混杂纤维增强钢筋自密实混凝土梁抗剪试验研究

通过对一系列以纤维类型、纤维掺量、配箍率为主要变化参数的混杂纤维自密实混凝土梁斜截面抗剪试验分析,本文研究了在两个对称的集中荷载作用下无箍筋纤维混凝土梁和有箍筋纤维混凝土梁的极限剪力、剪力—加载点位移曲线特性以及破坏形态。结果表明,适量的纤维,尤其是混杂纤维能够显著提高自密实混凝土梁的极限剪力、峰值后承载能力以及韧性,不同纤维共同抗剪时具有明显的正混杂效应。混杂纤维和箍筋的共同作用使按构造配置箍筋的混凝土梁从脆性的剪切破坏转为延性的弯曲破坏。     

自密实混凝土梁抗剪性能试验研究

针对自密实钢筋混凝土梁的塑性开裂问题,提出了在自密实混凝土无腹筋梁中加入钢纤维,以约束混凝土内部裂隙扩展,从而提高其抗剪承载力。通过试验进行了钢纤维掺入量对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力的影响规律研究。结果表明:当钢纤维体积率低于0.5%时,钢纤维对梁抗剪承载力的影响很小;当钢纤维体积率在0.5%～2%时,梁的开裂裂隙数量减少、裂隙长度缩短、分布范围减小,钢纤维明显提高了梁的抗剪承载力和延展塑变性能;值得指出的是,当钢纤维体积率超过1.5%后,梁抗剪能力的增长趋于平缓。     

纤维替代箍筋自密实混凝土T型梁抗剪性能试验研究

通过对8根混杂纤维与不同箍筋的钢筋自密实混凝土简支T型梁在对称集中荷载作用下的抗剪试验,分析不同纤维类型和掺量、箍筋直径、间距及强度等参数对混凝土T型梁极限抗剪承载力、剪力-位移曲线、纵筋应变和破坏形态的影响。研究表明:掺入纤维可显著提高混凝土T型梁的极限剪力,限制纵筋应变发展,延缓裂缝出现和发展;在相同剪跨比的情况下,将T型梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏;钢纤维或混杂纤维能够部分替代箍筋,纤维与箍筋共同作用时,可减小原设计梁中箍筋的配箍率或降低箍筋的强度。     

混杂纤维活性粉末混凝土梁抗剪性能试验研究

为了研究高强钢筋混杂纤维增强活性粉末混凝土(Hybrid Fiber Reinforced Reactive Powder Concrete,HFRPC)抗剪性能,进行12根HFRPC梁抗剪试验,变化参数包括:剪跨比、配箍率、箍筋强度、箍筋放置角度和纤维掺量等。试验结果表明:混杂纤维显著改善了RPC梁的抗剪变形能力,使梁由脆性剪切破坏变为延性破坏,粗聚烯烃纤维有效阻止了临界斜裂缝的扩展,峰值荷载后承载力下降缓慢,梁斜裂缝条数增多、宽度减小;剪跨比为3.5时,发生了以斜拉破坏为主的剪切破坏;剪跨比增加,承载力下降;高强箍筋屈服,配箍率由0.42%提高到0.64%时,剪跨比为1.5、2.5和3.5,抗剪承载力分别提高22.1%、7.1%和8.1%,再增加配箍率对抗剪承载力的增强作用不大;钢纤维体积率由1%提高到2%,抗剪承载力约提高17.0%。采用现有规范计算梁的抗剪承载力会导致过于保守;法国规范是针对RPC建立的公式,但离散系数大,斜拉破坏时计算值偏不安全。首次提出了剪切韧性指数的概念,以表征混杂纤维增强RPC梁的剪切变形能力和韧性;基于塑性理论,在抗剪承载力公式中首次引入塑性剪切系数,以考虑混杂纤维阻裂、桥联作用和剪跨比对剪切承载力和变形的影响,理论计算值与试验值吻合良好。     

钢纤维对钢筋自密实混凝土梁抗剪性能的影响

对9根钢纤维钢筋自密实混凝土粱进行了试验研究,主要的变化参数是纤维掺量和配箍率.基于试验结果,分析了钢纤维对钢筋自密实混凝土粱的极限承载能力、抗剪强度、破坏形态及抗剪韧性的影响.试验结果表明:加入钢纤维可以显著提高梁的极限承载力和韧性,改善梁的破坏形态;提出了与普通钢筋混凝土梁相协凋的钢纤维钢筋自密实混凝土梁的极限承载力的经验公式,并建议端部弯钩型钢纤维的增强系数取值为1.78.     

混杂纤维自密实混凝土冻融性能试验研究

研究了PP纤维、镀铜钢纤维和钢-PP混杂纤维对自密实混凝土工作性及冻融前后力学性能的影响,并探讨了冻融作用对纤维混杂增强效应系数的影响。结果表明:PP纤维对自密实混凝土工作性的影响大于钢纤维;未掺纤维的空白组经300次冻融后,其质量损失率及相对动弹性模量损失分别达到4.23%、34.8%,表观质量劣化严重;冻融作用对试件抗折强度影响最大,其次是动弹性模量和抗压强度;纤维的掺入能有效提高混凝土的抗冻性能,但钢纤维对表观质量的改善作用小于PP纤维;混杂纤维抗冻融能力明显高于单掺纤维组和空白组,纤维混杂增强效应随冻融循环次数的增加而降低。     

混杂纤维自密实混凝土梁受弯性能的试验研究

在纤维自密实混凝土工作性试验的基础上,对7组无筋混杂纤维自密实混凝土梁和5组混杂纤维增强低配筋率的钢筋自密实混凝土梁受弯性能进行试验研究,并分析纤维类型和纤维长径比对梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及弯曲韧性的影响。结果表明:梁的弯曲韧性随着纤维长径比的增加而增加,混杂纤维混凝土梁的弯曲韧性优于钢纤维,两种纤维协同作用时具有很好的正混杂效应;与最小配筋率的钢筋混凝土梁相比,纤维的掺入明显地改善了梁的屈服荷载和极限荷载,掺有(40+4)kg/m3混杂纤维并按最小配筋率配筋的梁的极限荷载与仅按1.5倍最小配筋率配筋的梁相当。     

自密实混凝土无腹筋梁抗剪性能

为研究自密实混凝土无腹筋梁的抗剪性能和裂缝开展形态,进行了集中荷载作用下12根无腹筋钢筋混凝土简支梁(8根自密实混凝土和4根普通混凝土)的剪切破坏试验,变量为混凝土强度和剪跨比。探讨了《混凝土结构设计规范》(GB 50010―2010)、Zsutty拟合公式、美国规范(ACI318-11)抗剪承载力计算公式对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力计算的适用性和准确性。收集了在集中荷载作用下的130根自密实混凝土和798根普通混凝土矩形截面无腹筋梁剪切破坏试验数据,将自密实混凝土和普通混凝土无腹筋梁抗剪承载力进行了对比。结果表明:自密实混凝土梁和普通混凝土梁的裂缝发展、破坏形态大致相同,自密实混凝土梁斜裂缝断面更为光滑;Zsutty拟合式计算结果与本文试验结果最接近;GB 50010—2010计算结果与本文试验结果也比较吻合,但偏于不安全;美国规范ACI 318-11计算公式偏差较大;自密实混凝土梁受剪承载力略低于普通混凝土梁。     

钢筋自密实混凝土梁受剪性能试验研究及分析

自密实混凝土工程应用逐渐增多,为研究钢筋自密实混凝土梁的受剪性能,进行了4根钢筋自密实混凝土梁试件和2根普通钢筋混凝土梁试件的试验,研究自密实混凝土梁受剪性能的破坏形态、开裂荷载、裂缝发展和抗剪承载力,并且将其与普通钢筋混凝土梁作对比分析。将试验值与 GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》计算的理论值与相比较。结果表明,竖向集中荷载作用下,钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋混凝土梁有着相似的破坏特征与承载能力。钢筋自密实混凝土梁理论值与试验值的比为0.59,比普通钢筋混凝土梁理论试验值的比值高出0.11。     

聚丙烯纤维混凝土梁抗剪性能试验研究

分析了聚丙烯纤维掺量、配箍率、混凝土强度等级、剪跨比四个参数对混凝土梁斜截面初裂剪力和抗剪承载力的影响。提出了聚丙烯纤维混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法,为工程实践提供理论依据。     

混杂纤维自密实混凝土轴心抗拉强度试验研究

通过在自密实混凝土中单掺、混掺聚丙烯长纤维、高分子聚合物纤维、50 mm钢纤维和35 mm钢纤维四种不同种类和尺寸的纤维,制作成棱柱体和立方体两种试件进行轴心抗拉试验,研究纤维种类、尺寸、掺量等因素对自密实混凝土抗拉强度的影响情况和混杂效应。研究结果表明:当纤维的体积掺量小于0.3%时,纤维对基体抗拉强度的增强效果由强到弱的顺序是:50 mm钢纤维35 mm钢纤维聚丙烯长纤维高分子聚合物纤维;而当纤维掺量较大时,两种合成纤维表现出更好的增强效果;长纤维优于短纤维的增强效果;当固定35 mm钢纤维掺量为20 kg/m~3时,混杂纤维自密实混凝土抗拉强度随着聚丙烯长纤维掺量的增加呈现先升后降的趋势,当其掺量为4 kg/m~3时,增强效果最佳,呈现出正混杂效应。     

锈蚀纤维增强混凝土梁抗剪性能试验研究

通过正交试验设计研究纤维混凝土梁在各个锈蚀率下抗剪性能的影响因素,确定了3个因素,分别水灰比(A)、纤维种类(B)、纤维掺量(C),每个因素包含3个水平。设计了3个锈蚀率,27根等高等宽钢筋混凝土梁,经过通电加速锈蚀后,进行连续加载试验。根据试验结果绘出了各个影响因素对试验指标的影响曲线,并根据极差分析法确定各个影响因素对试验指标影响顺序。     

超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验研究

进行9根超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验,试验梁变化参数包括:剪跨比、配箍率、预应力水平。试验结果表明:剪切破坏形态随剪跨比由小变大依次表现为斜压、剪压和斜拉破坏三种形式,抗剪承载力随剪跨比的增大而减小;用HRB500级钢筋做箍筋,箍筋的强度能够得到充分发挥,抗剪承载力随配箍率的增大而提高;预加力可以显著提高梁的抗剪承载力;正常使用极限状态下剪切斜裂缝最大宽度不超过0.2mm;临界斜裂缝形成前斜裂缝宽度发展缓慢,形成后发展速度明显加快;采用现有规范计算超高性能混凝土梁的抗剪承载力会导致过于保守;考虑剪跨比、配箍率、预加力因素建立超高性能混凝土梁的抗剪承载力统计计算的经验公式,按照经验公式对试验及所搜集的17根梁进行计算,计算值与试验值吻合较好,且变异系数较小。     

混杂纤维自密实混凝土梁受弯性能有限元分析

利用ANSYS有限元软件,研究了玄武岩纤维和聚丙烯纤维不同掺量对自密实混凝土梁在屈服状态下应力和跨中挠度的影响,并给出了相关回归方程,得到了最佳纤维组合掺量,为混杂纤维自密实混凝土梁抗弯性能的试验研究提供参考。     

混杂纤维高强自密实混凝土弯曲韧性试验

为探究混杂纤维改性混凝土的韧性作用机理,以镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维掺量为参数,制备了混杂纤维高强自密实混凝土,进行了弯曲韧性试验。基于试验数据,绘制荷载 挠度曲线,以弯曲韧度比为量化指标,采用数值分析方法对试件样本空间进行扩参数分析。结果表明:纳米碳纤维与镀铜微丝钢纤维在高强自密实混凝土开裂的不同阶段发挥不同层次的改性作用,使混凝土峰值荷载变形得以改善的同时,提高其极限荷载、初始弯曲韧度比和弯曲韧度比;初始弯曲韧度比最大提高幅度为34.5%,HS-S9C6试验组弯曲韧度比达0.84,且随挠度增长,弯曲韧度比下降速率较慢,混杂纤维较好地发挥了改性高强自密实混凝土的韧性作用。     

HRBF500钢筋C100混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁。通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究。结果表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,但再生粗骨料的使用会降低梁的刚度及变形能力,使梁的剪切脆性破坏特征更为明显;掺加钢纤维或增大配箍率均可以提高梁的承载力和变形能力,有效改善再生混凝土梁的剪切脆性破坏情况;试件的承载能力随剪跨比的减小而增大,但其变形能力随之降低;修正方法得到的抗剪承载力计算值与试验值相比误差较小,可为再生混凝土梁的抗剪设计提供参考。     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁.通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究.结果 表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,...     

再生混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗剪试验,研究了再生混凝土梁斜截面的受力与变形性能。试验结果表明：相同混凝土抗压强度的再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和斜裂缝开展情况基本相似,但抗剪极限承载能力存在差异;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗剪承载能力有下降的趋势。最后,本文在对再生混凝土梁抗剪机理进行初步分析的基础上,提出了再生混凝土梁的抗剪承载力建议公式。     

高强混凝土梁抗剪性能试验研究

为了研究高强混凝土梁的抗剪性能,设计了5根剪跨比为2.6的高强混凝土梁,在集中荷载作用下来观察试件的裂缝发展和破坏形态,根据试验结果来分析不同混凝土强度和配箍率对抗剪性能和承载力的影响,并将实测承载力与我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和美国规范(ACI 318—11)进行对比。结果表明:高强混凝土梁的破坏形态与普通混凝土梁相似,配箍率的提高可以增加梁的承载力和延性;剪跨比为2.6的高强混凝土(C100)梁的承载力总体能满足我国规范,美国规范的安全储备高于我国规范。