新的k_(h_0)-法计算双筋梁

介绍一新的钢筋混凝土双筋梁的计算方法和算例,该法是在单筋梁的计算公式基础上推导而得。受压区混凝土压应力分布仍然采用矩形加抛物线。计算公式形式与单筋梁的相同,简洁明了。在计算钢筋面积时,无须将弯矩分解成两部分,即混凝土受压合力与对应的钢筋拉力组成的力偶矩和受压钢筋与对应的受拉钢筋组成的另一个力偶矩。受拉钢筋总面积可直接求得。在事先制成的计算表格中已自动排除了超筋,即无须验算受压区的最大高度,受拉和受压钢筋的应变均能大于其屈服应变。     

新的k_(h0)-法计算单筋梁

介绍一新的钢筋混凝土单筋梁的配筋计算方法和算例,该法在混凝土受压区采用矩形加抛物线的应力分布,在计算中求解的未知量是混凝土边缘压应变或受拉钢筋应变,而不是"等效矩形应力"法中的受压区高度。该法是欧洲规范Eurocode2中采用的方法,计算过程简便,求得配筋后,无须在验算受压区高度;此外,还可用于弯压或弯拉构件的配筋计算。计算结果中除了含有计算钢筋面积的钢筋系数外,还有混凝土受压区边缘应变、受拉钢筋应变、受压区高度及内力臂系数等,结果一目了然。     

混合配筋钢纤维增强混凝土梁受弯承载力试验及理论计算

为研究玻璃纤维增强聚合物复合材料(GFRP)筋与普通钢筋混合配筋钢纤维增强混凝土(SF/混凝土)梁的受弯性能及其受弯承载力计算方法,在考虑受拉区混凝土抗拉强度的基础上,给出混合配筋SF/混凝土梁的界限配筋率及受弯承载力计算公式;在此基础上设计制作了三种配筋方式的SF/混凝土梁,重点探讨了混合配筋率及筋材面积比(A_f/A_s)对试验梁失效模式和受弯承载力的影响;同时,借助已有相关试验结果,对比分析了混凝土强度对混合配筋SF/混凝土梁受弯性能的影响。试验和对比分析结果表明:混合配筋SF/混凝土梁正截面应变仍符合平截面假定;相同配筋形式下,混合配筋SF/混凝土梁的受弯承载力和跨中挠度随筋材面积比A_f/A_s的增加而增大;单层配筋梁的受弯承载力比双层配筋梁大;合理提高混凝土强度可在充分发挥GFRP筋抗拉作用的同时进一步提高混合配筋SF/混凝土梁的受弯承载力;采用本文给出的界限配筋率公式能有效预测混合配筋SF/混凝土梁的失效模式;梁受弯承载力建议公式的预测值与试验值吻合较好,具有良好的适用性。      

HRB500/HRB600钢筋作纵筋的混凝土框架梁端弯矩调幅试验研究

为研究HRB500钢筋和HRB600钢筋作纵筋的混凝土框架梁端弯矩调幅规律,完成了12榀单层两跨混凝土框架静力加载试验。试验结果表明:由于受拉纵筋屈服强度提高,一方面梁端塑性铰出现推迟,塑性铰形成前会发生一定的弯矩调幅;另一方面锚固于节点内的梁端受拉纵筋应变渗透引起较大的梁端附加转角,加大了弯矩调幅能力。将试验框架梁端弯矩调幅分塑性铰形成前后两阶段进行考察,第一阶段弯矩调幅幅度为10.35%~33.42%,第二阶段弯矩调幅幅度为3.39%~30.5%。基于试验结果,建立了与梁端控制截面相对受压区高度呈幂函数减小趋势、与受拉纵筋屈服强度和受拉纵筋屈服时刻应变渗透引起的梁端附加转角呈线性增长趋势的第一阶段弯矩调幅系数计算公式;建立了与总塑性转角（塑性铰区范围内的塑性转角与应变渗透引起的梁端附加塑性转角之和）呈幂函数增长趋势、与受拉纵筋屈服强度呈线性减小趋势的第二阶段弯矩调幅系数计算公式。     

FRP筋混凝土T形和矩形截面梁抗弯承载力计算方法

为建立纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer,FRP)筋混凝土T形和矩形截面梁抗弯承载力简化计算方法,根据平衡破坏状态下的截面分析,定义了等效FRP配筋率ρ_ef和相应的平衡配筋率ρ_{ef, b}。在此基础上,基于257根FRP筋混凝土梁试验结果的统计分析,改进了受拉破坏和受压破坏皆可能发生的过渡区范围(ρ_{ef, b} <ρ_ef≤1.5ρ_{ef, b})。编制了受拉破坏控制截面的非线性分析程序,考虑多个设计参数的影响,开展了25 344个截面的参数分析。通过对参数分析结果的多元回归分析,推导了受拉破坏控制截面的抗弯承载力简化计算公式。此外,基于截面内力平衡和协调条件,推导了受压破坏控制截面的抗弯承载力计算公式。以国内外257根梁抗弯承载力试验结果,验证了所提方法的适用性。     

FRP筋混凝土梁正截面抗弯承载力设计研究

基于本课题组9根、国内外其他学者102根FRP筋混凝土梁的试验结果以及本课题组完成的38根FRP筋混凝土梁的有限元参数分析结果,对FRP筋混凝土梁的正截面抗弯承载力进行了较系统的研究.研究表明FRP筋混凝土梁的破坏模式有受拉破坏、平衡破坏和受压破坏三种.确定了FRP筋混凝土梁的最小配筋率以及配筋率与破坏模式的关系;给出了FRP筋"名义屈服强度"的计算公式,并较系统地提出了FRP筋混凝土梁正截面抗弯承载力的设计建议.与ACI 440.1R-01中的设计方法相比,基于该文设计建议的计算值与试验结果更为接近.     

一新的混凝土配筋计算方法:无量纲图表法

该文介绍作者推导的一新的主要用于混凝土梁配筋计算的无量纲通用图表法,该图表法的"新"和"通用"分别在于推导时没有用传统的"等效矩形应力"换算以及一表可适用于不同钢筋级别和不同混凝土等级(C15―C50)的配筋计算。该法扩展了《混凝土结构设计规范》的混凝土应力-应变关系的运用范围,至今只用到了混凝土的极限应变。该法计算过程简便,求得配筋后,无须再验算受压区高度,同时还可用于弯压或弯拉构件的配筋计算。计算结果中除了含有计算钢筋面积所需的内力臂系数外,还有混凝土受压区边缘应变、受拉和受压钢筋应变、混凝土受压区高度等,结果直观和一目了然,并为混凝土构件的设计提供了一新的更为精确的设计方法。     

碳纤维增强复合材料筋混凝土梁非线性力学性能

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)筋混凝土梁的非线性力学性能,基于非线性理论推导了CFRP筋梁的有限元分析模型：对4个预应力CFRP筋混凝土梁进行了非线性全过程分析,考察了预应力CFRP筋、GFRP筋和普通钢筋的应力发展规律。与试验资料对比可知,计算结果与试验数据吻合良好,说明采用弥散裂缝模式、Owen屈服准则和Hinton压碎准则能较好地描述混凝土开裂、屈服和压碎特性,同时也说明了CFRP筋及其力学效应用组合单元模拟的有效性以及本文中研制程序的正确性。CFRP筋具有高强度性能,梁试件破坏时CFRP筋均未失效;与受拉区配筋为钢筋相比,GFRP筋在全过程中处于弹性阶段。     

混凝土结构用智能FRP筋的试验研究

在纤维增强聚合物Fiber Reinforced Polymer (FRP)筋拉挤工艺中,将光纤布拉格光栅Optic Fiber Bragg Grating(OFBG)传感器与普通纤维束一起经过拉挤模具,为改进FRP筋与混凝土的粘结性能,在FRP筋表面螺旋缠绕纤维束,制备了智能OFBGFRP筋.对OFBG-FRP筋的力学性能和应变灵敏性能进行试验研究,试验结果表明OFBG-FRP筋的力学性能与普通FRP筋相同、OFBG-FRP筋的应变灵敏系数与普通光纤传感器相同、OFBG-FRP筋在重复荷载作用下性能良好.OFBG-FRP加筋混凝土梁受弯试验表明OFBG-FRP筋可以监测混凝土梁的开裂和FRP筋与混凝土的滑移.在OFBG-FRP筋中埋置多个光纤传感器可以监测沿FRP筋长度方向的应变分布及混凝土与FRP筋发生滑移的位置.OFBG-FRP筋在混凝土结构中可以作为受力材料和传感器.     

钢筋锈蚀对全珊瑚海水钢筋/混凝土柱大偏心受压性能的影响

通过对不同混凝土强度等级、不同种类钢筋的全珊瑚海水钢筋/混凝土柱（CA/CC）进行大偏心受压性能试验,研究了CA/CC的破坏形态、变形和承载力,建立了荷载-位移、荷载-应变等关系,探讨了CA/CC大偏心受压极限承载力（N_u）的计算模型。结果表明:CA/CC的受力破坏机制和形态与普通骨料钢筋/混凝土柱（OA/CC）基本相似。随着混凝土强度等级的提高,CA/CC纵向受拉钢筋应变开始突变所对应的荷载逐渐增大。在加载过程中,有机新涂层钢筋与珊瑚/混凝土（CA/C）之间产生较大的滑移,使在相同混凝土强度下,普钢钢筋CA/CC的N_u比有机新涂层钢筋CA/CC的N_u大约高7.1%~20.8%。建议在CA/C结构中采用有机新涂层钢筋,能有效的抑制钢筋发生锈蚀,从而延长CA/C结构的有效服役寿命。综合考虑钢筋锈蚀和涂层钢筋滑移的影响,提出了适用于满足高强、高耐久性要求的CA/CC大偏心受压N_u计算模型。