汪昕
- 作品数：35 被引量：173H指数：7
- 供职机构：东南大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学一般工业技术交通运输工程文化科学更多>>
- 大吨位CFRP拉索的锚固性能及安装参数研究被引量：2
- 2019年
- 研究了大跨斜拉桥用大吨位CFRP拉索的锚固问题和超长拉索带来的特殊安装问题。通过有限元分析方法建立了变刚度荷载传递材料(LTC)锚固系统和斜拉索安装系统的非线性模型。锚固性能方面,优化了荷载传递介质的弹性模量、长度、内锥角、受荷端厚度、界面摩擦系数,并进行了强度校核。拉索安装方面,研究了锚具修正角、拉索两端索力差值和拉索变形等关键参数,并对长度为1 085 m的钢拉索和CFRP拉索的安装参数进行了对比。结果表明:变刚度荷载传递材料减小了锚固区的应力集中。依据各部分材料性能要求,得到了拉力为15 000kN CFRP拉索锚固系统的设计参数,包括钢套筒长度1 000 mm,直径424 mm,壁厚40 mm,内锥度为5°和采用45#高强度结构钢;荷载传递材料加载端半径40 mm,各区段弹性模量取值范围为1～2 GPa(LTC-1)、4～7GPa(LTC-2)、15～25 GPa(LTC-3)、30～40 GPa(LTC-4);各区段荷载传递材料选择为树脂与石英砂混合物(LTC-1和LTC-2)、聚合物砂浆或者高性能混凝土(LTC-3和LTC-4)。拉索安装方面,得到CFRP拉索的锚具修正角、拉索两端的索力差值、拉索变形。对于最长的拉索,主塔锚固点与主梁锚固点的锚固力差值,CFRP拉索是钢拉索的1/6;锚具修正角与拉索长度为正相关,并且CFRP拉索锚具修正角仅为钢拉索的1/4;与钢拉索相比,CFRP拉索的垂度小,锚具修正角减小1°,更利于拉索安装。
- 冯博汪昕吴智深
- 关键词：大吨位CFRP拉索锚固系统
- 玄武岩纤维复合材料性能提升及其新型结构被引量：35
- 2020年
- 纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳的优点,是结构加固增强的理想材料。其中,具有环境友好特性的玄武岩纤维复合材料(BFRP)有望推动工程结构的绿色可持续化发展,得到国家和地方政府的大力支持。为进一步提升BFRP增强工程结构的性能与寿命,还需从BFRP材料性能和结构增强形式等方面进行改善。该文阐述了BFRP高性能化技术,并从设计理念、关键技术和力学性能三个方面,对三种新型BFRP增强结构形式进行了综述,包括高耐久损伤可控BFRP筋/网格-钢筋混合配置混凝土结构、BFRP型材-混凝土组合结构以及BFRP拉索大跨结构,并对BFRP新建结构的发展提出了建议和展望。
- 吴智深汪昕汪昕
- 关键词：高性能化组合桥面板大跨斜拉桥
- 混杂纤维发热格栅增强混凝土板电热性能
- 2022年
- 为研究混杂纤维发热格栅增强混凝土板在实际工程中的升温和化冰效果,并对工程中的实际应用提出相关建议。本文研究了发热格栅增强混凝土板在不同严寒温度下的融雪化冰性能,研究参数包含输出功率、冰层厚度、外部温度和发热间隔。结果显示当输出功率增加时,化冰所需时间减少,热量利用率升高;当设置25 mm发热间隔,采用647 W/m^(2)输出功率时,发热格栅增强混凝土板可以在外界环境-16℃时融化3 mm的冰层,在-9℃时融化6 mm冰层,在此输出功率下外部温度对板件升温过程影响较小;当板面的冰层厚度增加时化冰所需时间随之增加,热量利用率升高;此外,发热间隔为50 mm的格栅升温化冰性能与发热间隔25 mm的格栅相似。在混凝土板的化冰试验中,负载电阻电阻值稳定,电阻变化率始终保持在3.6%以内。
- 苏畅汪昕梁训美赵纯锋沈君乾
- 关键词：融雪化冰
- 斜向索力下钢-混凝土组合索塔锚固区荷载传递与分配关系分析被引量：21
- 2006年
- 为了研究斜拉桥钢混凝土组合索塔锚固区在斜向索力作用下的特殊传力形式,利用变形协调原理分别讨论了水平分项索力和竖向分项索力在索塔锚固区的传力过程和分配关系.在此基础上推导了水平分项索力在钢锚箱和混凝土塔壁之间的分配计算公式.并通过算例比较荷载分配计算公式和有限元模拟分析的结果,验证公式的准确性和适用性.研究结果表明,水平分项索力通过钢锚箱侧板和混凝土侧壁的拉伸以及混凝土端壁的弯曲三者变形协调进行索力传递和分配,钢锚箱侧板承担大部分的水平索力,而混凝土塔壁只分担其余少部分.另一方面竖向分项索力的传递需考虑钢锚箱端板,剪力钉和混凝土端壁的变形协调.可见通过变形协调原理可以有效地分析斜向索力在组合索塔中的传力机理和传递过程,并且根据有限元结果的对比证明荷载分配计算公式能够满足较高的精度.
- 汪昕吕志涛
- 关键词：斜拉桥钢锚箱有限元方法
- 新型玄武岩纤维复合材料(BFRP)锚杆力学性能研究被引量：5
- 2022年
- 针对预应力锚杆的性能需求,开发了单筋型、平行索型和绞索型三种不同类型的预应力玄武岩纤维复合材料(BFRP)锚杆,研究了其拉伸、锚固和拉拔性能。结果表明,以环氧树脂作为黏结介质时,平行索的平均强度最高,达1 319 MPa。绞索由于本身捻度,受扭转作用,相较于平行索刚度和承载力有所下降,但是破坏时整体性更好,不会发生逐根破坏。采用平行-内锥式锚具时,锚杆的破坏模式为试件中间自由段纤维炸裂,锚固效率系数均大于97%。平行索的拉拔极限荷载最高,绞索的拉拔极限荷载最低,但拉拔刚度最高。
- 罗金标彭哲琦汪昕严宗雪林敬辉刘浪
- 关键词：锚具拉拔试验
- 基于随机强度的纤维增强材料拉索多尺度拉伸性能预测被引量：5
- 2019年
- 提出一种基于随机强度的FRP拉索多尺度性能预测模型,采用纤维浸胶纱作为模型的基本组成单元,可实现由浸胶纱到单筋,再到整索的多尺度性能预测。采用同批次的玄武岩纤维和单筋拉索进行验证试验,首先测得浸胶纱和树脂的强度分布规律,输入模型后得到单筋的强度分布,其结果与试验结果相比,在不同可靠度条件下的拟合误差均在10%以内,并且平均弹性模量和平均断裂伸长率的误差均在8%以内。该模型与传统预测方法相比具有显著优势,结果表明,树脂的剪切作用和单元强度的随机性会对拉索强度造成明显影响。
- 彭哲琦汪昕吴智深
- 混杂碳纤维/玄武岩纤维塑料筋的张拉力学性能被引量：4
- 2014年
- 实验研究了碳纤维、玄武岩纤维及其不同混杂比增强乙烯基树脂复合筋的张拉力学性能。结果表明,混杂复合筋的断裂应变随玄武岩纤维含量的增加逐渐增大,且均大于单一碳纤维复合筋的断裂应变,呈现正的混杂效应;弹性模量则随碳纤维相对含量的增大而增大,基本符合混合定律,而混杂筋的拉伸强度的实验值则高于理论值。
- 曹升虎吴智深马凯汪昕
- 关键词：碳纤维玄武岩纤维混杂复合材料力学性能
- 随机-区间混合不确定性下FRP桁架桥多尺度可靠性分析被引量：1
- 2022年
- 桁架结构是FRP材料在新建桥梁结构中应用的主要形式之一,然而由于缺乏设计规范、分析方法和数据信息等,FRP桥梁结构存在真实安全度模糊的问题。针对FRP桁架桥在细-宏观尺度参数均存在不确定性,且同时存在随机不确定性和由于概率信息缺乏而表达为非概率不确定性的问题,提出一种多尺度混合可靠性分析方法,该方法能够处理在概率和非概率不确定性并存的FRP结构中的可靠性分析问题。首先,综合运用多尺度方法及随机-区间混合可靠性分析方法等建立多尺度混合可靠度分析模型,并给出可靠度计算公式。其次,通过理论算例验证所提出算法的有效性和精确性。然后,方法应用于一座GFRP桁架桥,通过有限元分析和参数敏感性分析识别对宏观响应影响最显著的不确定性参数,根据显著参数概率信息的完整性,将其划分为区间变量和随机变量。进一步对桁架桥进行位移控制的可靠性分析和以应力控制的可靠性分析,结果表明细观尺度的材料力学性能对桥梁位移控制的可靠性影响较大,而对应力控制的可靠性影响不明显;对桥梁位移控制和应力控制的可靠性影响最大的参数分别为外荷载和抗拉/压强度。最后,比较了方法与其他3种区间变量的处理方法(不考虑区间变量、作为截断正态分布、作为均匀分布)的可靠性,表明不确定性处理的不合理将导致结构可靠性预测的不准确。
- 周小燚王能威汪昕吴文清吴文清
- 关键词：桥梁工程结构可靠度
- FRP拉索锚固体系优化及其静力性能评价被引量：1
- 2022年
- 针对大吨位多筋FRP拉索锚固存在应力集中、锚固效率低等问题,提出了一种性能可设计的分段变刚度锚固方法,以同源变刚度为设计理念,开发了一种磨碎玻璃纤维改性树脂荷载传递介质。首先,以常用的石英砂改性树脂为对照组,对比分析了2种改性树脂在不同体积掺量下的压缩性能,并利用数值拟合方法揭示了磨碎玻璃纤维改性树脂的压缩强度和弹性模量与体积掺量之间的关系;其次,利用三维实体有限元模型对FRP拉索锚固体系进行了参数分析,并以加载端FRP拉索的应力降低为优化目标;最后,在前述优化基础之上,开展了Φ4-37BFRP拉索的足尺静力试验。结果表明:当改性物体积掺量相同时,磨碎玻璃纤维改性树脂的压缩性能始终优于石英砂改性树脂的压缩性能;磨碎玻璃纤维改性树脂的压缩强度和弹性模量均随着改性物体积分数的增加而增大,且其变化规律符合二次多项式拟合关系(R;>0.98);分段比例为1∶1∶1∶1的磨碎玻璃纤维改性树脂荷载传递介质可有效降低锚固区FRP拉索的应力集中;BFRP拉索总体呈现理想的中部炸裂式破坏,且其荷载-位移关系近似呈线性关系;优化后的拉索锚固体系对BFRP拉索的静力锚固效率为101%,满足规范要求(≥95%);加载后的荷载传递介质未出现损伤,且未与BFRP拉索之间产生滑移;锚固区BFRP拉索的轴向应变自加载端至自由端逐渐减小。变刚度荷载传递介质可以显著减小锚固区加载端BFRP拉索的剪应力集中。
- 周竞洋汪昕吴智深朱中国
- 关键词：有限元优化锚固性能
- FRP拉索静力及蠕变性能的多尺度预测
- 2022年
- 合理而高效的纤维增强复合材料(FRP)拉索性能预测方法可有效解决拉索足尺试验难度大、耗时长等问题。为此,以剪切滞后模型的理念为基础,提出以浸胶纱为基本单元的FRP浸胶纱-单筋-拉索多尺度短期静力与长期蠕变预测模型。相比将纤维单丝作为基本单元的一般模型,该模型具有较高的计算效率,尤其适用于大尺寸FRP拉索的足尺建模分析。以37根4 mm直径单筋的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)拉索作为算例,详细阐述了该模型的建立方法和求解流程,并对静力和蠕变模拟结果进行了分析。其中,模型着重考虑了浸胶纱单元拉伸强度和树脂单元剪切强度的双参数威布尔随机分布、树脂屈服后的界面残余剪应力、浸胶纱单元蠕变断裂寿命模型和树脂基体的长期松弛效应。结果表明:BFRP单筋和拉索静力极限承载力的预测值与试验结果误差均在4%以内,而采用单元平均强度直接换算得到的结果较单筋和拉索预测值分别偏高18.3%和11.3%。在此基础上,模型进一步揭示了由FRP浸胶纱、单筋到拉索的多尺度强度退化规律和拉索内部的短长期损伤演化机理,可为后续拉索性能优化和设计提供支撑。在高应力水平下,较弱单元的提前破坏将直接导致拉索整体过早的失效,进而显著削减整体蠕变寿命;而在低应力水平下,拉索整体的蠕变断裂寿命趋近于浸胶纱单元自身的蠕变寿命。
- 彭哲琦汪昕吴智深
- 关键词：多尺度分析
