抗?震

剪切滞后

在受剪力?用的薄壁梁中～距剪作用?点较远的突?缘上的正应力,见应,小于按平截面假设?求得值的现?象。剪滞后取?决于构中?力的扩散,传播,。力扩散是?作用结?构某一部分?上的自身?平衡的力?～向结构其他?分

图1为一宽?突缘工字形?悬臂梁,它由上下各?五细长突?缘、上下各四?突缘和中?间一薄腹?板组。在剪力Q?作用下～梁中出现剪?切滞后现象?～这可由下面?的力的散?过程说明?。在杆仅受正应力板仅??受剪应力的简化假设?下,当剪Q作?用于腹板的?由端～整个腹具?有剪应τ?。此剪应力直?接作用于与?腹板相连?中心杆A1?B1上～所以在自由?端附近的截?面上仅A1?B1杆中有?正应力和正?应变。而A2B2?杆和A3B?3杆均无正?应力和正应?变。但A1B1?的正应?引缘板?A1B1B?2A2的剪?应变和剪应?,剪力又?使突缘 A2B2产?生应力。在A2B2?杆受力变?的础上,通过同样方?式又使A3?B3受力?。图1中在工?字的?用阴影线表?示突缘杆中?的正力～右侧绘出突?缘板中的剪?应力。由于内力是?由受剪腹板?经与其相连?的突缘杆逐?步向远处承?力突缘杆传?播的～所以在力的?扩散过程结?束后～远离受剪?板的杆所受?的力在空间?上有一定落?～而且受力的?小于按平?截面假设求?得的值～这就是剪切?滞后。而根平截?面假设～各杆的受力?情况没有差?别～这与实际情?况相差较远?。因此～在计算薄壁?的应力时?～一般不能采?用截

剪切滞后造?成结构部?受不均匀?～影结构材?料的利用率?。如～由于剪力Q?的作用～在图2示?的箱形薄壁结构的上下盖板?中就出现剪?切滞后象? (正应力腹?板附近大,中间部分小?)。甚至当腹板?附近的盖板?接近破坏时?,盖板的中间?部分还处于?低力状态?。为了估剪?切滞后对盖?板利用率?响程度～可采用折?宽度概。即定为? W0的一块?板的承载能?恰好相当?于一块宽仅?为Wb而充?分发挥了承?载能力的板?～Wb称为折?合宽度～比值嗞,Wb/W0称为减?缩系数。嗞值小说明?材料用?率低。通常盖板越?宽嗞值小?。在工程设计?中,应考虑减少?腹板的间距?～以提高材料?的

很常见的?个概念～弯曲形、剪切变形～弯曲型变形?、剪切变形?。注意～一个字之差?～意思却大不?相同。弯曲变形、剪切形:两个是?料力学和结?构力学中?概念～分别构件?中的某一

矩?和抗弯刚度?EI、剪力抗剪?刚度GA计?算到。架结构～剪力墙构?和框剪构?在侧力作?用下的水平?位移曲线的?特点: 1、框:抗侧度较?小～其位移由?部分组成:梁和柱的弯?曲变形生?的位移～移曲线呈?切型～自上层?间位移减小?,柱的轴向变?形产生的侧?移～侧移曲线呈?弯曲型～自下而上层?间位移增大?。第一部分是?主要的～二部分很?小可以忽略?～所以框架结?构在侧向?作下的侧?移曲线以剪?切型为主～故称切?型变形。 2、剪:抗刚较?大～剪墙的剪?变形生?位移～侧向位移呈?弯曲～即层间位移?由下逐?渐增大～相当于一个?悬, 3、框剪:位移曲线包?括剪切型?弯曲型～由于楼板的?作用～框架和墙的?侧向位移必?须协调。在结构的底?部～框架的侧移?减小,在结构的上?部～剪力墙侧?移减～侧移曲线呈?弯剪型～层间位移沿?建筑物的高?度比较均匀?～改善了框架?结构及剪力?墙结构的抗?震性能～也有利于减?少小震作用?下非结构

框架结构?侧刚度小～在水平力?用下产生较?大向位移?该位移变形?包1、由柱子的拉?压变形产生?水平位移而?起的整体?弯曲～该部份所占?比例小而?忽略,、梁柱件发?生弯曲变形?后产生的?平位移而引?的剪切变?形。底部的

而剪力墙结?构就是一根?下嵌固的?

剪力墙构?的侧向刚度?较大～在水平力作?用下其结构?似于一根?竖向悬臂构?件～可以把地球?理解成这根?竖向悬构?的支座～地面就是它?的固定～它的变当?然是离固定?

弯曲变对?应弯曲破坏?～是延性破坏?～剪力墙刚度?大～对应的是弯?曲变形～给一个单位?力施加在结?构上～所生的位?移对应是柔?度～框结构变形较力墙??变形

剪切变形对?应剪切破坏?～是脆性破坏?～结构中尽量?

根据结构?学我们知道?结构在荷?作用下的位?包括三部?分:弯矩引起的?、剪力引起、轴力引起。一般多层框?架结构变?形主要是由?梁柱的弯曲?变形产生的?～层剪力除?以抗侧?度～高层的话轴?力形也是?不容忽略?。这种变形的?形和

而剪力墙结?的变形主?要由曲和?剪切变形～变形的形状?和悬梁的?弯曲变形相?似～

为什都是?和臂梁的?变形做比较?～每个建筑从?整体上看都?是坐落在大?地上悬臂?梁。一生二～从悬臂梁转?

弯曲变、剪切变形:两个是材?料力学和结?构学中的?概念～分别指构件?中的某一个?截面的弯?、剪力产的?变形～可以由矩?和抗刚度?EI、

框架结构,剪力墙结构?和框剪结构?在侧向力作?下的水平?位移曲

2、:抗侧刚较?大～剪力墙的?切变形产生?位移～侧向位移呈?弯曲型,层间位移?由下至上逐?渐增

3、框:位移曲线?括剪切型和?弯曲型,于楼板的?作用,框架和墙的?侧向位移必?须调.在结的底?部,框架的侧移?小;在结构

移曲呈?弯剪型,层间位移沿?建筑物的?度比较均匀?,改善了框架?结构及剪力?墙结构抗?震性能,也有利于?少小震作

剪力墙看?一个悬臂杆?～水平作用?之后会弯曲?～弯曲破坏,框架是梁板?柱结构～于层高处刚?度突然加大?～此时度突?然变大处由?于剪力很大?容易破。剪力顾名?思是主要?承受水平剪?力的水平剪力?在宏观对?剪力墙结构?产了

通俗解释:框架抗弯不?剪～故剪切变形?为主～剪力抗剪?不抗弯～故

力学解释:主要是压缩?变形和剪切?变形较量。哪个多那个?

剪力墙义?:主要承受风?荷载或地震?作用所产生?的水平力?的墙体。剪力墙(shear? wall)又称抗风墙?或震、结构。房屋或构筑?物中主承?受风荷或地震作用?引

简单剪切变形的应力应变

简单剪切变形

对底积为A ，高为H 的方形品，一个面置于粗糙平面上，在另一个面上行于边长施加水平力F ，就

对不可压缩介质，由于其体不变，从

AH =A ?(l ) ，这里，l 为斜边边长，θ为高度边与当前斜边的

1?1。其余两个方向的边长

?，?顶面的水位移H 从而，高度方上的应变是伸张应变为：εh =这是一维的拖带变形。与作用力方向一致的那个向的纯粹

量。

相应的应力为：

σh =(λ+2μ)(1?1) ， cos θ应力矩为：

h =2μtan θ σ

h ?A =2μtan θ?A =F ，从而，有：θ=arc tan(顶面的边界条件为：σF 。变形被外力和2μ

物性完全确定。

但是，就实验而言，顶面的垂向受一个向上

F up =A ?(λ+2μ)(1?1) ?cos θ=A ?(λ+2μ)(1?cos θ) cos θ

从而，必须施一个压力来抵消的作用。这是很早就被实验学家所认到的。从而，顶面的

G G G G G F total =F ?F up =F ?e x ?A ?(λ+2μ)(1?cos θ) ?e z

或写成形式：

G G G F total =2μA ?tan θ?e x ?A ?(λ+2μ)(1?cos θ) ?e z

这是外力与变形量

对于底面，它受到

F down =A ?(λ+2μ)(1?cos θ)

故，变形产生

F hori =A ?(λ+2μ)(1?1) ?sin θ=A ?(λ+2μ)(tanθ?sin θ) cos θ库仑定律，在临界动时，有条

A ?(λ+2μ)(tanθc ?sin θc ) +2μA ?tan θc =ηA ?(λ+2μ)(1?cos θc ) 有：

也就是说，有：

η=2μ+(λ+2μ)(1?cos θc ) ?tan θc (λ+2μ)(1?cos θc ) 1+2μ1(λ+2μ)(1?cos arctan F c 2μA F c A 由可以看出，库仑系

η=[11+2μ(λ+2μ)(1F c A ?

对于微小磨擦系数

F c <>

对于大磨擦系数

F c >>1，有近似： 2μA η≈[F F 1111++]?c ≈[]?c 2μ(λ+2μ)(1?1A 2μλ+2μA

2μA

混杂纤维HPC深梁的剪切变形性能

?HPC 混杂纤维深梁的剪切变

刘胜兵

( ,)430073武汉工程大学环境与市建设学院湖

HPC) 2 ,: 18 ( 摘要采用正交设计法对组混杂纤维高性能混凝土梁和组普通高性能混凝土深梁

。,HPC ,HPC ,变形性能果表明普通深梁剪切破坏时均发生劈裂破坏混杂纤维深梁则有劈裂破坏

。( ) ,HPC ,达不到延性坏的要求混杂纤维钢纤维和聚丙烯纤维的掺延缓了深梁斜裂缝的出现时

,。钢筋的应变深梁开裂时斜截面混土应变的突

: ,,,,关键词混杂纤维高性能混土深梁受剪

: T375 : UA中图分类号文献标码 2 2 ( 1 N / mm ,3( 35 N / mm ,52劈拉强度钢筋的力学性能指标如表 0 引言 3 。,,所所有深梁加载时均为简支梁跨中点集中加载试验在 ,钢筋混凝土深以其巨大的承载能力在建筑工中被广泛 5 000 kN 。的压力试验机上进行深梁相关参数及受剪试验结果、、、。应用于肩梁墙梁框支梁剪力墙连等构件近年来性能混 ,5,。参见文献 ( HPC) ,凝土成研究者们持续关注的热点但高性能混凝土应用 3g / m2 k表基准混凝土配合比试验方案、于深梁结构仍然无法改变混凝脆性大易开裂这一固有缺 ,1,2,混凝土强度等级水泥砂子石子水粉煤灰减水剂胶比。, 陷混凝土的变形性能是其重要的物理力学性能之一直接 C50 390( 5 747( 1 856 156( 8 132 4( 4 0( 3 。影响着混凝土结构的抗震性能随着高层大跨建筑结的速 3 表钢筋的力学能指标 ,( ) 发结构形性能尤其在地震多发区在设中显得尤为重 / mm/ %筋实测直径延伸率 / MPa/ MPa屈服强度 σ 限强度 σ s b 。,。要目前国外对凝土弯构件的变形性能常重钢筋 1818( 5 370 550 27 ,, 混凝土深梁构件极易发生剪切破坏而剪切破坏属于脆性破坏1010( 4 300 395 26 ,一旦发生后果严重因此对深梁剪切破坏下的变形性能进行研究 2 变形。是常必要的 2( 1 斜截面破坏形态 ( / ) ,18 用交设计法对组钢纤维聚混杂纤维烯纤维4。梁试件的破坏形态表 P 2 P ,HCHC深梁试件和组普通深梁试件进行受试验研究混杂 4 表深梁试破形态 HPC ,( / 纤维深梁的剪切变形性能为推广混杂纤维钢纤维聚丙深梁试件编号破坏形态深梁试件号破坏形态 ) 。烯纤维在混凝土结构

1 BF1-2-1 斜压破坏 DF3-3-1 劈裂破坏试验概 BF2-3-1 裂破坏 DF3-1-2 劈裂破坏 ,3,,CECS 38 ? 2004 用正交试验法依据纤维混凝土结构技 BF2-1-2 劈裂破坏 DF1-2-2 斜压破坏 ,4,1 7 ( 2× 3) 18 / ,L术规程的有关要求选用正交表设计钢聚 BF3-2-2 劈裂破坏 DF2-3-2 斜压破坏 18 BF1-3-2 劈裂破坏 DF2-1-3 劈裂破坏 HPC ,2 HPC 丙烯混杂纤维深梁同时设计了组掺纤维的对比 BF1-1-3 劈裂破坏 DF3-2-3 劈裂破坏。深 BF2-2-3 劈裂破坏 F1-3-3 劈破坏 D 1。正交试的素及水详见 BF3-3-3 劈裂破坏 C-1 劈裂破坏 F1-1-1 压破坏 C-2 劈裂破坏 D1 表素表 ,HPC 通过试验结果可看出混纤维深梁的斜截面开裂荷 A B C D E F 因钢纤维钢纤维聚丙烯纤水平分布竖向分布。C-1 载较对比深显提高普通高性能混凝土有腹筋深梁和 / %/ %/ %/ %体积率类型维体积率长径比筋配筋率筋配筋率 C-2 。无腹筋深梁切破坏时均发生劈裂破坏而掺入混杂纤维 1水平 0( 5 端钩形 0( 055 30 0 0 HPC BF1-2-1 DF2-3-2 ,的无腹筋深梁和均发生了斜压破坏明 2水平 1( 0 波纹 0( 11 50 0( 581 0( 581 3水平 1( 5 0( 165 70 0( 872 0( 872 。混杂纤维的加入使无腹筋深梁受剪破坏发

20 ,150 mm × 500 mm , 组深截面尺寸均相同为矩形BF1-3-2 BF2-2-3,C-1, 混杂纤的有腹筋深梁及相对对深 1 040 mm。1,1( 6。,2,。长剪跨比均为高比均为按文献高性

《》,,混凝配合比设计的要求纤维混凝土结构技术规程中有关杂纤维对太多与混凝土发生了弱

,C50。 ,HPC 配合比设计规定试验采用高性能混凝土的基体强度为梁裂破坏形态因而深梁中掺入

42( 5 ,,10 mm , 。水泥采用级普通硅盐水泥石子采用石灰

20 mm。。2( 70,1% 。煤灰为?级粉煤灰沙子细度模数含泥量 HPC ,35% 对于未掺维的深

,,, FDN,10% 。右时梁垂直裂缝停止发展剪跨区内有少量新的斜裂缝现减水剂采用萘系高效减水剂

2。准高性能混凝土配合见表 ,。其中一条斜裂缝已张开并最终发展成为

,HPC 混纤维后由于跨越梁斜裂缝的钢纤维和聚丙烯承担了混凝

: 2013-12-23 : ( : K201315)收日期?武汉工程大学科

: ( 1976- ) ,,作者简介刘

40 6 第卷第期 : HPC 刘胜兵混杂纤维深梁的剪切形性能 2 0 1 4

,,土开裂释放的拉应力原有的斜裂缝稳定地向上或向下延伸并 250 400 200 ? ,。,300 裂缝细密着荷载增大深梁跨且有多条新的斜裂缝现150 ? ? ?200 ,100中部位直裂缝也不断向上延伸在主要的直裂缝中间断 ? ?????? ??????? ??? με ? /??50? ? ? ?? ? 100 ? ?? 。? ??? 有新的细裂缝出现 ? ??? ? ? ??? ?????? ?? ? ?? ?? ??0 ? ? ? με ?? ? ? ?/?? ?? ??? ?? ? ???-400 -200 400 -400 -200 ? 0 200 400 ?200 ? ?% ,HPC ??50当荷载至极荷载的左右时未掺纤维深梁的 -50? ? ? ,,-100 临界斜裂缝经形成此时他斜裂缝并未张开且不再有新的 -100 -150 。斜裂缝产生而掺入混纤维的高性能混凝土深梁与要斜裂 x/mm -200 x/mm ? ? ,。缝平行的其他裂缝稳步扩展并仍有新的裂缝产当加至 100 kN 260 kN 410 kN 100 kN 400 kN ? ? 200 kN 200 kN 290 kN 450 kN ,,“”极限荷载时梁的破坏伴随混凝土破嘭的一声巨响临 ? ? 230 kN ? 300 kN 350 kN HPC 。界斜裂缝侧有混凝土碎块迸出掺入混杂纤维后深梁 a)深梁 BF1-3-2 b)深梁 BF2-2-3 ,,破时发生较明显的塑性形只轻微爆裂声坏过程 200 400 ,没有混凝土碎块迸出与临界斜裂缝平行的其他裂缝也有不 ? 150 300 ? ? ?,。同程度的张开沿破坏斜截产生显的破碎带 100 ? ?200 ? ? ??? ?? ??? ???? ?? ??? ? ?? ? ? ?με ? με ? ε//?? ? 50 ??? ? ? ? 100 ? ??2( 2 混凝土斜截面应变 ? ?????? ? ? ? ???????? ?? ? ? ?? ? ?? ???? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ? 0 0 ???? ???,,-400 -200 ? ? ? 深梁在跨中集中力作用下力沿加点向支座方向传递通 200 400 400 ? ?? ?????-400 -200 ? 200 -50? ?00? -1 过对深梁凝土表面上垂直于加载点和支连线方向应变片 ? -100 -200 。数值可以观察到斜截面混土表面部分的应变分 x/mm x/mm ? HPC C-1 C-325 kN 425 kN 经实测所得到的通有深梁和无腹筋深梁 100 kN ? 325 kN 425 kN 100 kN ? 350 kN? 350 kN2 1200 kN 200 kN 的凝土斜截面应变在级荷载作用下沿梁长的分如图 375 kN? ? ? 300 kN 375 kN300 kN ? 。示 c)深 BF1-2-1 ,)深梁 DF2-3-2 120 120 图 2 混杂纤维 HPC 梁混土斜截面应变 ?? 100 100 ? ? ? ???? 1 400 1 400 ? ??? 80 ? 80 ?? ? ? ? ? ?1 200 1 200 ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ?60 60 1 000 ? ????? ?? ? ? με ? 1 000 ?? ? με /? ε/? ? ??? ?ε? ???? ??? ? 800?? ??40 ?? ? ? ? 40 800? ? ? ??? ? ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? 600 600 ?? ? ? V/kNV/kN? ? ? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ???? ??? ?? ?? ?? ? ? ? 20? ?? ? 20? ????? ?? ?? ???? ? ? ?? ?? 400 ???400??? ? ? ? ? ????? ??? -400 200 400 200 0? ? ??0?200 -200 ? ?? ? 0 0 -20 -400 -200 200 400 ?? ? ?0 x/mm -1 000 1 000 3 000 5 000 x/mm -5 000 5 000 15 000 ? ? 200 kN ? 50 kN 50 kN 200 kN ε/με ε/με ? ? 100 kN 230 kN 100 kN 230 kN ? ? SP1 SP2 ? ? SP1 SP2 ? 260 kN ? ? 150 kN 150 kN 260 kN a)有腹筋深 C-1 b)深梁 BF1-3-2 ,)腹筋深梁 C-b)腹深梁 C-1 400 ε1 2 ε??图 1 普通 HPC 梁混凝土截面应变 1200 ?? ????1 000 ? ? 1 ,,由图可以看出从加荷到出现裂缝之前混凝土斜截面 ??800 ? ? ? ?600 V/kN? 。应与荷载基本呈线性变化斜截面开裂前有腹筋深梁和无腹 ? SP1 ? ? 400 ? ?? ? ? SP2 ?,筋深梁在同级荷载下斜面的应变值差不多说明开裂前钢筋 200 ????? 0 ? 。和混凝土能够较好协同工作 -1 000 1 000 3 000 ε/με HPC 实测得的混杂纤维深梁的混凝土截应变在各级 c)深梁 BF2-2-3 2 。2 ,荷载作用下沿梁长的分如图所示图可以看出当荷载图 3 水平分布钢荷载—应关系 ,,。较小时混凝土斜截面上的应变较小与荷载基本呈线性变化2( 4 —竖向分布钢筋荷载应变关系 HPC HPC ; 混纤维深梁斜裂缝比对比深梁出现要晚当

1 400 1 400 ,,裂缝出现后混土斜截面的应变也生突变但和相同筋 ?? 1 200 1 200 ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? SX1 SX1 1 000 ?? 1 000HPC ,,,“? 的对比深梁相比突变明显变小原因是斜裂缝产生后桥 ?? N ? ? ε? ? ? ? k? ? N800 ?? V/k?? ? 800 ? ? ? V/? ? ????? ??? SX2 SX2 600 600 ,,”架于斜裂缝之混杂纤维开始发挥作用承担了一部分拉力 ? ??? ? ?? 40 0?? ???? ? SX3 ? ?? SX3 400 ? 。? 从而使混斜截面上的应变减小 ?SX4 ??SX4 200? ?? ????? 200 ??? ??? 2( 3 — 3 出了部深梁水水平分布钢筋荷载

????0 ? 0 —。平分布钢筋的荷载应变

a)深梁 C-1 ,,b)梁 BF1-3-2 3 图可以看从加荷到出现斜裂缝之

图 4 竖向分布钢筋荷载—应变关系。,,小斜裂缝出现水平分布钢筋应变迅

4 —。图列了部分深梁竖向分钢筋的荷载应变关系可。C-1 ,BF1-3-2 水平钢筋一般都能屈服

,,。以看出从荷到出现斜裂缝前竖向分布钢筋应变很小斜 ,C-1 分钢筋的应变随荷载的发展明显

,C-1 裂缝出现后深梁中穿斜裂缝的竖向分布钢筋应变迅速增 SP1 0,SP2 4 610 ,C-1 布钢的应变为应变为 με而与深梁配 ,,加破坏受拉区向钢筋一般都能屈服且竖向钢筋应变 BF2-2-3 相

,。般都小水平钢筋应变明水平钢筋的用大于竖向钢筋与 SP1 , 702 ,SP2 2 250 。筋的应变为 με的应变为 με原因是缝 C-1 ,BF1-3-2 深梁相比相同筋的梁的竖向分布筋的应 ,间的混杂纤维承担了一部拉力减小了水平分布

40 6 第卷期山西建筑 Vol( 40 No( 6 2 0 1 4 2 ?36?

: 1009-6825( 2014) 06-0036-02 文章编号

钢筋混凝土多高层结构计结果审

于德广曹媛

( ,100038)中国恩菲工技术有限公

、: ,PKPM ,,, 摘按照规范要求针对计算软件对钢筋混凝土多层结构上部结构计算结果审核

。从而使钢筋混凝土结构计算果审核符合

: ,, 关键词钢筋混凝结构计

: TU311( 4 : A中分类号文

。0 ,atxy , 0( 714) 1 ,引言则

: ,从建模到制施图结构计算件正在向全面和智能向整后重新计算??PM SATWE 接生成数据分析与设计数补定义调整 ,,结构工程师对结构计算过程的参与程度日益降低输入参发展。,?。图这种情况下对计算结果的核显得为息弱层调整数变出施、 1,PKPM ,( 2 针对计算软件钢筋混凝土多偏心率。要本文照规范要求。此数值反映结构平面量分情况。高层结构上部结构计算结果审核内容进行了归纳: 查找位置1 审核内容

satwe??? 分结果图形和文本显示文本文件出结构设 1( 1 层刚度比 WMAS( OUT?、、各刚心偏心率相邻层移刚度比计。计信息此

?Eex,Eey。算息 : satwe??? 查找置分析结果图形和文本显文文件输出JGJ 99-98 0( 15 层民用建筑钢结构技术规程规定偏心率大于 AS( OUT?、、WM 各刚心偏心率邻层侧移刚度结构设计信息。15 % 属于平面不规或相邻心相差大于相应长,atx1,,aty1。 ?比等计算信息,此并非针对钢筋混凝土结构的要但可反映混凝土结构 GB 50011-2010 3( 4( 2-2 JGJ 3-2010 筑抗震设计

。, 建议满足条要求13( 5( 2 ,,atx1 ,平面规则性高层建筑混凝土

1( 3 重比 1。,atxy50% ( ?若本层侧向刚小于相邻上层的

櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅

。。C-1 均低于深梁竖向分布钢筋的应变原因是裂间的混杂纤承担

。 ,减小了竖向分布钢筋承担的拉力所致:参考文献维

,1, ( ,M,( : 丁大钧高能混凝土其在工程的应用北京机 3 结语 ,2007( 械工业出版社1) 普通高性能混凝土有腹筋深和无腹深梁在剪切破坏 ,2, ( ,M,( : ,乃谦高性能混凝结构北京械工业出 ,而混杂纤维高性能混凝土深梁的剪切破坏有下均发生劈裂破坏2004( ,使部分深梁的。斜压破坏和劈裂破坏两种模式杂纤维的掺入,3, ( ,,( : M朱勇与回归正交试验法的应用沈阳辽宁人。受破坏形态生了改变,1978( 民出社2) 杂纤的掺入使得高性能混凝土深梁裂缝的出现变 ,4, CECS 38: 2004,,S,(纤维混凝土结构技术规程。,斜截面上混凝土应变的突变明显变小晚,5, ,( 刘胜兵徐礼华混杂纤维高性能凝土深梁受剪性能3) 混杂纤维的入使得深梁剪开裂后水平分布钢筋和竖 ,J,( ,2013,46( 3) : 29-39(土木工程学报 ,原因是深梁开裂后裂缝的混杂纤维向分布钢

?The shear deformation properties of hybrid fibers HPC deep beam

LIU Shengbing -

( School of Environment and Urban Construction,Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073,China) Abstract: The shear tests were made on 18 different groups of deep beams with steel fiber and polypropylene fiber and 2 groups of high perform- ance concrete deep beams without fiber according to the orthogonal experimental design( Deformation performance of deep beams was analyzed(, esults illuminate that failure mode of HPC deep beam is splitting failure and hybrid fiber reinforced HPC deep beam has two failure modes of splitting failure and diagonal compression failure,while it cannot meet the requirement of ductile failure( The mixing of hybrid fiber makes the strain of web horizontal reinforcement and web vertical reinforcement decrease significantly( At the same time the moment that inclined crack ap- earing is delayed and the mutation of inclined section strain of concrete diminishes( p

Key words: hybrid fiber,High Performance Concrete( HPC) ,deep beam,shear test,deformation performance

: 2013-12-25收稿日期

: ( 1981- ) ,,,,; ( 1983- ) ,,作者简介于广男硕士工程师一级注册结

【doc】剪切变形对阶梯梁弯曲变形的影响

剪切变形对阶梯梁弯变形的

1993年3月JournalofJiamusiInstituteofTechnologyMar.1993

一

3剪切变形对阶

基堑(临澧

姚春梅

(常镥师

(=)枷

提要本文在考虑剪{刀的基础上,采奇异函数来表阶梯梁的抗弯刚和

讨论.

关键词,皇,

0引言朱,

由于阶梯梁的弯曲形是一很复

解其微分方程,因为梯梁惯性矩

求解上是很困难的.者,对深粱和

剪切变形对阶梯粱弯影响的章还不

梯梁的弯曲刚度和剪刚度,考虑剪

阶梯梁弯

1基本方程

由一般材料力学查阅梁弯

dQ(x):

),一Q()(】)

当图1所示阶梯粱载荷用弯曲

略

丁.因此阶梯梁弯后的截面与

挠曲的

斜率dy/dx之间不再

E.I.

一

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o啦稿日期,l9鲫一O4一l0

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第1期吴晚等:剪切变形

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其中一.y=:dyQ=-

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由文献(3)

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奇异函数

一

"一一C,"<0

一

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再由奇异函数定义.并利用部积

If(x)(—).d:[,(32)一F)]一).

上式中F()一厂()d.

图1所示的阶梯.各截面

1/EI虬_?

(2)

(3)

式中=.=瓦一击(=1?2?…

异函数表示为1d

式中南'l

艮?=晷0z—

G.…A一】/+(1.2'…一l

?..1.

?54-挂木

所以拳一.)(+q(

2阶梯梁弯

由结构力学材文献[2]可知,当图3梁具有剪力联即铰结时,梁的转将续.而在剪力联结处发生突变.若此梁为阶梯梁时,因各段梁的弯曲

要在粱的挠曲线方程体现梁的转

奇异函数表示力联结处

一

A(一>.(5)

囝3囝4

式中A为剪力联处右面相对左截的相对转角,以逆时方向为正. 当图4为弯矩联结时,梁的挠度在矩联处发生变,即其

式中?,.为弯矩结处右面相对左截面相对位移,此方向向上为. 如阶梯梁存在剪力联结和联结时,只需把(5)式,(6)式加到的挠衄方程中,可体现出转角和挠度在剪力联结处,弯矩联结处的变性. 用奇异函数法求解阶梯梁弯衄变形的问题,首先要将作用于梁上的载荷

用奇异函数表示,然写出梁载菏集

得弯矩方程,再(4)式

下面假定对于n段阶梯粱,其间有r个矩联结和个联结,那幺本文给出阶梯梁弯衄时挠衄线方程和转

根据奇异函数乘积积分公

F()(+?(一).)?断F()(x--x~).+Q)(风+?且(一>.)一u工-',fl'叫 2Q()(一.>.+厶?

再对(7)式行一次积

第1期吴晓等:切变形对

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薹卢,(x--x,)O)-(xD(x--x~)~--:Q(

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在(7)式,(8)式

G():F()d:』』()d,耐五()一Q()d一ilq(x)dz 3实例计算

例1图5为一受均布载作用的阶梁, 其中c为剪力联结.此剪力联结处的挠度及左右截面的相对转角.解:由静力平衡

R=(十)R=譬(

梁的载荷

所以

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一

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56?佳末斯I学院l993年

一

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再由)~3a)一O,可得到

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倒2澍6为一受均载荷用的阶

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解t曲静力平衡方毪求得

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由公式(),(8)可得到:

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第1期吴晓等:剪切变形

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参考文献

s铁辛橱.j孟尔.材料力.北京;科学版社出版,1978,256--263 丸f球.包世.笫构力学北京.高等教育出版,1986.401 Ih.巴悠g蚜薯:西安空坷大学利料力学教研室翻译组译.高材料力学及实用压力 {行.此:机工』Ld{版

王.用奇片两数法术析些变般梁的变.

58?佳未斯I

THEEFFECT0FSHEARDEFORMAT10N0N THEDEFLECT10N0FSTEPWISEBEAM TVuXmoYaoCtmmnei

(1inI;IounlyBraehHm~anTvuniv~sky)(ChangdeTcachersCollege)

ABSTRACTOnthefoundationofconsideringtheeffectofsheardeformation,We obtainthegeneralsolutionofthedeflectionofstepwisebeamwiththebendingmoment connectedandshearingforcesconnectedbyusingthemethodofthesingularfunction showingthebendingstiffnessandshearstiffness.fthestepwiscbeamIntheend.an exampleiscarriedOUtanddiscussed

KEYWORDSStepwisebeam,sheardeformation,singularfunction

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