预制装配部分外包混凝土组合梁受弯承载力试验研究

为降低大跨、重荷建筑的建设工程造价,提出一种预制装配部分外包混凝土组合梁(PPECB)。设计了7根受弯组合梁试件进行静力试验以研究其受弯性能,考虑浇筑方式、工字钢翼缘厚度、混凝土强度等级、配箍形式对其承载力的影响,研究破坏模式、应变发展和受弯承载力,明确预制装配部分外包混凝土组合梁的破坏机制。结果表明：7根组合梁表现出相似的受力性能,均发生弯曲破坏;PPECB开裂荷载与整浇部分外包混凝土(PEC)梁近似,屈服荷载、峰值荷载略低于整浇PEC梁;随混凝土强度等级的提高,PPECB开裂及屈服荷载增大,但峰值荷载无明显提升;PPECB开裂、屈服、峰值荷载随工字钢翼缘厚度增加而提高;配箍形式对PPECB开裂荷载无明显影响,拉杆形式PPECB屈服、极限荷载均低于半封闭箍筋形式PPECB。给出了预制装配部分外包混凝土组合梁的受弯承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

型钢混凝土叠合梁底部预制构件静力性能试验研究

为了充分发挥预制装配式型钢混凝土梁预制部分的力学性能,对6根矩形截面型钢混凝土叠合梁底部预制构件进行了静力试验,分析其破坏过程、荷载-挠度曲线、型钢和混凝土的应变,研究混凝土强度、剪跨比和型钢类型对底部预制构件延性和承载力的影响。试验结果表明:剪跨比对试件梁破坏形态和承载力影响较大;混凝土强度对试件梁的延性和承载力影响较小;配置蜂窝钢的试件承载力显著提高,但延性较差;对两根受弯破坏试件进行截面受弯承载力分析,其计算结果与试验结果吻合较好。     

铁尾矿砂混凝土梁受剪性能试验研究

为研究铁尾矿砂混凝土简支梁与普通混凝土简支梁受剪性能的差异,完成了12根铁尾矿砂混凝土梁和3根普通河砂混凝土梁的受剪承载力试验,试验梁变化参数为混凝土强度等级（C30、C40和C50）、剪跨比（2.0和2.5）和配箍率（0.14%、0.19%和0.28%）;分析了铁尾矿砂混凝土梁受剪破坏形态和斜截面受力特点,探讨了ACI 318-08和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》普通混凝土梁受剪承载力计算式对铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力的适用性。结果表明：铁尾矿砂混凝土梁与普通混凝土梁的受剪破坏形态相同;相同混凝土强度等级下铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力比普通混凝土梁受剪承载力高;在相同荷载作用下,铁尾矿砂混凝土梁的箍筋应变大于普通混凝土梁;普通混凝土梁受剪承载力计算式适用于铁尾矿砂混凝土梁,具有一定安全储备;提出的适用于集中荷载作用下剪压破坏的铁尾矿砂混凝土梁受剪承载力计算算式,其精度高于GB 50010—2010的计算结果。     

箍筋环扣连接叠合梁受剪性能与数值模拟研究

为解决现有装配式混凝土叠合梁在施工现场安装纵筋困难问题,设计一种箍筋环扣连接的新型装配式混凝土叠合梁.为进一步研究搭接箍筋对叠合梁受剪性能的影响,设计制作2组6个箍筋环扣连接预制混凝土叠合梁试件进行单调静力加载试验,分析其破坏形式、荷载-挠度曲线及混凝土应变和钢筋应力等,探讨试件剪跨比、箍筋间距等参数对叠合梁受剪承载力...     

硫酸腐蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验研究

化工厂房、污水管道和酸雨等环境中有较高浓度的硫酸,受硫酸腐蚀后,钢筋混凝土梁表层混凝土严重损伤,混凝土强度显著降低,梁受剪性能产生较大变化。考虑混凝土腐蚀层厚度和剪跨比等因素,对硫酸腐蚀钢筋混凝土梁受剪性能进行试验,研究混凝土腐蚀层厚度和剪跨比对钢筋混凝土梁截面应变、开裂荷载、破坏形态、承载力以及挠度等影响规律。研究结果表明:腐蚀梁破坏形态主要受剪跨比影响;随着腐蚀层厚度增加,梁截面应变和开裂荷载增大;承载力减小;变形增大。基于硫酸腐蚀对混凝土强度、剪跨比和截面尺寸等影响,提出硫酸腐蚀钢筋混凝土梁受剪承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

装配预制梁承载力试验研究

为研究企口现浇装配预制梁正截面抗弯及斜截面抗剪性能,制作4根装配预制梁与2根整浇对比梁进行抗弯、抗剪承载力试验。分析装配梁企口形式、位置的不同对其承载力、裂缝开展情况、破坏过程、挠度曲线、钢筋及混凝土应变规律的影响。试验表明:裂缝在装配梁企口处发展较快,企口截面刚度有所降低,装配梁的破坏过程和变形能力与整浇梁相似,开裂荷载和极限荷载与整浇梁基本相同。     

预制U型截面腹板PSRC梁抗震性能研究

对三根U型截面腹板预制装配式型钢混凝土梁进行低周反复荷载试验.分析其滞回曲线、骨架曲线、延性、强度衰减规律、刚度退化规律及耗能,研究不同剪跨比和不同现浇部分混凝土强度对PSRC梁抗震性能的影响。试验结果表明,剪跨比对PSRC梁的破坏特征影响较大;现浇部分混凝土强度能够提高试件的承载力及初始刚度,对变形能力及耗能性能影响较小;通过理论分析建立了PSRC梁屈服承载力计算公式。     

煤矸石混凝土梁受剪性能试验研究

为研究煤矸石混凝土梁受剪性能,对9个煤矸石混凝土梁和1个普通混凝土对照梁进行了受剪试验,分析了煤矸石混凝土梁斜截面破坏形态、开裂荷载和受剪承载力。结果表明：煤矸石混凝土梁和普通混凝土梁受剪破坏形态相似;在同一荷载等级下,煤矸石混凝土梁试件跨中挠度随煤矸石取代率的增加而增大,而达到各试件极限荷载时其挠度值相差不大;斜向开裂荷载随煤矸石取代率的增加而减小,煤矸石混凝土梁较普通混凝土梁降低了19.6%~31.5%;受剪承载力随煤矸石取代率的增加也有降低趋势,煤矸石混凝土梁较普通混凝土梁降低了8.9%~24.0%;此外,剪跨比和配箍率对煤矸石混凝土梁受剪性能的影响与普通混凝土梁相似,受剪承载力随剪跨比的增加而减小,随配箍率的增加而增加;煤矸石混凝土梁受剪承载力计算可采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中公式,且计算结果有一定的安全储备。     

受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

通过2根未受火钢筋混凝土梁、2根受火后钢筋混凝土梁和4根受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁的静载试验,研究了剪跨比、CFRP布加固量和楼板翼缘对受火后钢筋混凝土梁受剪加固效果的影响。采用自编有限元程序分析受火损伤的混凝土梁截面通过等截面修复后截面混凝土抗拉强度的平均折减系数,提出受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪承载力的实用计算方法。研究结果表明:加固梁破坏时,外包的CFRP布发生拉断破坏,"U形包裹加压条"的CFRP布发生剥离破坏;受火后外包CFRP布加固混凝土矩形梁的受剪承载力相比未受火钢筋混凝土梁提高了5.3%~16.6%;受火后"U形包裹加压条"方式加固混凝土T形梁的受剪承载力相比对应未受火矩形梁提高了34.0%。提出的受火后CFRP布加固钢筋混凝土梁受剪承载力的计算式具备一定的安全保证率,可用于该类构件受火后的受剪加固计算。     

复材网格箍筋混凝土梁受剪性能试验研究

为研究复材网格箍筋混凝土梁的抗剪性能,设计了10根配置碳纤维复材网格箍筋混凝土梁和1根钢箍筋混凝土梁在集中荷载作用下的受剪性能试验,对梁的破坏模式、抗剪承载力、跨中位移、裂缝开展等情况进行了观察。通过试验主要研究了配箍方式、剪跨比两个变量对混凝土梁受剪性能的影响;在几何尺寸、混凝土强度、剪跨比、计算抗剪承载力相同条件下,对碳纤维复材网格箍筋混凝土梁和钢箍筋混凝土梁的抗剪过程进行了对比。     

钢筋超高性能混凝土梁受剪性能细观分析

为了研究钢筋超高性能混凝土(UHPC)梁的受剪破坏机理，对8根UHPC梁进行了受剪性能试验，设计变量包括钢纤维掺量、剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距。结果表明：钢纤维桥接作用能够显著提高UHPC梁受剪承载力，限制裂缝发展，减小裂缝间距；随着剪跨比增大，受剪承载力减小但变形能力增强；随着配箍率增大，受剪承载力提高，且增设箍筋能够显著改善UHPC梁峰值荷载后的受剪性能，减小斜裂缝宽度和长度；掺入钢纤维和增设箍筋均能够减小斜向变形(垂直于支座与加载点连线方向的混凝土变形),提高UHPC梁开裂后刚度。结合UHPC梁剪切受力特点，分别确定了临界剪切裂缝界面钢纤维、纵筋销栓作用、剪压区混凝土和箍筋等对受剪承载力的贡献，建立了UHPC梁细观多参数受剪承载力计算式。采用该计算式与5种常用计算式对收集的102根UHPC梁受剪承载力进行预测，发现采用细观多参数受剪承载力计算式的预测值与试验结果吻合较好，进而分析了常用设计参数对受剪承载力的影响规律，发现当剪跨比增大时，剪压区混凝土的受剪承载力会显著减小；纵筋销栓作用和临界剪切裂缝界面钢纤维的受剪承载力均随纤维特征值的增大而提高。     

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。     

单向往复荷载作用下装配式部分包裹混凝土组合梁受力性能试验研究

为研究装配式部分包裹混凝土(PEC)组合梁的受力性能,完成了12个试件的单向往复荷载试验,研究了剪跨比、混凝土厚度、对拉螺栓设置等对承载性能与变形能力的影响。研究结果表明:随着剪跨比的增大,试件的破坏形态由剪切破坏向弯曲破坏发展;在试验加载后期,部分试件出现腹板两侧混凝土破坏不对称现象,导致试件承受弯矩和剪力的同时,还受到了扭矩的作用;对拉螺栓不但能够提高型钢对混凝土的约束效应,防止受压钢翼缘的局部屈曲,而且能够发挥抗剪连接作用,保证型钢与混凝土的协同工作;对于小剪跨比试件,混凝土厚度对承载力的影响较大;混凝土厚度对正截面受弯承载力的影响则相对较小,因此大剪跨比试件的承载力受混凝土厚度的影响相对较小。根据叠加原理,提出了装配式PEC组合梁的受剪承载力计算公式;根据平截面假定,提出了全截面塑性状态下的装配式PEC组合梁的受弯承载力计算方法。提出了三折线模型,建立了Vm-Mm的归一化关系。     

装配整体式混凝土梁受剪性能试验及有限元分析

梁构件是装配式结构的重要组成部分,为研究其受剪性能,对6个不同结合面形式、不同剪跨比的装配整体式混凝土梁和2个现浇混凝土梁试件进行简支梁静载试验,分析其裂缝发展和破坏形态、钢筋应力应变关系、跨中挠度、延性和抗剪承载力。结合试验,使用ABAQUS建模,对剪跨比和装配式结构结合面企口长度等因素进行拓展。试验结果及有限元分析表明:装配整体式混凝土梁能够达到普通现浇梁的强度,梁的承载力、延性得到提高;装配式梁剪跨比提高,极限承载力降低;结合面形式对极限承载力的影响与梁的破坏形态有关。     

轻骨料混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究

为研究骨料种类对无腹筋梁受剪性能的影响,以剪跨比和纵筋配筋率为变量,进行了16根集中荷载作用下的无腹筋混凝土简支梁受剪性能试验,其中8根采用普通碎石混凝土,8根梁采用页岩陶粒（轻骨料）混凝土,对轻骨料和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态、斜向开裂荷载、受剪承载力、跨中挠度、裂缝面相对位移等进行了观察和测量。对比分析表明：轻骨料混凝土梁的斜向开裂荷载和受剪承载力均低于普通混凝土梁,其裂缝面较普通混凝土的更加光滑;将轻骨料混凝土梁受剪承载力试验值与采用我国JGJ 12-2006《轻骨料混凝土结构技术规程》和美国规范ACI 318-11、加拿大规范CSA 23.3-04、欧洲规范EC 2方法的计算值进行对比分析,结合此次试验结果和从国内外文献中搜集的126组已有试验数据,对我国JGJ 12-2006的受剪承载力公式的准确性和安全性进行探讨,提出了无腹筋轻骨料混凝土梁受剪承载力计算的建议公式。     

预制V型腹板PSRC梁的拟静力试验研究

为了研究预制型钢混凝土梁的抗震性能,试验研究了4根预制V型腹板的型钢混凝土梁,研究参数主要有剪跨比和现浇板混凝土强度。研究结果表明:预制V型腹板PSRC梁具有良好的的抗震性能,其V型叠合面没有出现剥离和滑移现象;试件的力学性能受剪跨比的影响较大,剪跨比越大,试件的耗能、延性、变形恢复能力越好,但是承载力和刚度降低;现浇板的混凝土强度越高,构件的承载力、刚度、耗能性能也随之提高,但延性下降。     

Experimental study on shearing capacity of concrete beams longitudinal reinforced with steel fiber composite bars and BFRP bars

为了研究纵筋分别采用钢-纤维复合筋（SFCB）和玄武岩纤维复合筋（BFRP筋）的混凝土梁受剪性能，以普通钢筋混凝土梁作为对比，设计并开展了46根梁的受剪承载力试验，变化参数为剪跨比、纵筋配筋率和有无箍筋。试验结果表明:三种纵筋梁的受剪承载力均随着剪跨比的减小而增大；SFCB梁的受剪承载力随着纵筋配筋率的增大也增大。此外，提出广义销栓作用影响系数的概念，推导其计算式，用于评价复合纵筋和玄武岩纵筋对混凝土梁受剪承载力的贡献，并据此建立受剪承载力计算式。经与国内外共223组混凝土梁(纵筋为钢筋、BFRP筋和SFCB等)受剪试验数据对比，验证所提广义销栓作用受剪承载力计算式的正确性。在此基础上，采用与钢筋混凝土梁受剪承载力规范公式相近的安全度，建议了适用于纵筋为复合筋和玄武岩筋的混凝土梁受剪承载力设计公式。     

预应力CFRP筋混凝土梁受剪性能试验研究

FRP筋是一种新型预应力筋材,具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点,但是其横向剪切强度相对较低,这会影响预应力FRP筋混凝土梁的受剪承载力。通过27根混凝土梁的受剪试验,研究了预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态,以及各种参数对其受剪承载力的影响,并与钢绞线预应力混凝土梁的受剪试验结果进行了比较。研究结果表明：预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态有两种：斜压破坏和剪压破坏;剪跨比和配箍率是影响预应力CFRP筋混凝土梁受剪承载力的主要因素;有粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受剪承载力比无粘结预应力CFRP筋混凝土梁要大15%左右;通过引入反映预应力筋种类和粘结条件的2个参数,提出了预应力FRP筋混凝土梁的简化受剪承载力计算式,计算结果与试验数据吻合较好。     

Experimental study on shear mechanism of reinforced concrete beams with stirrups

为研究钢筋混凝土有腹筋梁的受剪机理，以剪跨比、混凝土强度等级、配箍率为变量，完成了集中荷载作用下16根钢筋混凝土简支梁受剪性能试验。为了避免过高的纵筋配筋率，采用HRB600级钢筋作为纵向受拉钢筋。通过在箍筋内部开槽预埋电阻应变片测量箍筋的应变，分别得到钢筋混凝土有腹筋梁中混凝土和箍筋承担的剪力。试验结果表明：剪跨比和混凝土强度等级对混凝土和箍筋分担的剪力在总剪力中所占比例有显著影响，且二者呈相反的变化趋势；当剪跨比较小时，配箍能提升混凝土的受剪承载力，但箍筋本身承担的剪力较小，箍筋甚至不能屈服;当剪跨比较大时，斜裂缝倾角小于45°，实际与裂缝相交的箍筋数量多于按45°计算的数量，箍筋承担的剪力增大。与无腹筋梁相比，大剪跨比（剪跨比为3）有腹筋梁中混凝土承担的剪力减小。在试验研究的基础上，收集了国内外369根有腹筋梁受剪承载力的试验数据，采用统计分析方法得到了有腹筋梁受剪承载力计算公式，其较GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算公式更加合理，计算结果也偏于安全。