组合封闭箍筋混凝土梁受扭性能试验研究

采用自行研发的受扭试验装置,研究采用组合封闭箍筋且两次浇筑的混凝土叠合梁受扭性能。对比试验分2批,第一批试验包括12根梁试件,研究参数考虑箍筋形式和配筋率。第二批试验包括8根梁试件,参数选取浇筑方式和配筋率。研究表明,相比采用传统箍筋的梁,采用组合封闭箍筋的梁受扭极限承载力降低幅度约3.7%。叠合界面的存在对梁受扭也有不利影响。第二次浇筑的强度较高的混凝土有助于提高梁受扭极限承载力,研究显示提高幅度约6.7%。可以近似认为组合封闭箍筋叠合梁与传统箍筋整浇梁具有相同的受扭性能,前者受扭极限承载力设计值仍采用我国规范推荐的方法计算。     

肋形混凝土模板叠合梁抗剪性能研究

为检验使用带肋纤维混凝土模板叠合梁的抗剪性能,设计制作了使用带肋纤维混凝土模板叠合梁和同混凝土级别、同规格、同配筋的整浇梁各2根,进行了抗剪性能试验。试验结果表明:叠合梁与整浇梁破坏特性相同;叠合梁抗剪能力高于整浇梁,斜截面开裂荷载平均提高30.2%,极限荷载平均提高16.9%;叠合梁主斜裂缝角度和宽度均小于整浇梁。本成果可为该种模板的推广使用提供依据。     

装配式钢筋混凝土叠合梁抗火性能研究

为研究装配式建筑中由于两次浇筑混凝土而形成的叠合面对钢筋混凝土叠合梁抗火性能的影响，开展了3个钢筋混凝土叠合梁和2个钢筋混凝土整浇梁的火灾试验，研究荷载水平对叠合梁抗火性能的影响，并与整浇梁的抗火性能进行对比分析。火灾试验时，测试梁截面上的温度场、竖向挠度，观察梁在火灾下的试验现象和破坏特征。研究结果表明：火灾下，叠合梁和整浇梁在最大竖向挠度变形达到跨度的1/20时均未发生坍塌，但在临近停火前15 min具有较快的变形速度，呈现不稳定的平衡状态；在相同荷载水平下，叠合梁和整浇梁的耐火极限基本一致；叠合梁的叠合面上出现水平剥离裂缝，且在板块接缝处有一定程度的爆裂；以荷载比为0.3的叠合梁耐火极限149 min为基准，荷载比为0.5和0.7的叠合梁的耐火极限分别减少24.8%和41.6%,荷载比影响较为显著。基于试验结果，验证了基于弯矩-曲率关系曲线提出的耐火极限评估方法的有效性。     

肋形混凝土永久梁模板叠合梁抗弯性能试验研究

为研究预制肋形混凝土永久梁模板叠合梁抗弯性能,设计制作了使用预制肋形混凝土永久梁模板叠合梁和同规格、混凝土级别、配筋的整浇梁进行抗弯试验,结果表明,预制肋形混凝土永久梁模板与新浇混凝土结合良好,整体性满足要求;叠合梁抗弯承载能力高于整浇梁,平均开裂荷载提高28.5%,平均屈服荷载提高17.6%,平均极限荷载提高16.3%;变形(挠度)小于整浇梁,裂缝比整浇梁推迟且细而密,可为该种模板的设计使用提供依据。     

再生混凝土U型叠合梁抗剪性能

通过3根再生混凝土U型叠合梁和1根再生混凝土整浇梁的抗剪性能对比试验,研究了U型叠合梁和整浇梁的裂缝发展、破坏形式和抗剪承载力.试验结果表明:再生混凝土U型叠合梁的抗剪破坏形式和受力机理与整浇混凝土梁类似,再生混凝土U型叠合梁的抗剪承载力计算可参照整浇梁的抗剪承载力计算方法.     

再生混凝土叠合梁抗剪性能试验

通过三根再生混凝土叠合梁和一根再生混凝土整浇梁的抗剪性能对比试验,研究了叠合梁和整浇梁的裂缝发展、破坏形式和抗剪承载力。试验结果表明:再生混凝土叠合梁的抗剪破坏形式和受力机理与整浇普通混凝土梁类似。取代率高的再生混凝土叠合梁抗剪承载力略低于取代率低的再生混凝土整浇梁。     

HRB500钢筋轻骨料混凝土叠合梁受弯性能试验研究

对3根不同配筋率下采用HRB500组合封闭箍筋和纵筋的钢筋轻骨料混凝土叠合梁和3根对比试件进行了受弯性能试验,对叠合梁的正截面受弯承载力、抗裂性、挠度以及裂缝开展情况进行了分析。结果表明:采用HRB500组合封闭箍筋和纵筋的钢筋轻骨料混凝土叠合梁的破坏形态、受弯性能与整浇对比梁相近,梁正截面的平截面假定仍然适用,正截面受弯承载力、开裂荷载及挠度仍可按照现行规程JGJ 12—2006中的计算公式计算。     

后浇整体式预制混凝土梁-板子结构抗连续倒塌机理研究

为研究后浇整体式预制混凝土(PC)结构的抗连续倒塌性能,设计并制作了两个2跨1/3缩尺后浇整体式PC梁-板子结构模型。试验中采用堆加均布荷载与Pushdown结合的加载方式研究其在边柱失效下的抗力曲线与破坏模式。试验结果表明：后浇整体式PC结构中预制板的整体性较好,开裂主要集中在预制板与梁交界处;在加载过程中PC子结构可有效发展二级抗力机制提供附加抗力;预制板沿短跨布置的子结构抗倒塌性能优于沿长跨布置子结构。随后通过有限元软件LSDYNA进行精细化有限元建模,研究PC子结构去柱后荷载重分配机理和新旧混凝土界面黏结强度对其抗倒塌性能的影响规律。有限元分析表明：预制板结合后浇叠合层可以保证楼板体系的整体性从而提升荷载重分布能力,塑性铰出现在梁端而不是柱端;沿短跨布置预制板与后浇叠合层在加载过程中的平均抗力贡献占比高达54%;新旧混凝土界面黏结强度对结构整体性有一定影响;但是当界面黏结强度降低不超过50%时,对结构的抗力影响不大。     

混凝土叠合梁受力性能与设计方法研究进展

混凝土叠合结构是在预制构件上后浇一层混凝土而形成的一种装配整体式混凝土结构,具有整体性好、施工速度快等优点.本文在较系统地查阅相关资料的基础上,对混凝土叠合梁的受力性能与设计方法最新研究进展进行了分析与研究.研究表明:一次受力叠合梁的受力性能与整浇粱相似,而二次受力叠合梁在受力过程中存在着受拉钢筋和箍筋"应力超前"、后浇混凝土"受压应变滞后"与"剪应力滞后"等现象;除叠合面受剪外,一次受力叠合梁的设计方法与整浇粱类似.而二次受力叠合梁可在整浇梁设计的基础上,考虑二次受力的影响进行设计.     

梁板叠合构件斜截面受力性能试验研究

设计制作了9根梁板叠合构件和3根梁板整浇构件进行静力受剪性能试验,研究试件的开裂荷载、裂缝形态和发展规律、极限荷载及破坏形态等。结果表明:支座与加载点连线中部位置上的主要受力箍筋发生屈服,最终腹剪斜裂缝两侧混凝土产生明显错动,构件破坏,且均呈剪压破坏形态;叠合构件在最端部传剪器处会产生斜向支座方向的裂缝;叠合面上从构件端部至加载点范围产生水平裂缝;剪跨比对受剪承载力的影响大,箍筋间距对发生剪压、斜拉破坏的构件受剪承载力的影响较发生斜压破坏的试件明显。     

新型组合封闭箍筋叠合梁抗震与受扭性能试验研究

通过2个足尺模型抗震试验和2个缩尺模型抗扭试验,对一种采用新型组合封闭箍筋叠合梁的受力性能进行了研究。研究表明,采用该种新型组合封闭箍筋的混凝土叠合梁不仅构造简单、便于施工,同时具有良好的抗震与抗扭性能。在低周反复荷载下,试件均表现为梁跨中纯弯段局部混凝土压碎、纵筋受压屈服并向外鼓出;在纯扭作用下,试件主裂缝均为约45°夹角的螺旋状,最终破坏均为纵筋及箍筋受拉屈服,混凝土压碎;新型组合封闭箍筋叠合梁的受弯承载力和受扭承载力较相应的现浇对比梁分别高约9.6%和5.2%;新型组合封闭箍筋叠合梁的受弯延性系数和扭转延性系数分别为6.37和11.98,较相应的现浇对比梁分别高约6.7%,9.7%。     

钢筋套筒挤压搭接连接叠合次梁-主梁连接节点受力性能试验研究

为研究后浇段设置在次梁端与主梁侧面之间、叠合次梁预制部分纵筋采用套筒挤压搭接连接的叠合次梁-主梁连接节点的受力性能,进行了1个端节点和1个中节点试件在次梁悬臂端竖向荷载作用下的静力试验。研究结果表明：次梁受压、受拉纵筋套筒挤压搭接接头可有效传力,套筒没有出现裂纹,钢筋没有发生滑移;次梁预制混凝土与后浇混凝土结合面未见破坏,次梁的破坏形态为固端一倍梁高范围内类似深梁的斜截面弯曲破坏,可以采用“拉-压杆”模型解释次梁的受力机理、截面应变分布;次梁的实测承载力与《混凝土结构设计规范》正截面受弯承载力预测值的比值平均为1.37,与“拉 压杆”模型承载力计算值的比值平均为1.09。     

组合封闭式箍筋双筋混凝土梁受弯性能试验研究

组合封闭式箍筋的使用是预制装配整体式混凝土结构关键技术之一。试验研究采用组合封闭式箍筋的双筋混凝土梁受弯性能。试验分两批:第一批试验包括13根一次浇筑梁试件,目的是考察不同箍筋形式梁受力性能差异;第二批6根叠合梁试件,考察足尺和叠合梁受弯力学性能。其他研究参数还包括受压纵筋和箍筋间距。研究表明,对于一次或叠合浇筑的双筋混凝土梁,组合封闭式箍筋可以对受压纵筋提供有效侧向约束,受压纵筋没有在梁破坏之前失稳。在本研究参数范围内,配置组合封闭式箍筋和传统封闭式箍筋双筋梁的受弯性能没有区别,可采用相同的计算方法预测受弯性能。     

装配式结构叠合梁叠合面抗剪承载力研究

装配式结构中的叠合梁是指采用预制梁上后浇筑混凝土形成整体的受力构件梁。叠合梁的抗弯性能和斜截面抗剪性能的发挥和现浇混凝土梁差别不大,但因新旧混凝土存在叠合面,一旦叠合面发生破坏就会使整个构件破坏迅速发展。针对这个问题,从理论研究、试验研究和有限元研究三个层面进行了分析总结。     

插筋灌浆连接水平拼缝受剪性能试验研究与有限元分析

对4个采用插筋灌浆连接的装配式混凝土剪力墙连接试件进行静力加载试验,采用已有的界面受剪承载力计算方法进行计算,并与试验结果进行对比。采用有限元分析软件Msc.Marc对插筋灌浆连接拼缝的受剪性能进行非线性有限元分析,在模型验证的基础上,分析了轴压比、插筋数量以及界面粗糙程度对拼缝受剪性能的影响。研究结果表明：试件的初始破坏为拼缝处混凝土与砂浆的界面破坏,拼缝处出现明显的剪切通缝;混凝土与砂浆界面黏结破坏以后,界面剪力主要由拼缝处的插筋承担,试件呈现良好的延性;达到极限荷载以后,随着试验墙体劈裂裂缝的不断增加以及裂缝处混凝土剥落,试件荷载下降。在实际工程设计中,为了尽量避免拼缝破坏发生在预制构件破坏之前,应按照要求增大拼缝插筋配筋率或选取较高强度等级的插筋。     

预应力再生混凝土叠合梁受弯性能试验研究

为研究无黏结预应力再生混凝土叠合梁构件的受弯性能,以再生混凝土在叠合梁中的位置、叠合层高度、构件的配筋率为参数,对1根预应力普通混凝土整浇梁、1根预应力再生混凝土整浇梁和6根预应力再生混凝土叠合梁构件进行弯曲加载试验,分析了试验梁构件的受力过程和破坏形态,探讨了各参数对试验梁构件极限承载力的影响.基于试验数据,对承载力...     

小剪跨比混凝土叠合框架梁梁端抗震性能试验研究

设计了8个剪跨比为1.42、配置HRB500高强纵筋的混凝土叠合框架梁梁端试件,对其进行了低周反复加载试验,研究了叠合梁的裂缝发展特征、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性等抗震性能以及极限承载能力,分析了配箍形式和结合面类型对叠合梁抗震性能的影响。试验结果表明:叠合试件的水平叠合面和结合面出现开裂和滑移,其滞回曲线出现捏拢,耗能和承载力均小于整浇试件,但其位移延性系数大于整浇试件;受弯破坏试件的位移延性系数为4.2~8.3,剪压破坏试件的位移延性系数为2.4~6.4;达到极限承载能力前,所有试件的高强纵筋均受拉屈服,剪压破坏试件的箍筋也受拉屈服;按规范GB 50010-2010计算的叠合试件承载力与试验值之比的平均值为0.82,受弯破坏的叠合试件与整浇试件的承载力之比的平均值为0.85;配箍形式对叠合试件的极限承载能力影响不大,配置复合式组合封闭箍筋的键槽结合面叠合试件未出现叠合面开裂,其抗震性能相对较高。     

超高韧性水泥基复合材料加固钢筋混凝土梁弯曲控裂试验研究

按照正常配筋浇筑了9根钢筋混凝土梁,在部分混凝土梁受拉面上浇筑复合材料进行局部加固,其中1根为未加固的混凝土对比梁,5根为后浇超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)加固梁,3根为后浇UHTCC层配置纵向受力钢筋的加固梁。通过三分点受弯试验,对后浇UHTCC加固梁的破坏形态、梁体变形、裂缝发展、开裂荷载以及承载力等进行研究,并与未加固混凝土对比梁进行比较。结果表明,该加固方法能够有效提高梁的承载力和初始截面刚度,加固后仍有较好的延性,加固层限制了上层混凝土宏观裂缝的发展并实现将其无害化分散,推迟梁底有害裂缝的出现,提高了构件的正常使用极限荷载,具有良好的加固效果。试验还发现,不同的加固长度和后浇层厚度导致了不同的破坏形式;若构件在强度和刚度上有较高要求,可选择在后浇UHTCC层中布置纵筋;布置纵筋后,加固层端部集中应力随之增大,植筋可改善UHTCC和既有混凝土界面的粘结受力状态。     

板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响研究

为研究板肋形式对预制带肋底板混凝土叠合板受弯性能的影响,设计并制作2种不同板肋构造形式的预制带肋底板,即矩形肋底板与T形肋底板。对1块矩形肋底板叠合板、1块T形肋底板叠合板以及1块整浇板进行受弯性能静载对比试验,得到了其破坏形态、 荷载-跨中预应力筋应变曲线、荷载 跨中板顶面混凝土压应变曲线以及荷载 跨中挠度曲线,分析其破坏机理、变形特征以及裂缝分布规律。研究结果表明,3种不同板肋构造形式的试件在静力荷载作用下表现出相同的受力性能,增设板肋的叠合板能达到与整浇板相同的受弯能力。提出了预制带肋底板混凝土叠合板的开裂弯矩和极限弯矩计算式,计算值与试验值吻合较好。     

装配式剪力墙浆锚连接的受力性能试验研究

为研究装配式剪力墙竖向浆锚连接的钢筋锚固性能及结合面受剪性能,以插筋配筋率为参数进行了3组搭接试验和2组抗剪试验,确定了其竖向插筋的搭接长度,得到了抗剪试件结合面的承载力、破坏模式和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明：选取的钢筋搭接长度能够满足承载力要求;同一试件中,结合面1（后浇混凝土与抗剪键相连的界面）先于结合面2（后浇混凝土与凹槽连接的界面）破坏;插筋配筋率对结合面开裂荷载影响较小,但对受剪承载力影响较大;抗剪试件破坏时凹槽附近易发生混凝土脱落,建议剪力墙受拉钢筋直径尽量大于8 mm。采用ABAQUS软件对抗剪试验进行了有限元模拟,并分析了后浇混凝土强度、后浇带宽度和凹槽长度等参数对结合面受剪承载力的影响。分析结果表明：提高后浇混凝土强度可使结合面受剪承载力提高;在满足锚固需求条件下,增加后浇带宽度可提高墙体的受剪承载力,减少凹槽长度对墙体受剪承载力影响较小。