EB-FRP及HB-FRP加固预裂RC梁对比试验研究

为验证FRP螺栓加固新技术的合理性,结合现役钢筋混凝土桥梁带裂缝工作的特点,采用表面粘贴FRP（EB-FRP）加固技术和FRP螺栓混合加固技术（HB-FRP）,分别对不同预裂度的钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固,通过两点对称加载抗弯试验研究加固预裂梁的受力特性和破坏模式,分析裂缝分布对加固预裂梁的剥离荷载及FRP材料利用率的影响。试验结果表明,与表面粘贴FRP加固技术相比较,采用FRP螺栓混合加固的预裂梁,抗弯极限承载能力提高30%～44%,加固后结构的破坏表现为明显的延性,改善了FRP脆性剥离破坏模式;另外,钢筋混凝土梁裂缝对FRP的剥离荷载、FRP材料的利用率及梁的破坏模式影响显著。     

不均匀锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究

制作了12根钢筋混凝土适筋梁,为模拟既有钢筋混凝土梁在实际情况下的受荷状态,对其中10根梁进行预裂加载,然后采用电化学方法进行快速锈蚀,最后采用四点弯曲试验对钢筋混凝土梁进行加载.研究表明:锈蚀后的钢筋呈现出沿截面和长度两个方向的不均匀锈蚀,预裂裂缝位置处钢筋锈蚀较为严重;采用沿长度方向不均匀锈蚀表征参数建立平均锈蚀率与最大锈蚀率的关系,在此基础上给出的梁抗弯承载力计算公式,其计算结果具有较好的精度,与试验值吻合较好.     

用CFRP加固预裂钢筋混凝土梁的疲劳特征的研究

通过对碳纤维织物加固的预裂钢筋混凝土(RC)梁的三点弯曲试验,给出了其疲劳特征实验研究结果.RC梁(200 mm×150 mm×700 mm)被施加预载直到所产生的两裂缝的宽度之和为0.7 mm,然后用碳纤维织物进行抗弯和抗剪加固.碳纤维织物在裂缝处的联结作用,可使RC梁在静载和疲劳载荷作用下其裂缝宽度减小,且在碳纤维和钢筋间产生应力重分布.实验结果表明,通过碳纤维织物加固的预裂钢筋混凝土梁,其刚度、极限结构强度及极限疲劳强度都得到明显改善.     

基于等效截面惯性矩的钢筋混凝土梁抗弯刚度计算方法

基于等效截面惯性矩概念,结合钢筋混凝土梁荷载-挠度曲线呈3阶段变化的特征,建立了钢筋混凝土梁在正截面开裂前和开裂后至纵向受拉钢筋屈服前的2阶段与作用弯矩相关的抗弯刚度计算公式.以纵向受拉钢筋配筋率和混凝土强度等级为变化参数,对12根钢筋混凝土梁进行受弯性能荷载试验.通过对比分析试验梁抗弯刚度的实测值与计算值,验证了所提计算方法的科学性和实用性.     

剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能与抗弯承载力分析

通过对剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能的试验研究,验证其平截面假定,得到试验梁的荷载-跨中挠度曲线、钢筋荷载-应变曲线和破坏形态,并对试验梁的开裂荷载和抗弯承载力进行理论分析.试验结果表明:剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁和自密实轻骨料混凝土梁均满足平截面假定;掺加剑麻纤维或增加配筋率,能有效改善试验梁的裂缝形态并提高抗弯刚度,当剑麻纤维掺量为2 kg/m3时裂缝条数最多,但间距和宽度最小,韧性最好;剑麻纤维对自密实轻骨料混凝土梁的开裂荷载有一定影响,当剑麻纤维掺量为3 kg/m3时,开裂荷载提高最大为40%;开裂荷载和极限荷载建议采用本文修正后的推导公式计算,可与试验值吻合较好.     

火灾后装配式钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

开展受火灾作用装配式钢筋混凝土结构承载性能的研究,对于推动装配式钢筋混凝土结构的应用与发展具有实践意义。文章设计了3根两端为预制部分,跨中钢筋采用灌浆套筒连接并后浇混凝土的足尺装配式钢筋混凝土简支梁试件,对其进行了经历火灾后的抗弯性能静载试验,观察分析了装配式钢筋混凝土梁经历火灾高温作用后的抗弯性能劣化规律以及装配后浇部位的整体工作性能。结果表明：升温过程中,试验梁截面内存在明显的温度梯度,距离受火面较远的测点温度达到峰值存在滞后性;常温及高温自然冷却后装配式钢筋混凝土梁受弯性能试验中,试件均发生了受拉钢筋屈服、梁顶受压区混凝土被压碎的正截面受弯破坏,后浇连接部位没有出现明显的异常破坏现象,装配连接的整体工作性能良好;受火作用时间对装配式钢筋混凝土梁的开裂荷载、抗弯刚度、极限承载力以及延性性能等有明显不利影响。在试验研究基础上,运用有限元分析软件,数值模拟分析了火灾后的装配式钢筋混凝土梁的静力抗弯性能,分析对比了试验结果,两者比较吻合。     

钢筋外裹BFRP布混凝土梁力学性能试验

为了研究钢筋外裹BFRP布后混凝土梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力及刚度,开展了钢筋混凝土梁抗弯试验.试验结果表明:与普通钢筋混凝土梁相比,钢筋外裹BFRP布后,梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力和刚度都有所提高.不同直径钢筋,梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力和刚度等提高程度不同.通过钢筋外裹纤维布的方法,能够有效地提高构件的承载力和抵抗变形能力,改善构件的抗震性能.提高了构件的耐久性,延长了建筑物的使用寿命.     

纵筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究

通过6根锈蚀程度不同的钢筋混凝土简支梁和2根无锈蚀对比梁抗剪性能试验,研究了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面破坏过程和特征,结果表明:纵筋锈蚀造成混凝土和钢筋之间粘结能力下降,纵筋和混凝土之间容易出现滑移,裂缝开展较快;纵筋锈蚀降低了受弯构件抗弯刚度和受剪承载力。     

钢筋锈蚀对混凝土梁抗弯性能影响试验

目的 对在役钢筋混凝土结构进行耐久性评定和剩余寿命预测,为新建项目进行耐久性预评估和寿命设计提供参考.方法 对12根钢筋混凝土梁进行快速锈蚀试验和梁的抗弯性能试验.同时对48根不同锈蚀率的钢筋进行拉伸试验,选用6根未锈蚀钢筋进行对比,研究锈蚀钢筋力学性能退化机理.结果 钢筋混凝土梁跨中截面混凝土压应变随着锈蚀率的增加先减小后增大.锈蚀率为3.53％的梁的开裂荷载稍大于未锈蚀梁的开裂荷载,而锈蚀率为8.07％的梁的开裂荷载明显比锈蚀率3.53％的梁低.锈蚀钢筋应力应变曲线发生较大变化,屈服点不明显,其性能近似脆性材料,相关构件易发生无预兆的脆性破坏.结论 锈蚀梁纯弯段内平均应变的分布形式仍符合平截面假定,推导出的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式可用于实际工程计算中.     

HRB400高强钢筋在混凝土构件中的应用研究

将HRB400钢筋用于混凝土构件,通过集中荷载作用下T型截面简支梁的试验,研究分析了高强钢筋混凝土简支梁的抗剪工作性能,斜裂缝出现和扩展特征,并对影响梁的斜向开裂荷载及裂缝发展的因素进行了讨论．     

自密实混凝土无腹筋梁抗剪性能

为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态,进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁（8根自密实混凝土和4根普通混凝土）的剪切破坏试验,变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）、Zsutty拟合公式、美国规范（ACI318-11）抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据,将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明：自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同,自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑;Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近;GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合,但偏于不安全;美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大;自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。     

GFRP/钢绞线复合筋混凝土梁开裂性能试验

为了研究GFRP/钢绞线复合筋混凝土梁的开裂性能,设计了5根GFRP/钢绞线复合筋混凝土梁试件,并对混凝土梁试件进行三分点静载试验研究,试验变量为混凝土梁截面尺寸和混凝土保护层厚度.在系统分析试验数据的基础上,提出GFRP/钢绞线复合筋混凝土梁抗裂承载力与最大裂缝宽度的计算方法,并给出使用荷载作用下的裂缝宽度限值.     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯刚度试验

为了进一步研究高强钢筋混凝土梁的刚度计算方法,进行了15根HRB500级钢筋混凝土简支梁及2根HRB335级钢筋混凝土对比梁的试验,详细分析了HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能。结果表明：HRB500级钢筋混凝土简支梁正截面符合平截面假定,实测挠度比现行规范计算值略大,相对误差在6%左右,根据该试验和收集的部分高强钢筋混凝土梁的试验数据分析结果,提出了修正后适合HRB500级钢筋混凝土梁的刚度公式,且采用该修正后的公式计算HRB500级钢筋混凝土梁的跨中挠度具有更高的精度。     

GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法

为研究GFRP筋活性粉末混凝土梁抗裂性能,进行8根GFRP筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验,获得这类梁的开裂荷载试验值.参照普通钢筋混凝土梁正截面抗裂度计算方法,结合活性粉末混凝土受拉应力-应变关系,建立GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算模型,得到与配筋率成线性关系的截面抵抗矩塑性影响系数的计算公式.将按此公式计算得到的开裂荷载计算值与试验值进行对比,结果表明两者吻合良好.由此得到GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法.     

钢筋混凝土梁中锈蚀钢筋粘结性能的试验研究

采用梁式粘结试件研究了钢筋锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响.通过干湿交替来模拟海洋环境的潮汐和浪溅区,对钢筋施加外部直流电加速钢筋腐蚀,从极限粘结强度、自由端滑移、锈胀开裂前后的破坏形态以及锈胀裂缝对粘结强度的影响等方面研究了锈蚀钢筋与混凝土的粘结特性.结果表明,当腐蚀水平低时,钢筋与混凝土之间的粘结有一定程度的提高,极限粘结强度增加,而在极限粘结强度时的滑移随腐蚀程度增加而降低;锈胀开裂后,随着腐蚀水平的增加,钢筋与混凝土的粘结逐渐退化,粘结强度减小,破坏脆性特征明显.     

简支深肋组合扁梁受弯性能试验

目的研究简支深肋组合扁梁的受弯性能，考察粘结力变化对其抗弯刚度和承载力的影响．方法对两根尺寸相同但钢梁与混凝土交界面处理状况不同的试件进行静力单向加载试验．结果得出荷载变形关系及截面应变分布特征，由荷载-跨中挠度关系曲线知粘结力的削弱没有影响到组合扁梁的承载力．弹性受力阶段钢梁和受压区混凝土的横向应变分布均匀，截面竖向中线的应变近似成线性分布．结论粘结力的变化对其抗弯刚度和承载力的影响很小，钢梁与受压区混凝土在弹性受力阶段能够近似保持平截面，板肋处混凝土分担的荷载很小．     

混凝土梁腐蚀疲劳刚度衰减规律

为研究腐蚀环境下钢筋混凝土梁的刚度衰减规律,对空气环境、淡水环境、盐水环境中的试验梁在循环荷载作用下的混凝土模量和试验梁的刚度进行了分析.根据钢筋混凝土梁在腐蚀疲劳下钢筋与混凝土的应变、残余应变、挠度等试验结果,得到了受弯构件正截面混凝土腐蚀疲劳模量降低率和构件腐蚀疲劳刚度的衰减规律.结果表明,虽然试验过程中混凝土并没有遭受明显腐蚀,但其疲劳模量却有所降低,降低的速率依试验环境的不同而不同.主要是钢筋腐蚀疲劳发展,截面协同工作的结果.试验梁的腐蚀疲劳刚度降低速率亦较快,在不同的腐蚀环境中疲劳刚度降低的速率也不同,以盐水环境中刚度衰减的最快.主要原因是构件中钢筋腐蚀疲劳裂纹的不断扩展导致构件刚度的降低.     

倒L形型钢混凝土梁扭转刚度分析及强度计算

设计了2根倒L形钢筋混凝土对比梁和6根倒L形实腹式配钢型钢混凝土梁进行纯扭试验,主要从工字钢保护层厚度、混凝土的强度及配筋率等参数的变化来分析对扭转刚度的影响,另外,还给出了倒L形实腹式配钢型钢混凝土梁纯扭的开裂扭矩的计算方法,为工程实际应用提供参考。     

基于ANSYS的再生混凝土梁抗裂性能有限元分析

为分析不同掺量硅粉和聚丙烯纤维对再生混凝土梁抗裂性能的影响,对5根再生混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、应力分布和荷载-挠度曲线进行了ANSYS有限元分析。结果表明：硅粉和聚丙烯纤维的掺入,提高了再生混凝土的强度和整体刚度,使得梁抵抗拉应力的能力提高,抗裂性能增强、延性提高,开裂荷载和极限荷载均增大。当硅粉掺量为8%,聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,试件的开裂荷载和极限荷载达到最大值,分别为23.66 kN和128.5kN,较SF₀P₀均提高20%以上。