再生混凝土叠合梁受弯力学性能试验研究

设计了3根再生混凝土叠合梁,受拉钢筋配筋率分别为0.5%、1.0%、1.5%,预制部分采用普通混凝土,叠合部分采用100%再生粗骨料取代率的再生混凝土。另外设计了1根整浇梁,全部采用再生粗骨料取代率的再生混凝土。通过受弯性能试验,得到挠度和裂缝发展规律以及破坏特征。运用Ansys软件对叠合梁进行了非线性有限元分析。试验结果和数值分析表明,再生混凝土叠合梁的受弯力学性能和普通混凝土梁受弯性能接近,其受弯承载力可采用普通混凝土梁的计算方法进行计算。采用再生混凝土的弹性模量,利用现有规范GB 50010—2002短期刚度计算公式得到的挠度,需乘以0.8的修正系数后才适用于再生混凝土叠合梁。     

再生混凝土叠合梁抗弯性能试验研究

在普通混凝土浇筑的腹板上采用二次浇注再生混凝土翼缘制成叠合梁并进行抗弯承载力试验,对比分析了各叠合梁的抗弯性能、变形特性及其极限破坏形态。试验结果表明,平截面假定理论依然成立;随着再生骨料取代率的提高,梁挠曲变形增加的速率有所提高,但跨中极限挠度值相差不大;梁的抗裂性能略有降低;再生骨料的取代率差异对叠合梁的抗弯极限承载力及极限破坏形态影响不显著。     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对4组再生粗骨料混凝土粱和1组普通混凝土粱的对比试验分析,主要研究在相同混凝土强度下,不同取代率的再生粗骨料混凝土梁和普通混凝土梁在抗弯性能上的差异和共同点.试验结果分析表明:再生混凝土梁的受弯过程仍有弹性、开裂、屈服、破坏四个明显的特征;再生混凝土粱的极限承载力小于普通混凝土梁,并随着取代率的增加有减小的趋势;再生混凝土粱的抗弯刚度小于普通混凝土梁;再生混凝土抗裂度比普通混凝土差.     

再生混凝土叠合板受弯力学性能试验

设计了3块再生混凝土叠合板,配筋率分别为0.5％、1.0％、1.5％,预制部分采用普通混凝土,叠合部分采用100％再生粗骨料取代率的再生混凝土,叠合面采用人工粗糙面.另外设计了1块整浇板,全部采用100％再生粗骨料取代率的再生混凝土,以进行对比试验.通过受弯性能试验,得到了挠度和裂缝发展规律以及破坏特征.试验结果表明,再生混凝土叠合板的受弯力学性能和普通混凝土板受弯性能接近,其极限承载力可采用普通混凝土叠合板的计算方法进行计算.当配筋率不低于1％时,采用再生混凝土的弹性模量,按现有规范短期刚度公式计算的挠度乘以0.9的修正系数后仍适用于再生混凝土叠合板.     

废弃纤维再生混凝土梁抗弯性能研究

对再生骨料取代率分别为0%、50%、100%,废弃纤维体积掺入量分别为0%、0.08%、0.12%、0.16%的梁构件进行静力加载试验,研究了废弃纤维再生混凝土梁的抗弯性能。采用ABAQUS有限元分析软件,建立了废弃纤维再生混凝土抗弯构件的数值模型,并与试验结果进行对比分析。研究表明:随着再生骨料取代率的增加,钢筋混凝土梁的极限承载力降低;掺入的废弃纤维在细观尺度上体现为纤维的桥接作用限制了裂缝在水泥基体中的发展,在宏观尺度上表现为改善了再生混凝土梁构件的抗弯性能;当废弃纤维体积掺入量为0.12%时,再生骨料取代率为50%的梁构件的极限承载力提高了0.4%;再生混凝土梁的有限元分析模型具有较高的精度,其计算值与试验值基本一致。     

再生混凝土梁抗弯性能非线性有限元分析

采用有限元软件ANSYS对再生混凝土梁的抗弯性能进行非线性有限元分析。针对不同的再生粗骨料取代率和纵向受拉钢筋配筋率,在其余试件参数完全相同的情况下,研究再生混凝土梁正截面的抗弯性能。分析结果表明再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和裂缝开展情况基本相同,但抗弯刚度和延性存在差异。随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗弯刚度有下降的趋势,但延性有所提高。另外,随着纵向钢筋配筋率的增大,梁的抗弯承载力不断提高,但变形能力逐步下降。最后,再生混凝土梁的抗弯过程与普通混凝土梁基本相同,平截面假定仍然成立。     

再生混凝土梁抗弯承载力公式研究

统计了国内外72根普通和再生混凝土梁受弯试验数据,分析了影响再生混凝土梁抗弯承载力的因素,并结合规范GB 50010—2010建立了再生混凝土梁抗弯承载力计算公式模型。再生混凝土梁抗弯承载力比普通混凝土梁略低,并随着再生混凝土骨料取代率的增大而略有降低。工程设计中,要控制再生混凝土骨料取代率50%以内,建议取再生混凝土梁抗弯折减系数为0.90。     

再生混凝土梁抗弯承载力计算适用性研究

通过对3组15个不同再生粗骨料取代率、配筋率的梁在集中荷载作用下进行抗弯性能试验研究,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁满足平截面假定、挠度变形、裂缝宽度以及极限承载力等方面的影响,同时对现行GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力计算公式计算再生混凝土梁极限承载力的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下,再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大、抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生粗骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面混凝土应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力是可行的,但缺少相应的再生骨料取代率影响因子,针对此问题提出建议公式与调整系数,并通过数据分析证明其满足基本要求。     

基于荷载长期效应再生混凝土梁受弯性能试验及刚度计算方法

通过对再生粗骨料取代率0%、30%、50%、80%、100%的再生混凝土梁进行短期以及对其中取代率0%、50%、100%再生混凝土梁1 200 d的长期变形试验研究,对比分析普通混凝土梁与再生混凝土梁、不同取代率再生混凝土梁之间变形发展规律。研究结果表明:再生混凝土梁短期刚度较普通混凝土梁小,长期加载阶段再生混凝土较普通混凝土、高取代率较低取代率再生混凝土梁呈现出变形前期增长缓慢、后期增长加速、长期变形曲线收敛时间较长的"后延性"特点;同时以短期变形试验数据为基础,拟合内力臂系数、钢筋应变不均匀系数、截面弹塑性抵抗矩系数,提出再生混凝土梁短期刚度计算方法;基于长期附加变形数据,提出挠度增大影响系数并建立适用于不同取代率再生混凝土梁长期刚度计算公式,采用该公式的计算结果与本试验及国内其他学者试验结果吻合较好,满足计算精度要求。     

部分再生混凝土T形截面叠合梁抗弯性能试验研究

通过4根部分再生混凝土T形截面叠合梁和1根普通混凝土T形截面叠合梁受弯试验结果的对比分析,研究了各试验梁荷载作用下跨中正截面的受荷性能及极限破坏形态。试验结果表明,部分再生混凝土T形截面叠合梁的受力性能及破坏机理与普通混凝土类似;混凝土梁正截面的平截面假定依然成立;随再生骨料取代率的增加,试验梁的开裂荷载及极限承载力均略有降低。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.