织物增强磷酸镁水泥基混凝土薄板与老混凝土界面粘结性能试验研究北大核心CSCD

为了研究织物增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土(TRC-M)薄板与老混凝土的界面粘结性能,制作了51个试件进行双面剪切试验,考察了人工凿糙、植筋、开槽等不同界面处理方式和不同老混凝土强度等级对界面粘结性能的影响。试验结果表明,对老混凝土进行凿糙、植筋、开槽处理,均可不同程度地提高TRC-M薄板加固试件的界面粘结性能,凿糙的效果优于开槽,开槽的效果优于植筋;试件的界面抗剪强度随粗糙度、开槽密度、植筋率的增加均呈先增后减趋势;随老混凝土强度等级增加,凿糙、植筋、开槽试件的界面抗剪强度均呈下降趋势;采用磷酸镁水泥作为加固层基体时试件的界面抗剪强度明显高于采用普通硅酸盐水泥作为基体时的。     

织物增强磷酸镁水泥基混凝土薄板与老混凝土界面粘结性能试验研究

为了研究织物增强磷酸镁水泥基细骨料混凝土(TRC-M)薄板与老混凝土的界面粘结性能,制作了51个试件进行双面剪切试验,考察了人工凿糙、植筋、开槽等不同界面处理方式和不同老混凝土强度等级对界面粘结性能的影响。试验结果表明,对老混凝土进行凿糙、植筋、开槽处理,均可不同程度地提高TRC-M薄板加固试件的界面粘结性能,凿糙的效果优于开槽,开槽的效果优于植筋;试件的界面抗剪强度随粗糙度、开槽密度、植筋率的增加均呈先增后减趋势;随老混凝土强度等级增加,凿糙、植筋、开槽试件的界面抗剪强度均呈下降趋势;采用磷酸镁水泥作为加固层基体时试件的界面抗剪强度明显高于采用普通硅酸盐水泥作为基体时的。     

新老混凝土粘结界面的抗剪性能研究

对8组16个Z形构件进行剪切试验,研究植筋率和所植钢筋排列方式对新老混凝土粘结界面抗剪性能的影响,结果表明在一定范围内增大植筋率可使钢筋性能得到充分发挥,从而提高混凝土构件的抗剪性能;采用三角形植筋排列方式的试件,其开裂荷载和破坏荷载均高于方形排布试件,所植钢筋的应变也相对均匀。在新老混凝土构件的实际维修加固中,应优先考虑三角形植筋排布方式。     

织物增强混凝土与钢筋混凝土构件界面粘结性能试验研究

本试验共设计制作了45个试件,以老混凝土的界面处理方式和TRC加固层数为参量,研究了TRC与RC构件的界面粘结性能。试验使用双面剪切试验方法,试验结果表明,TRC加固层数的增加有利于改善其界面抗剪强度,且凿糙、植筋和沟槽等界面处理方法均能有效提高TRC与RC的粘结抗剪强度,其中凿糙对抗剪强度提高的贡献程度较大。试验表明,老混凝土界面最佳粗糙度为2～4 mm,最佳植筋率为0.33%左右。     

钢-混凝土组合梁加宽混凝土旧桥技术中组合横梁界面受力性能研究

在钢-混凝土组合梁加宽旧桥技术中,旧桥混凝土边梁与新加宽的钢-混凝土组合梁间的横向连接采用钢-混凝土组合横梁的形式,这种横梁形式较为新颖,目前相关试验研究尚未有报道。对6个钢-混凝土组合横梁进行试验研究,通过采用目前已有的新老混凝土植筋界面承载力计算方法对试验结果进行对比计算。研究结果表明:组合横梁界面的破坏模式为新老混凝土界面破坏,钢-混凝土界面没有任何破坏特征;新老混凝土界面黏结破坏以前,新老混凝土之间几乎没有滑移,整体性很强;新老混凝土界面黏结破坏以后,界面剪力主要由植筋承担,试件延性良好。针对钢-混凝土组合梁加宽旧桥技术中组合横梁的破坏模式,采用合理的材料本构关系,提出三阶段界面受力模型,理论方法计算结果与试验值吻合良好。通过理论分析确定界面的破坏机理:新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土强度,界面粗糙程度和摩擦系数共同确定,界面正应力的存在有利于极限抗剪强度的提高;新老混凝土界面的残余抗剪强度主要由界面植筋提供,植筋率和植筋屈服强度是主要影响因素。最后,提出适用于实际工程的设计方法。     

植筋法混凝土与石砌体粘结面剪切性能试验研究

植筋法被广泛应用于混凝土加固石砌体结构中。采用6个不同参数混凝土和石砌体Z型粘结试件,对有植筋混凝土和石砌体结合面的剪切性能进行试验研究,观测试件的破坏过程并分析其破坏原因,得到各试件结合面的抗剪强度,对不同植筋率和不同植筋深度对结合面抗剪强度的影响规律进行了分析,并对各试件开裂荷载和破坏荷载关系进行了分析。     

植筋参数对UHPC-石材界面抗剪性能的影响研究

在桥梁结构的加固工程中，植筋是最常用的界面连接增强措施。为明晰UHPC加固石砌结构植筋界面的力学性能，通过30个UHPC-石材组合试件推出试验，研究不同界面植筋率、植筋深度和植筋间距对UHPC-石材界面抗剪性能的影响，分析不同植筋参数下组合试件的裂缝开展及分布情况和荷载 滑移曲线特征。结果表明：①未植筋UHPC-石材组合试件的破坏模式均为脆性破坏，而植筋试件则主要表现为以界面滑移和石材局部劈裂为主要特征的延性破坏模式，石材表面裂缝形态均呈现“八”字形的斜向裂缝；②当植筋率小于0.29%时，组合试件的界面抗剪强度和延性随植筋率的增大而逐级提升，植筋率为0.09%、0.19%和0.29%的抗剪强度分别是未植筋组合试件的1.54倍、1.98倍和2.66倍；当植筋率继续增大时，UHPC-石材界面强度却出现降低的趋势；③植筋深度和植筋间距对组合试件界面抗剪强度影响较小，而对UHPC-石材界面延性影响较大；④基于试验结果和有限元分析，建议UHPC加固石砌体结构中带肋钢筋的最大锚固长度为10d(d为钢筋公称直径)，植筋间距取50～100mm较为合理；考虑安全和经济等因素，建议UHPC与石材的界面最优植筋率为0.29%，而UHPC加固层厚度以50mm为宜。     

高强钢绞线网加固混凝土粘结性能试验研究

通过高强钢绞线网聚合物砂浆加固层与混凝土结构的剥离破坏试验,对加固层与混凝土界面的剥离破坏特征进行了研究。探讨了单侧加固、植筋加固及U型加固等不同的加固方式对加固层抗剪承载力及抗剪强度的影响。试验结果表明,采用U型加固等增加粘结面积的方式能有效提高加固层粘结面抗剪承载力,但同时会削弱加固层的抗剪强度,而在界面上植入抗剪钢筋后,能同时提高聚合物砂浆加固层的抗剪承载力及抗剪强度。根据试验结果,提出了最小植筋率的建议值。     

循环荷载作用下植筋混凝土梁优化设计研究

植筋混凝土梁在达到规定的植筋深度时,经循环荷载作用后植筋端头处截面因抗剪能力不足出现斜裂缝,引起构件脆性破坏。针对此问题,提出了一种优化设计方案,即在植筋端头处设置箍筋。设计6组试件,对比优化前后植筋梁的破坏特征、延性系数、承载力、钢筋应变和疲劳损伤的差异。结果表明:在设计时将植筋端头置于原构件箍筋处能够明显提高植筋混凝土梁的延性系数和承载力,降低疲劳损伤。植筋深度决定了植筋梁的破坏特征,植筋深度小于20d,经优化后的试件仍发生脆性破坏。锚固深度达到25d时,经优化的试件疲劳破坏特征由脆性破坏转为塑性破坏。推导出了与植筋深度和混凝土残余应变相关的疲劳损伤计算公式,经优化设计后试件的疲劳损伤可以降低13.93%~19.24%。     

磷酸钾镁水泥砂浆与混凝土粘结抗剪性能试验研究

以双面剪切试验研究磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆与旧混凝土粘结抗剪性能,试验变化因素包括钢丝刷清洗浮灰、机械凿毛去浮浆、人工凿毛等三种旧混凝土表面处理方式,以及MKPC净浆销栓、加筋MKPC销栓和钢筋销栓三种植筋加固方法,对比分析各组试件的界面粘结抗剪强度和剪切破坏形貌。结果表明,对旧混凝土表面进行人工凿毛并露出骨料能较大幅度地提高界面粘结抗剪强度;加筋MKPC销栓能明显提高界面粘结抗剪强度,其效果接近于钢筋销栓,并具有明显的可操作性和经济性。     

Strengthening of RC beams in shear using GFRP inclined strips – An experimental study

Though there have been a number of studies on shear strengthening of RC beams using externally bonded fiber reinforced polymer sheets, the behaviour of FRP strengthened beams in shear is not fully understood. This is partly due to various reinforcement configurations of sheets that can be used for shear strengthening and partly due to different failure modes a strengthened beam undergoes at ultimate state. Furthermore, the experimental data bank for shear strengthening of concrete beams using FRP remains relatively sparse due to which the design algorithms for computing the shear contribution of FRP are not yet clear. The objective of this study is to clarify the role of glass fiber reinforced polymer inclined strips epoxy bonded to the beam web for shear strengthening of reinforced concrete beams. Included in the study are effectiveness in terms of width and spacing of inclined GFRP strips, spacing of internal steel stirrups, and longitudinal steel rebar section on shear capacity of the RC beam. The study also aims to understand the shear contribution of concrete, shear strength due to steel bars and steel stirrups and the additional shear capacity due to glass fiber reinforced polymer strips in a RC beam. And also to study the failure modes, shear strengthening effect on ultimate force and load deflection behaviour of RC beams bonded externally with GFRP inclined strips on the shear region of the beam.     

设置界面构造锚筋的新老混凝土粘结性能试验研究

新老混凝土良好结合是混凝土修补成功的关键,提出设置界面构造锚筋来增强新老混凝土粘结性能,通过采用劈拉试验和剪切试验综合分析有无构造锚筋的新老混凝土试件以及新、老混凝土整体试件的劈拉强度与抗剪强度特性。试验结果表明：无界面构造锚筋时新老混凝土水平粘结面试件的劈拉强度高于具有竖直粘结面的试件;采用构造锚筋的新老混凝土试件比不加锚筋试件的劈拉强度增长了24.1%;采用锚筋的新老混凝土试件的剪切破坏面均发生在结合面处,且试件两个结合面的剪切破坏不是同时产生;采用锚筋试件的剪切强度为无锚筋试件剪切强度的3.49倍,为新混凝土整体剪切试件强度的115.5%;构造锚筋能明显增强新老混凝土粘结性能。图10表4参10     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

暗柱配置1000 MPa级高强钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究

通过对4片剪跨比为2.43的钢筋混凝土剪力墙试件进行低周反复加载试验,研究1 000 MPa级高强钢筋用于剪力墙边缘约束暗柱时的抗弯承载力、延性、耗能能力及破坏特征。结果表明:与普通钢筋混凝土剪力墙相比,边缘约束暗柱内配置高强钢筋的剪力墙抗弯承载力提高,屈服位移和极限位移也有较大提高。在试验基础上提出了考虑暗柱高强钢筋的混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。     

HRBF500钢筋与混凝土粘结试验研究

首先通过HtCBF500级细晶高强钢筋的材性试验,表明HtKBF500钢筋均有明显的屈服台阶,其实测屈服强度都达到了500MPa级的要求,强屈比σb／σs=1．23～1．32,伸长率δ5均在20％以上,强度和延性均较好,弹性模量E5=2．0×10^5-2．1×10^5,与普通热轧钢筋基本相同;然后通过对42个HRBF500钢筋与混凝土粘结试件的拔出试验,观察其破坏现象可分为三种典型破坏：即混凝土劈裂、钢筋拔出、混凝土先压碎后钢筋拔出,描述了试验荷载-滑移（F—s）曲线和平均粘结应力-滑移（^-τ-s）曲线,并根据曲线的特征,研究了锚筋受力破坏各个阶段的特点。     

T形肋GFRP抗剪连接件的静载推出试验

为改善玻璃纤维增强塑料（GFRP）与混凝土的界面粘结性能,进行了3组共计9个T形肋GFRP抗剪连接件的静载推出试验,主要考虑了T形肋内开孔及横向穿孔钢筋2个参数对其抗剪性能的影响,得到了破坏形态、裂缝分布规律及荷载 相对滑移关系,分析了T形肋对GFRP抗剪连接件粘结滑移性能、极限承载力以及破坏机理的影响。基于试验得到的破坏机理建立了T形肋GFRP抗剪连接件的极限承载力计算公式。结果表明:T形肋增加了GFRP抗剪连接件与混凝土的接触面积,提高了界面的粘结力;界面出现滑移后,T形肋孔内的混凝土榫或钢筋混凝土榫能提供更好的抗剪性能;孔内是否配置横向穿孔钢筋将导致试件出现2种不同的破坏形态。     

边缘配置高强纵筋装配式中高强再生混凝土剪力墙抗震性能研究#br#

为促进高性能绿色建筑结构发展,推动高强钢筋和中高强再生混凝土的工程应用,研发了边缘构件采用环筋扣合连接方式且配置高强纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙,对6个剪跨比为2.2的装配式混凝土剪力墙进行了低周反复荷载试验。分析了不同再生粗骨料取代率、混凝土强度、边缘暗柱纵筋强度及搭接位置对装配式再生混凝土剪力墙的破坏形态、滞回性能、承载力、延性、刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标以及可恢复性能的影响。试验结果表明：边缘构件配置高强钢筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙的破坏形态以弯曲破坏为主;再生粗骨料取代率对装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、延性和耗能能力影响不大,各剪力墙均具有较好的抗震性能;边缘暗柱采用HRB600纵筋可有效提高装配式中高强再生混凝土剪力墙的承载力、耗能能力和可恢复性能;边缘暗柱纵筋在剪力墙底部塑性铰区搭接,会导致装配式中高强再生混凝土剪力墙的延性明显下降。给出了边缘配置HRB600纵筋的装配式中高强再生混凝土剪力墙水平承载力计算式,计算结果表明普通混凝土剪力墙的水平承载力计算模型同样适用于该装配式剪力墙结构。     

Behavior and capacity of RC beams strengthened in shear with NSM FRP reinforcement

A recent and promising method for shear strengthening of reinforced concrete (RC) members is the use of near-surface mounted (NSM) fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcement. In the NSM method, the reinforcement is embedded in grooves cut onto the surface of the member to be strengthened and filled with an appropriate binding agent such as epoxy paste or cement grout. Only a few studies have been conducted to date on the use of NSM FRP reinforcement for shear strengthening of RC beams. These studies identified some critical failure modes related to debonding between the NSM reinforcement and the concrete substrate. However, more tests need to be conducted to identify all possible failure modes of strengthened beams. Moreover, virtually no test results are available on the behavior of shear-strengthened beams containing steel shear reinforcement, and on the effect of variables such as the type of epoxy used as groove filler. This paper illustrates a research program on shear strengthening of RC beams with NSM reinforcement, aimed at gaining more test results to fill the gaps in knowledge mentioned above. A number of beams were tested to analyze the influence on the structural behavior and failure mode of selected test parameters, i.e. type of NSM reinforcement (round bars and strips), spacing and inclination of the NSM reinforcement, and mechanical properties of the groove-filling epoxy. One beam strengthened in shear with externally bonded FRP laminates was also tested for comparison purposes. All beams had a limited amount of internal steel shear reinforcement to simulate a real strengthening situation. Test results are presented and discussed in the paper.     

开孔板连接件受剪性能试验研究

开孔板连接件是钢-混凝土组合梁中常用的一种抗剪连接件。通过21个开孔板连接件试件在单调静力荷载作用下的推出试验,研究了开孔板的开孔直径、混凝土强度等级、孔中横向贯通钢筋的直径和数量等对开孔板连接件的破坏形态、荷载-滑移特性和受剪承载力等的影响。研究表明:开孔板连接件的荷载-滑移曲线(P-S曲线)大致可分为弹性阶段、塑性发展阶段和下降段;提高混凝土强度等级、增大开孔直径可提高开孔板连接件的受剪承载力,横向贯通钢筋直径由16mm增大至20mm时,试件的受剪承载力提高了21.8%,配置横向贯通钢筋2 16的试件受剪承载力比相应的未配置横向贯通钢筋的试件高19.1%;随着混凝土强度等级的提高,试件抗剪刚度增大,而开孔直径及横向贯通钢筋直径则对抗剪刚度无明显影响。最后,基于试验结果提出了开孔板连接件受剪承载力的计算方法。研究成果可为编制《钢-混凝土组合桥梁设计规范》提供依据和参考。