钢纤维混凝土二桩厚承台的试验研究

为了研究钢纤维增强混凝土(SFRC)二桩厚承台的传力机理和破坏模型,以及钢纤维在混凝土二桩厚承台中的作用,对30个混凝土和钢纤维混凝土二桩承台进行了静力加载试验和非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土二桩厚承台的开裂荷载、极限荷载、裂缝开展、承台内部应变分布、钢筋应力分布等力学性能。结果表明:钢纤维的掺入能有效提高混凝土承台的开裂荷载和极限荷载,阻碍裂缝的发展,降低承台的厚度;钢纤维混凝土二桩厚承台破坏形态为冲切破坏,其传力模型符合拉杆拱模型或桁架模型。提出了基于桁架模型的钢纤维混凝土二桩厚承台承载力设计计算公式,其计算值与试验值吻合较好。该研究成果可为有关规程的编制及实际工程的应用提供参考。     

钢纤维高强混凝土二桩承台受剪性能及承载力计算

为研究钢纤维高强混凝土二桩承台的受剪性能，进行了12个钢纤维高强混凝土二桩承台受剪试验，变化参数包括承台有效厚度、钢纤维体积率、配筋率和混凝土强度等级。结果表明：承台发生剪切破坏；随着承台有效厚度和钢纤维体积率的增加，承台受剪承载力显著提高；底部纵向受力钢筋配筋率在0.39%～1.18%范围内增大及采用钢纤维高强混凝土可提高承台刚度和承载力。在此基础上，分析了钢纤维高强混凝土二桩承台受剪机理，基于修正压力场理论，考虑钢纤维在高强混凝土裂缝处的应力传递，提出了钢纤维高强混凝土二桩承台受剪承载力计算公式。与JGJ/T 465—2019《钢纤维混凝土结构设计标准》中给出的计算公式进行对比，文中计算公式计算值与试验结果吻合更好。     

钢纤维混凝土六桩双柱厚承台试验研究及理论分析

为了研究钢纤维混凝土六桩双柱厚承台受力模型和传力机理,对6个试件进行静力加载试验和非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土六桩双柱厚承台开裂荷载、极限荷载、裂缝开展、承台内部应变分布、钢筋应力分布等力学性能。结果表明:钢纤维的掺入能有效提高混凝土承台的开裂荷载和极限荷载,延缓承台的开裂,阻裂效果明显;钢纤维混凝土双柱六桩厚承台破坏形态为冲切破坏,其传力模型符合空间拉压杆模型。提出了基于拉压杆模型的承载力设计计算公式,其计算值与试验值吻合较好;最后给出基于拉压杆模型的双柱承台的设计建议,便于实际工程中应用。     

钢纤维高强混凝土四桩承台受弯性能及承载力计算方法研究

为研究钢纤维高强混凝土四桩承台的受力性能,基于17个钢纤维高强混凝土承台试件的受弯试验,分析了不同钢纤维体积率、承台有效厚度、钢筋配筋率、混凝土强度承台的裂缝开展和破坏形态、荷载 挠度曲线、钢筋和混凝土应变特征以及承台破坏机理。结果表明：底部配筋率为0.16%~0.52%的钢纤维高强混凝土四桩承台呈现受弯破坏形态,弯曲拉应力由钢筋和钢纤维混凝土共同承担;随着承台有效厚度和钢纤维体积率的增加,承台受弯承载力显著提高。依据研究结果提出了钢纤维高强混凝土四桩承台受弯破坏计算模型,建立了钢纤维高强混凝土四桩承台受弯承载力计算式,为完善CECS 38：2004《纤维混凝土结构技术规程》提供参考。     

钢纤维混凝土二桩厚承台极限承载力的试验研究

通过 30个缩尺比例为 1∶5的钢纤维混凝土二桩厚承台模型试验研究 ,系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩厚承台极限承载力的主要因素 ,并应用最小二乘法给出了钢纤维混凝土二桩承台极限承载力的计算公式。与普通钢筋混凝土承台相比 ,其极限承载力有较大幅度的提高。     

钢纤维混凝土二桩厚承台冲切、剪切承载力试验研究

共制作了30个缩尺模型为1:5的二桩混凝土和钢纤维混凝土承台试件并进行了静载试验。系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩承台承载力的主要因素,并应用最小二乘法给出了钢纤维混凝土二桩厚承台抗冲、抗剪承载力的计算公式。与普通钢筋混凝土厚承台相比,其承载力有较大幅度的提高,承台的厚度明显降低。本文建议的公式在工程上具有广泛的适用性,该研究成果为有关规定的修订试验依据。     

钢纤维高强混凝土三桩承台承载力影响因素分析

通过10个钢纤维高强混凝土三桩承台试验,结合对钢纤维高强混凝土三桩桩基承台受力性能的研究,对承台开裂荷载和极限承载力的主要影响因素混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率及钢纤维类型进行了深入分析.研究表明:随着混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度的增加,三桩承台的承载力有明显的提高,同时配筋率和钢纤维类型对三...     

钢纤维混凝土四桩厚承台传力模型的研究

根据１５个足尺试件的试验和有限元分析结果,揭示了钢纤维混凝土四桩厚承台的破坏模式和受力机理。结果表明,钢纤维混凝土四桩厚承台的传力机理不同于一般受弯构件,建议分析其受力时采用空间桁架模型。     

钢纤维混凝土桩承台

房屋建筑、设备基础等的板式桩承台的厚度主要由其抗冲切强度控制,由于冲切破坏属于脆性破坏,因此,设计时板的厚度取值较大。盐城工学院建工系荀勇等提出了钢纤维混凝土桩承台的试验研究,结果表明:钢纤维掺入混凝土后,不仅提高了材料的抗拉强度,而且大幅度提高了材料的韧性。当混凝土内部微裂缝扩展时,钢纤维能阻碍微裂缝的发展,纤维从基体中拔出时所做的功,吸收了许多能量,使得钢纤维混凝土具有很高的韧性。所以,钢纤维混凝土桩承台可以提高承台的抗冲切承载力,减少承台板厚度,改善承台冲切破坏的脆性。钢纤维混凝土桩承台     

钢纤维高强混凝土弯曲性能试验研究

通过51根尺寸为150mm×150mm×550mm及51根尺寸为100mm×100mm×400mm的高强混凝土和钢纤维高强混凝土小梁的弯曲试验,探讨了钢纤维高强混凝土弯曲条件下的裂缝发展、破坏形态以及钢纤维高强混凝土小梁试件的尺寸效应,研究了钢纤维体积率和钢纤维类型对钢纤维高强混凝土抗折初裂强度和抗折极限强度的影响.     

钢纤维增强混凝土桩基厚承台空间拉杆拱传力模型的建立

基于 9个三桩承台和 1 5个四桩承台的模型试验 ,详细分析了承台的破坏形态和力学性能 ,以及钢纤维混凝土 (SFRC)用于桩基承台的优越性 ;通过对SFRC桩基承台模型进行全过程材料非线性计算 ,分析承台的裂缝扩展情况、应力分布规律和传力机理。综合有限元计算和试验研究结果 ,提出了桩基厚承台的空间拉杆拱或软化桁架传力模型 ,为《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》的修订提供理论支持和试验依据     

钢纤维高强混凝土梁斜截面受力性能试验研究

根据 1 7根钢纤维混凝土强度等级为CF65～CF90的钢纤维高强混凝土无腹筋梁的受力性能试验结果 ,分析了钢纤维体积率变化对钢纤维高强混凝土梁裂缝分布形态及破坏特征的影响规律 ,验证了钢纤维对高强混凝土梁裂缝发生与发展的有效约束作用及对斜截面破坏形态的改善作用。经过统计分析 ,提出了钢纤维高强混凝土梁斜截面抗裂和斜截面承载力计算方法 ,供修订《纤维混凝土结构技术规程》参考。     

钢纤维混凝土四桩厚承台受冲切承载力研究

本文介绍15个钢纤维混凝土四桩厚承台足尺试件的试验结果及三维非线性有限元分析情况,分析影响纲纤维混凝土四桩厚承台受冲切承载力的主要因素,提出了受冲切承载力计算公式。研究表明,纲纤维的掺入可有效地改善桩承台的受冲切性能,提高桩承台的受冲切承载力,减小承台的有效厚度。     

柱下九桩厚承台承载性能试验研究

为了进一步研究在多排多列桩情况下桩基厚承台的承载性能,共制作了4个缩尺比例为1∶10的九桩钢筋混凝土承台模型试件并进行了破坏性加载试验。对荷载与位移(挠度)关系、承台侧表面混凝土应变特征及承台内部应力进行了系统地分析,并将试验所得破坏荷载与目前常用设计方法进行比较分析,揭示了9桩厚承台及一般多排多列桩厚承台符合空间桁架模型的受力特点,即配置在桩顶范围内的钢筋充当拉杆,桩顶至柱下区域的混凝土作为斜压杆。加载初期,承台处于受弯状态,混凝土裂缝通常在弯矩较大区域的承台底部最先出现,并随荷载增加沿水平方向及竖向发展。随着裂缝的出现,底部受拉区混凝土逐渐退出工作,当加荷值达到破坏荷载的50%以上后,钢筋拉杆作用增强,桩径范围内各根钢筋应力沿长度方向的变化很小,在设计中可认为近似相等,空间桁架体系逐步形成,距桩中心连线0.75倍桩径范围内的钢筋能充分发挥拉杆作用。     

钢纤维混凝土桩基承台的三维有限元分析

基于钢纤维混凝土(SFRC)桩基承台的模型试验,可以分析承台的力学性能,提出承台合理的传力机理,以及钢纤维的掺人对提高承台抗冲切承载力,延缓裂缝开展,有效降低承台厚度等方面的照著影响.由于桩基承台内部的应力分布属三维复杂应力状态,仅运用试验结果还无法对承台各部位进行精确分析.本文应用有限元结构分析程序对SFRC承台进行了全过程材料非线性计算,可以获得结点应力、位移等大量计算值,求解承台的开裂荷载、极限荷载及破坏时的位移应力场,分析承台的裂缝扩展情况和应力分布规律,以对比试验研究,为建立桩基承台合理的力学模型和设计方法提供理论计算依据,为钢纤维混凝土应用于桩基承台提供重要的参考.     

钢纤维高强混凝土的断裂韧性及缺口敏感性研究

通过24组共72个尺寸为200 mm×170 mm×100 mm的楔劈拉伸试件的断裂性能试验,探讨了钢纤维类型及其掺量、切口相对深度等对高强混凝土断裂破坏形态和裂缝张开位移的影响,分析了高强混凝土和钢纤维高强混凝土的缺口敏感性.试验结果表明:钢纤维有效地改善了高强混凝土的断裂韧性,随着钢纤维体积率的增加,破断面更加曲折、粗糙,峰值荷载逐渐增加,Pv-CMDDc曲线愈加丰满,断裂性能的提高愈加充分;随着切口相对深度的增加,破断面变得相对平直;钢纤维类型对钢纤维高强混凝土的Pv-CMODc曲线具有较为显著的影响,切断型钢纤维高强混凝土在试验后峰阶段表现出类似于金属性能的应力强化现象;高强混凝土和钢纤维高强混凝土的断裂韧度和断裂能均存在缺口敏感性问题.     

钢纤维预应力高强混凝土管桩试验研究

为提高预应力高强混凝土管桩的韧性和抗弯承载力,通过不同钢纤维体积掺量对C80管桩混凝土工作性能和力学性能影响的试验研究,确定最佳配合比。然后基于最佳配合比进行钢纤维高强混凝土管桩试制和足尺抗弯力学性能试验,并与未掺加钢纤维的高强混凝土管桩对比分析。结果表明：采用该配方制备的钢纤维高强混凝土管桩的外观质量、桩身强度等均符合相关规范要求。钢纤维增强的混凝土管桩抗弯承载力明显提高,破坏特征和延性性能得到显著改善。     

不同层厚钢纤维再生混凝土梁抗裂性能研究

本文通过试验对比分析钢纤维混凝土不同层厚对层布式钢纤维再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载、破坏形态、荷载-应变曲线关系、挠度及最大裂缝宽度等性能的影响。试验结果表明:随着钢纤维混凝土层厚的增加梁的初裂荷载值先逐渐增大、后减小,其中在SF50组梁得到最大值。钢纤维的掺入对梁的承载力提高幅度不大,但可以延缓裂缝的出现,提高梁的延性和刚度。不同层厚钢纤维再生混凝土梁整体的应变沿梁高分布符合钢筋钢纤维混凝土叠合梁计算模型。随着钢纤维层厚的增加,破坏后的最大裂缝宽度相应变小。因此可知在再生混凝土梁的受拉区掺钢纤维能有效地提高抗裂性能,同时降低钢纤维使用量,改善混凝土性能。     

钢纤维高强混凝土薄型下水井盖板的承载力与正常使用试验研究

介绍了作者研制的钢纤维高强混凝土薄型井盖的结构试验装置、步骤与加载方式;按照抗裂度、最大裂缝宽度与极限承载力的要求给出了试验的结果,该结果表明所研制的钢纤维高强混凝土井盖完全满足了结构设计的要求;对盖板的裂缝开展与挠度进行分析,并根据试验对盖板的破坏阶段划分提出了建议.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点承载力计算方法

通过7个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点和1个钢筋高强混凝土梁柱节点的低周反复加载试验,研究钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的受力机理及破坏模式,分析钢纤维体积率、节点核心区配箍率以及柱端轴压比对节点受剪承载力的影响。结果表明:钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的破坏主要有节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏两种模式;随着钢纤维体积率和节点核心区配箍率的增加,节点受剪承载力显著提高。结合对国内外相关试验数据的综合分析,分别提出了考虑轴压比、钢纤维体积率以及节点核心区配箍率影响的适用于钢筋钢纤维普通和高强混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,以及考虑钢纤维影响的节点梁端受弯承载力计算方法。