半轻钢筋混凝土柱偏心受压性能试验研究

为了研究半轻混凝土偏心受压构件的受力性能及其在结构体系中的应用,通过对6种偏压柱进行单调加载试验,分析了不同偏心距、骨料掺量对构件破坏形态、柱中挠度、侧向挠度、钢筋应变、混凝土应变以及承载力的影响。研究结果表明:石轻混凝土(Gravel Lightweight Concrete,GLWC)、混轻混凝土(Hybrid Aggregates Lightweight Concrete,HALWC)和少陶粒混凝土(Hybrid Aggregates Concrete with Less Ceramsite,HACC)的破坏形态、挠度曲线、应变变化规律和普通混凝土、全轻混凝土构件基本相似;在其他条件相同情况下,HACC构件的刚度比GLWC、HALWC大,而GLWC与HALWC相差不大。由此可知,HACC、HALWC和GLWC构件性能稳定,正截面承载力具有较大的安全储备,能够满足工程要求,HACC、HALWC和GLWC可以作为结构材料代替普通混凝土和全轻混凝土。     

页岩陶粒混凝土叠合板原型堆载试验研究

对4块足尺页岩陶粒混凝土双向叠合板进行了静力堆载试验,并对其变形特征、破坏形态和裂缝开展情况进行了分析;同时对2块足尺页岩陶粒混凝土单向叠合板进行了静力堆载试验,以研究叠合面的滑移特征。结果表明:半普通-半陶粒混凝土叠合板和全陶粒混凝土叠合板均具有良好的整体性和较高的刚度及承载力,能够作为结构楼板使用;同时通过对单向板板侧应变的分析,叠合面不会出现滑移。     

钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁抗弯刚度试验研究

钢纤维全轻混凝土叠浇梁兼具钢纤维全轻混凝土质量轻、抗拉性能好与普通混凝土抗压性能好的优良特性.通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁、2根钢筋混凝土梁和2根钢筋钢纤维全轻混凝土梁的正截面受力性能对比试验,研究分析了钢纤维体积率、钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面抗弯刚度的影响规律,提出了基于有效惯性矩的钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面抗弯刚度计算公式.结果表明:叠浇梁的正截面抗弯刚度随着钢纤维体积率的增加而增大,随着钢纤维全轻混凝土截面高度比例的增大而减小;基于有效惯性矩的抗弯刚度进行叠浇梁的挠度计算结果与试验结果符合良好.     

钢纤维全轻混凝土叠浇梁斜截面受剪疲劳性能的试验研究

为了充分发挥钢纤维全轻混凝土对钢筋混凝土结构的基本性能、抗冻融能力等的增强作用,通过在一定高度的钢纤维全轻混凝土上浇筑普通混凝土的方法研发了一种新型钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁。在承受疲劳荷载作用的情况下,需要明晰钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的疲劳性能及其设计方法。为此,进行了钢纤维全轻混凝土截面高度和钢纤维掺量变化的10根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的斜截面受剪疲劳性能试验,研究了不同疲劳破坏特征受疲劳荷载上限值和剪跨段斜裂缝初始宽度的影响机理。结果表明:疲劳荷载上限值控制了斜裂缝初始宽度和箍筋的初始应力幅,并对疲劳寿命产生了显著影响。随着疲劳荷载上限值的增大,斜裂缝宽度发展迅速,叠浇梁因箍筋脆性断裂而发生疲劳破坏;疲劳过程中超载导致斜裂缝宽度和箍筋应力幅的突然增大,是造成疲劳破坏的主要原因之一。考虑受拉区钢纤维全轻混凝土的增强作用,提出了叠浇梁斜裂缝宽度计算公式和疲劳次数验算公式。     

预应力RPC-NC叠合梁弯曲疲劳性能试验分析

为研究预应力活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)叠合梁的弯曲疲劳性能,以中国铁路32 m跨度T型梁为原型,设计并制作了4根完全相同的缩尺模型RPC-NC叠合梁,其中1根梁进行静载试验另外3根梁进行等幅疲劳试验.对试验梁在不同疲劳加载循环下的正截面应变分布、受压区NC应变变化、裂缝发展、疲劳挠度及刚度发展的变化规律进行了分析,并将疲劳加载后未发生疲劳破坏的叠合梁、未经历疲劳加载的叠合梁以及相同结构尺寸和配筋情况下的普通混凝土梁的静力弯曲性能进行对比.结果表明:和普通混凝土适筋梁相同,RPC-NC叠合梁的疲劳破坏由非预应力纵筋疲劳断裂引起;在疲劳荷载作用下,截面应变沿截面高度始终近似呈线性分布,RPC-NC叠合梁正截面变形符合平截面假定;疲劳加载结束后,未发生破坏的RPC-NC叠合梁和疲劳加载前相比延性有所下降,但仍大于未经历疲劳加载的普通混凝土梁.根据试验结果,拟合得到试验梁与疲劳加载循环次数有关的刚度退化公式,可为RPC-NC叠合梁的设计提供一定的参考.     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能研究

目的研究再生混凝土梁正截面受力变形性能和破坏特征与普通混凝土梁的差别.方法参照普通混凝土配合比设计方法配制再生粗骨料混凝土,对4组截面尺寸及配筋率相同,再生粗骨料取代率分别为0、5%、10%、15%的混凝土梁进行抗弯试验.结果再生混凝土梁正截面受力过程中,同样具有弹性、开裂、屈服和极限4个阶段;再生混凝土梁与普通混凝土梁的受弯破坏机理基本相同.在相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩略小于普通混凝土梁,极限抗弯承载力接近于普通混凝土梁.结论采用现行《混凝土结构设计规范》公式计算再生粗骨料掺入量为5%~15%再生混凝土梁的极限弯矩、开裂弯矩、最大裂缝宽度依然是可行的,但挠度公式需进行调整,乘以1.20倍的系数.     

全轻混凝土柱偏心受压性能试验研究

为形成集承重、轻质、节能于一体的多层建筑结构体系,推广全轻混凝土在结构体系中的应用,需对全轻混凝土柱偏心受压性能进行试验研究.试验共设计偏心受压柱6根,对比分析不同配筋、不同偏心距对偏心受压柱的破坏形态、变形特点和承载性能的影响.试验结果表明,全轻混凝土偏心受压柱破坏特征、挠曲模式及截面应变分布与普通混凝土柱基本一致,而且承载力高、延性好,全轻混凝土可作为结构材料替代普通混凝土.     

型钢再生混凝土梁的抗弯性能试验研究

为了充分了解型钢再生混凝土梁的破坏特征,对4组型钢再生混凝土梁进行抗弯静载试验,了解型钢再生混凝土梁从开始加载直至破坏各个阶段的受力特点和变形特征,分析不同粗骨料取代率和钢筋配箍率对其受力性能的影响。研究表明,取代率不同对型钢再生混凝土梁的极限承载力的影响甚微,配箍率对型钢混凝土梁的裂缝间距及裂缝发展有一定影响,型钢再生混凝土梁截面基本符合平截面假定。     

配置500MPa钢筋的混凝土梁受弯性能试验研究

采用两点对称集中的同步分级加载方式,对14根配500 MPa钢筋的混凝土梁进行静力加载试验,了解其受弯破坏形态、受弯承载力、裂缝分布及变形等情况,为工程中推广应用500MPa钢筋提供试验依据。同时对其中6根配置表层钢筋的混凝土梁进行受弯承载力、裂缝形态及变形的对比分析。试验结果表明,此类构件的受力性能与普通钢筋混凝土受弯构件基本相同,可按照现行《混凝土结构设计规范》计算试验梁受弯承载力和变形,但裂缝宽度计算值偏大。同时,在构件的混凝土保护层中配置表层钢筋能有效控制裂缝间距和裂缝宽度,并能在一定程度上提高构件的刚度。根据试验结果,建议了此类构件的裂缝间距和裂缝宽度计算公式。     

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.     

重复荷载作用下钢-碳纤维复合筋混凝土梁变形性能分析

为研究钢-碳连续纤维复合筋(SFCB)混凝土梁在重复荷载作用下的变形性能, 对SFCB 混凝土梁进行重复荷载下的弯曲试验, 分析试验梁在不同荷载水平重复作用下的破坏模式、荷载挠度反应及刚度退化规律等。试验表明: SFCB 混凝土试验梁会出现因锚固不足而引发的弯剪破坏特征, 有限的荷载重复作用对试验梁极限承载力没有明显影响。SFCB 混凝土试验梁屈服后恢复性能比普通钢筋混凝土试验梁优越;钢芯屈服前, 现行规范中SFCB 混凝土梁挠度计算值与试验值较为接近, 钢芯屈服后, 计算值逐渐小于试验值, 荷载越大差异越为明显, 应充分考虑SFCB 弹性模量的变化和相对滑移的影响。     

考虑初始裂缝的GFRP筋混凝土梁受弯性能试验

基于12根带初始裂纹的GFRP筋混凝土梁进行了弯曲性能试验研究,在考虑初始裂缝和混凝土标号等因素的情况下,对试件受弯承载力、破坏模式及裂缝扩展过程进行研究和分析。结果表明:初始裂缝的存在对GFRP筋混凝土梁的破坏形式没有明显影响;随着荷载的增加,考虑初始裂缝和不考虑初始裂缝的GFRP筋混凝土梁均由于受压区混凝土压碎而破坏;相同混凝土标号情况下,带初始裂缝试件跨中挠度与无初始裂缝试件的相比略大;混凝土标号对带初始裂缝GFRP筋混凝土梁的刚度有所影响,随着混凝土标号的提高,初始裂缝对试件所造成的承载能力降低的趋势有所减缓。     

LC40全轻页岩陶粒钢纤维混凝土三轴受压试验研究

利用大连理工大学的大型静、动真三轴试验机,对强度等级为LC40的全轻页岩陶粒混凝土和掺入钢纤维的钢纤维页岩陶粒混凝土进行了等比例三轴受压试验.试验中,观察了试件的破坏形态,测得了试件的三轴受压极限强度、塑性应变、峰值应变、总应变以及应力-应变曲线.结果表明,全轻页岩陶粒混凝土以及掺入钢纤维以后的钢纤维陶粒混凝土在三轴受压状态下,强度和变形较单轴受压有显著增大,并伴随有明显的平台流塑现象.因此,在工程设计中将应力平台流塑段强度及其对应的塑性应变作为轻骨料混凝土的设计强度和设计应变.最后,基于八面体应力空间建立了其相应的破坏准则,拉、压子午线与静水压力轴在高压应力区有交叉点,其破坏曲面是闭口的、子午线光滑、外凸的曲线,且钢纤维页岩陶粒混凝土的破坏包络面被相应的不掺钢纤维的页岩陶粒混凝土所包围.     

钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁裂缝宽度试验研究

根据钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁、钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的受弯性能试验,结合裂缝分型统计分析,研究了纵向受拉钢筋配筋率和钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面主要裂缝分布平均间距、平均宽度和最大宽度的影响规律,提出了钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正截面裂缝计算公式。研究成果为钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正常使用极限状态裂缝验算提供了计算方法。     

碱式硫酸镁水泥混凝土梁剪切破坏的试验研究

为了探索碱式硫酸镁水泥混凝土在结构工程中的应用,本文进行了14根碱式硫酸镁水泥混凝土梁的抗剪性能试验,测试了静载下梁的挠度、承载力、裂缝扩展、箍筋和混凝土的应变等。试验结果表明:两种材料梁的破坏模式有一定差异;对比普通混凝土梁,碱式硫酸镁水泥混凝土梁在开裂荷载等方面具有一定优势(开裂弯矩大约10%);随着碱式硫酸镁水泥混凝土强度的提高,梁的抗裂、抗剪承载力提高,变形变小,但延性降低。现行的普通混凝土梁剪切刚度、挠度计算等公式适用于碱式硫酸镁水泥混凝土梁,但承载力和裂缝宽度计算公式需要修正。试验结果表明碱式硫酸镁水泥混凝土可应用于钢筋混凝土斜截面破坏梁。     

高效利用CFRP加固预裂混凝土梁

为了更有效应用碳纤维布进行结构加固,对6根不同配筋率的预裂钢筋混凝土梁进行CFRP加固加载试验,研究了在采用半包粘贴CFRP加固方式时,不同配筋率和不同碳纤维布层数对梁的极限承载力恢复程度、破坏形态和裂缝开展情况的影响.分析结果表明,碳纤维布在很大程度上提高了试验梁的整体刚度,改变了加固梁的破坏形态,采用半包式粘贴纤维布能较好地限制碳纤维布与混凝土之间的剥离,使之恢复到预裂时的极限承载力,满足正常使用要求.     

采用碱式硫酸镁水泥的钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为了探讨碱式硫酸镁水泥混凝土梁受弯状态下的力学性能与普通混凝土梁的异同,本文通过对16根不同配筋率、不同强度等级的新型碱式硫酸镁水泥混凝土梁进行抗弯试验,研究其正截面受力全过程和破坏形态。试验结果表明:平截面假定仍然适用;碱式硫酸镁水泥混凝土梁的破坏形态及承载力-挠度曲线与普通硅酸盐混凝土梁相似;碱式硫酸镁水泥混凝土梁开裂弯矩比普通混凝土梁高约20%;新建的碱式硫酸镁水泥混凝土梁抗弯承载力计算模型,考虑了受拉区混凝土的贡献,按构件整体截面在受荷过程中抗弯性能的降低来考虑梁的承载力;新建的最大裂缝宽度计算公式需将现行计算公式乘以修正系数1.5,挠度计算公式应乘以1.1的修正系数。     

钢筋混凝土梁电化学锈蚀及受弯承载力试验研究

设计电化学加速锈蚀试验,对钢筋混凝土梁进行加速退化,并对混凝土梁中钢筋锈蚀程度进行宏观、定量评定. 通过对试验梁锈蚀后的加载试验,研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁受弯承载力的影响. 试验结果表明:钢筋锈蚀对于钢筋混凝土梁的破坏形式和受弯承载能力有影响;严重的钢筋锈蚀对梁的刚度有明显的影响;钢筋对弯曲裂缝开展的抑制作用随着锈蚀程度的加深而降低.     

钢筋碱式硫酸镁水泥混凝土梁抗弯性能试验研究

为了探讨碱式硫酸镁水泥混凝土梁受弯状态下的力学性能与普通混凝土梁的异同,本文通过对16根不同配筋率、不同强度等级的碱式硫酸镁水泥混凝土梁进行抗弯试验,研究其正截面受力全过程和破坏形态。试验结果表明:平截面假定仍然适用;碱式硫酸镁水泥混凝土梁的破坏形态及承载力-挠度曲线与普通硅酸盐混凝土梁相似;碱式硫酸镁水泥混凝土梁开裂弯矩比普通混凝土梁高约20%;本文的碱式硫酸镁水泥混凝土梁抗弯承载力计算模型,考虑了受拉区混凝土的贡献,按构件整体截面在受荷过程中抗弯性能的降低来考虑梁的承载力;最大裂缝宽度计算公式需将现行计算公式乘以修正系数1. 5,挠度计算公式应乘以1. 1的修正系数。碱式硫酸镁水泥混凝土可代替普通混凝土用于梁正截面抗弯。     

纤维加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

为了对钢筋混凝土梁进行抗剪加固试验研究,采用碳纤维和玻璃纤维两种材料分别对钢筋混凝土梁剪压区进行加固,并进行了对比试验,试验梁两端简支,在梁跨方向三分点处进行两点加载试验,量测试验梁的应变和变形,观测了裂缝形态和发展趋势。结果表明,采用纤维对钢筋混凝土梁进行剪切加固后,其抗剪强度明显提高,但对梁的刚度和变形影响较小。