钢-混凝土组合结构构件工作性能的研究进展

钢-混凝土组合结构构件具有承载力高、塑性韧性好、抗火性能优于钢结构等诸多优点.为了研究其构件的力学性能和工作机理,对钢管混凝土构件、型钢-钢管混凝土构件、钢管混凝土叠合构件、中空夹层钢管混凝土构件工作性能的研究现状进行了总结,对钢-混凝土组合结构构件的研究方向进行了展望.     

高性能混凝土板式构件的早期收缩特性及预测模型

以桥面板等高性能混凝土板式构件为研究对象,通过实验测试了板式构件不同截面厚度位置处早期收缩分布情况,探讨混凝土早期收缩变形与温度、湿度发展过程。结果表明,混凝土板式构件的内部厚度方向不同位置处的相对湿度随龄期都呈现逐渐减小趋势,并呈现两阶段特征,同时,混凝土板式构件早期收缩变形厚度方向不同步,导致板式构件表面产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会出现浅层裂缝,这与实际工程中发现的板式构件表面开裂情况相吻合。混凝土板式构件早期收缩变形与相同配合比混凝土的早期自由收缩变形进行比较,引入相对约束度并建立了混凝土板式构件早期收缩变形的预测模型,并验证了该模型的准确性,其特点是能预测高性能混凝土板式构件不同截面厚度位置的早期收缩变形,对控制混凝土桥梁板式结构的早期收缩裂缝具有实际意义。     

大体积混凝土中局部构件混凝土强度等级换算系数研究

针对大体积混凝土抗压强度保证率低于一般钢筋混凝土构件的抗压强度保证率的情况,按照大体积混凝土中的局部构件的安全度水平与一般钢筋混凝土构件的安全度水平相等的原则,本文推导了大体积混凝土中的局部构件混凝土强度等级的换算公式;在计算分析的基础上,提出了大体积混凝土中的局部构件在不同龄期下的混凝土强度等级的换算系数的取值建议,可供规范修订时参考.     

徐变对空心钢管混凝土轴压稳定承载力的影响

为了得到核心混凝土徐变对空心钢管混凝土轴心受力构件承载力性能的影响,从材料模量变化对承载力的影响角度,利用推导出的空心钢管混凝土临界承载力公式并结合有限元程序计算出空心钢管混凝土构件中素混凝土自由徐变量、核心混凝土卸载徐变及构件纵向徐变量,根据将钢与混凝土两种材料在徐变发生后的切线模量改变,计算出徐变后构件稳定承载力下降率.分析表明:空心率越大、钢管的钢材级别越高,徐变对整体构件的承载力影响越少;而恒载占设计荷载的比例越大时,徐变对整体构件的承载力影响越大.当空心钢管混凝土轴压心受压构件承受永久荷载引起的轴心压力占全部轴心力30%及以上时,应将构件承载力乘以徐变折减系数.     

部分再生混凝土梁的试验

为了研究部分再生骨料混凝土梁的力学性能,完成了5种配筋率共15根部分再生骨料混凝土梁的试验.试验结果表明平截面假定理论同样适用于部分再生骨料混凝土结构.部分再生骨料混凝土受弯构件的正截面承载力与普通混凝土受弯构件相比并没有降低,但是其刚度相对于普通混凝土受弯构件有所减小.通过分析得到了部分再生骨料混凝土受弯构件正截面承载力计算公式和受弯构件刚度计算的修正公式.给出了部分再生骨料混凝土轴心受压和偏心受压极限压应变以及梁最小配筋率的取值建议;通过ANSYS软件完成了部分再生骨料混凝土受弯构件的有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好.     

方钢管约束高强混凝土短柱轴压力学性能

为研究方钢管约束高强混凝土短柱的轴压力学性能,进行了12个试件在循环轴压荷载作用下的试验研究.试验中的主要参数为钢管宽厚比(D/t=47和70)和混凝土强度(C77和C88).试验结果表明,当D/t=70时,方钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力高于同条件的普通方钢管混凝土构件;而当D/t=47时,方钢管约束高强混凝土短柱的轴压承载力则低于普通方钢管混凝土构件;但两种构件的延性无显著差异.对构件的应力分析结果表明,方钢管约束高强混凝土轴压短柱中,钢管在峰值荷载点后屈服;而钢管混凝土构件中,钢管在峰值荷载点前屈服.方钢管约束混凝土构件中钢管对核心混凝土的约束效果高于普通钢管混凝土构件.     

新型T形钢管混凝土组合构件抗弯试验研究

将2根矩形钢管直接焊接形成新型T形钢管混凝土组合构件.进行了10组共20个T形钢管混凝土组合构件的抗弯试验,研究了它们在纯弯及压弯状态下的力学性能,分析了含钢率、剪跨比、截面尺寸、轴压比等对新型T形钢管混凝土组合构件抗弯性能的影响,最后比较了新型T形钢管混凝土组合构件和传统T形钢管混凝土组合构件抗弯性能的优劣.     

混凝土梁早期受力性能的试验研究

为了加快混凝土结构工程的施工进度,大部分混凝土构件在达到其标准养护龄期前就开始承受荷载.通过24个短龄期试件的试验实测与理论分析,对早龄期混凝土受弯梁的受力变形性能进行了研究.从构件的层次对早龄期混凝土受弯梁进行了试验研究,试件以混凝土的龄期和混凝土等级为变化参数,调查混凝土梁的早期受力与刚度的变化规律.试验结果与理论分析表明,混凝土等级较低,而且龄期较短的早期混凝土受弯构件将产生破坏模式的转化.实验与分析都显示,早期混凝土受弯构件中钢筋与混凝土之间粘结力比常规方法分析的低.研究结果可为混凝土受弯构件早期受力与变形性能的合理评价提供参考.     

FRP筋增强混凝土压弯构件最小配筋率的讨论

分析了FRP筋混凝土压弯构件发生受拉破坏时混凝土的等效应力图,依据钢筋混凝土结构最小配筋率的定义,给出了FRP筋混凝土压弯构件的最小配筋率.通过对拉、压破坏的界限状态的分析,给出了FRP筋混凝土压弯构件的界限配筋率,并对其影响参数进行了分析.建议设计中用界限配筋率作为CFRP筋混凝土压弯构件配筋率的限制.     

泡沫混凝土填充圆钢管的轴压力学性能

采用试验和有限元模拟方法,研究泡沫混凝土填充圆钢管构件在轴压荷载作用下的力学性能. 通过轴压试验,分析短柱构件的耗能能力和长柱构件的轴压承载力,短柱构件发生叠缩破坏变形模式,耗能能力随着泡沫混凝土密度的提高而显著增强,长柱构件发生整体失稳破坏,稳定承载力随着泡沫混凝土密度的增大而增大. 基于ABAQUS的Explicit求解器,建立泡沫混凝土填充圆钢管构件的数值模型,获得的模拟结果与试验结果吻合良好. 开展参数分析,讨论径厚比、长细比及填充泡沫混凝土密度等因素对长柱构件承载能力的影响. 研究结果表明：长柱构件的稳定承载力随着长细比和径厚比的增大而减小,随着填充的泡沫混凝土密度的增大而增大. 基于Perry-Robertson公式,推导了泡沫混凝土填充圆钢管长柱构件的稳定承载力公式. 预测结果表明,该公式能够很好地预测长柱构件的稳定承载力.     

钢筋混凝土板冲切破坏机理的试验研究及冲切承载力计算

本文研究了钢筋混凝土板的冲切破坏机理。试验中采用了较先进的混凝土内部测试元件,对冲切破坏斜面上混凝土变形进行了量测。总结出破坏斜面上混凝土应变分布及裂缝的形成和发展规律;对比了普通混凝土与浮石轻骨料混凝土板冲切破坏的异同;建立了半经验-半理论冲切承载力计算公式。     

Improved mechanical properties of textile reinforced concrete thin plate

Textile reinforced concrete (TRC) is especially suitable for the thin-walled and light-weight structural elements with a high load-bearing capacity. For this thin element, the concrete cover thickness is an important factor in affecting the mechanical and anti-crack performance. Therefore, the influences of the surface treatment of the textile and mixing polypropylene fiber into the concrete on the properties of the components with different cover thickness were experimentally studied with four-point bending tests. The experimental results show that for the components with the same cover thickness, sticking sand on epoxy resin-impregnated textile and adding short fiber into the concrete are helpful to improve their mechanical performance. The 2-3 mm cover thickness is enough to meet the anchorage requirements of the reinforcement fiber and the component has good crack pattern and mechanical behavior at this condition. Comparison between the calculated and the experimental values of flexural capacity reveals satisfactory agreement. Finally, based on the calculation model of the crack spacing of reinforced concrete structures, the crack extension of this thin-wall component was qualitatively analyzed and the same results with the experimental were obtained.     

公路和市政道路沥青路面平整度的施工质量控制

公路和市政道路工程是基础设施建设的重要组成部分.路面平整度是评价路面使用性能的一个重要指标,它直接影响着车辆在路面上的行驶质量和道路基本功能的充分发挥.因此路面平整度的改善和提高一直作为沥青路面施工中的一项关键技术而受到道路科技界关注和重视.     

镁基泡沫混凝土配合比试验

分别以配制的氯氧镁水泥、硫氧镁水泥、磷酸镁水泥为胶凝材料,采用化学发泡制备干密度等级为A05的三种镁基泡沫混凝土。通过设计正交试验,确定了水胶比、镁水泥组分配比、缓凝剂掺量、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对三种镁基泡沫混凝土抗压强度的影响程度,对比分析了重要影响因素的作用机理,建立了镁基泡沫混凝土比强度与镁水泥组分配比的函数关系式。研究结果表明,氯氧镁泡沫混凝土抗压强度影响因素的主次关系为：镁水泥组分配比>水胶比>粉煤灰掺量>聚丙烯纤维掺量>缓凝剂掺量,各因素对硫氧镁泡沫混凝土抗压强度影响显著性与氯氧镁泡沫混凝土相同,磷酸镁泡沫混凝土抗压强度影响因素的主次关系为：镁水泥组分配比>缓凝剂掺量>水胶比>粉煤灰掺量>聚丙烯纤维掺量,与氯氧镁泡沫混凝土和硫氧镁泡沫混凝土略有不同,缓凝剂掺量影响程度较高;镁水泥的组分配比是影响镁基泡沫混凝土强度的重要指标,氯氧镁泡沫混凝土与硫氧镁泡沫混凝土的抗压强度随镁水泥组分配比增加的变化趋势相同,均先减小后增大,而磷酸镁泡沫混凝土随镁水泥组分配比增加呈现先增大后减小的趋势;三种镁基泡沫混凝土的比强度与镁水泥组分配比之间存在幂函数关系。     

钢筋混凝土构件碳化规律研究

在大量工程实例调查的基础上，分析了各种环境下工业厂房钢筋混凝土构件的碳化规律。用碳化速度系数和碳化强度系数和概念，提出了碳化深度，标准差以及碳化后砼强度的预测模型；并针对各种环境下混凝土构件碳化的规律提出对策。     

用ANSYS模拟钢筋混凝土的常见问题与对策

由于语言和软件应用水平的障碍,导致在利用ANSYS模拟钢筋混凝土构件时存在着一系列问题,这些问题可以通过选择合理的单元模型及网格划分器,对前处理过程中钢筋及混凝土的材料参数进行正确定义,同时在求解时对非线性选项进行合理控制来解决。     

Effects of the component and fiber gradient distributions on the strength of cement-based composite materials

1　IntroductionTheconceptofthefunctionallygradientmaterial(FGM)wasfirstproposedtwodecadesagobyMasayukietal[1] tohelpthedesignofheat resistantsystemsofspacecraftswhentheytraveledthroughtheastrosphere .Sincethen ,extensiveresearchesandapplicationsofFGMhavebeenconducted ,especiallyonceramicandmetalmaterials[2 6] ,butthestudyonthecement basedfunction allygradientmaterial (CFGM)onlystartedrecently[7] .FGMismadeoftwoormoredistinctmaterialsusingavarietyofadvancedcompositetechniquesanditscompo n…     

混凝土渗透性的原位测试与评价

利用离子迁移实验和混凝土表面电阻率两种实验方法原位测试5种钢筋混凝土箱梁保护层混凝土的氯离子扩散系数和混凝土表面电阻率,讨论原位测试结果与实验室里ASTM C1202电通量测量值的相关性,建立保护层混凝土氯离子扩散系数与混凝土表面电阻率之间的数学关系式,利用原位测试的氯离子扩散系数评价了钢筋混凝土箱梁在海洋环境条件中的使用寿命。研究结果表明,在稳态下混凝土结构表面保护层混凝土的氯离子扩散系数和混凝土表面电阻率与6h电通量具有较好的相关性,可以采用离子迁移实验和混凝土表面电阻率两种实验方法进行在原位测试和评价混凝土的渗透性,混凝土表面电阻率在工程应用上更为简便。     

减缩剂对混凝土开裂的抑制作用

通过对混凝土的裂缝成因及混凝土减缩剂（SRA）的功能成分分析，对SRA抑制混凝土裂缝出现的机理进行讨论．结合实验结果，分析SRA对混凝土裂缝形成的抑制效果，从微观角度验证了SRA对混凝土收缩的抑制机理．结果表明：掺入适量SRA能较大程度地改善混凝土的收缩情况，主要机理是SRA改善混凝土中骨料与水泥石的结合，所含的膨胀组分补偿混凝土的收缩．