双鋼筋混凝土过梁刚度计算公式的试验研究

<正> 通过1980年双钢筋混凝土多孔板,1981年双钢筋特性梁以及1983年双钢筋混凝土过梁的试验研究,均表明双钢筋梁板构件的工作过程与普通钢筋混凝土构件相同。双钢筋混凝土梁、板构件仍属普通钢筋混凝土范畴,原则上可接TJ10-74规范有关公式进行设计计算。但鉴于双钢筋构件又有其     

框架网格划分对钢筋用量的影响

针对如何节省钢材的问题,提出优化钢筋混凝土框架结构单位面积配筋量的方法.主要技术路线是探索板、梁尺寸及柱数目变化对构件内力分布和配筋量的影响.具体内容是将一个纵、横向长度给定的矩形建筑进行纵向长度均匀网格划分（每个网格线交点设有一根柱子）,每种划分得到n个面积相同的网格.一般随着n的增大板配筋变小,梁与柱的配筋则增加,n将存在一个数值,使板、梁和柱的总体配筋量达到极值.模拟一层钢筋混凝土框架结构,分别对板、梁、柱的配筋进行配筋公式推导,得到n与三个构件配筋体积V的函数关系,并进一步转换成单位面积配筋量m与n的关系.以n为优化变量,利用Matlab获得函数变化及最小值,最后通过具体案例进行了演示.     

水平地震作用下框架高度对钢筋用量的影响

为了在建筑抗震设计中节省钢筋用量,提出了一种优化钢筋混凝土框架结构单位面积配筋量的方法.该方法探索楼层数m变化对构件内力分布和配筋量的影响,将一个矩形规则建筑作为研究对象,采用底部剪力法计算其在水平地震荷载影响下的构件内力,从而得到m与构件配筋体积之间的函数关系,进而转化为m与单位面积配筋量之间的关系.以m为优化变量,利用Matlab进行快速计算,并通过具体案例进行演示.结果表明,该方法具有一定的可行性,并得到m的最佳范围为6~11.     

钢筋混凝土深梁的研究

探讨钢筋混凝土深梁的设计计算程序,确定合理的混凝土截面和经济的钢筋数量及其分布,以保证钢筋混凝土深梁按承载能力极限状态和正常使用极限状态下的安全,对腹板在各种情况下的配筋进行了研究.     

钢筋外裹BFRP布混凝土梁力学性能试验

为了研究钢筋外裹BFRP布后混凝土梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力及刚度,开展了钢筋混凝土梁抗弯试验.试验结果表明:与普通钢筋混凝土梁相比,钢筋外裹BFRP布后,梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力和刚度都有所提高.不同直径钢筋,梁的抗弯承载力、延性系数、耗能能力和刚度等提高程度不同.通过钢筋外裹纤维布的方法,能够有效地提高构件的承载力和抵抗变形能力,改善构件的抗震性能.提高了构件的耐久性,延长了建筑物的使用寿命.     

受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁延性分析

为了研究受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性退化规律,分别利用截面分析法和分形理论对受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性进行了分析计算.在平截面假定的基础上,考虑钢筋和混凝土的腐蚀特点,讨论了钢筋锈蚀与混凝土腐蚀对钢筋混凝土梁延性的影响,分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律;根据受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁力学性能的实验研究结果,建立了受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁截面延性系数的简化计算公式,得到了构件表面裂缝分形维数与构件延性之间的关系.     

钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件的实用优化设计

在满足结构可靠性的前提下,利用高等数学解析法中的条件极值方法,将钢筋混凝土双筋矩形截面梁的截面尺寸及配筋设计与构件经济性相结合,提出了安全、可靠、经济、实用的结构设计优化方法。     

钢筋混凝土双筋矩形受弯构件配筋的优化设计

本文比较新规范提出的钢筋混凝土双筋矩形受弯构件的计算方法,对钢筋混凝土双筋矩形受弯构件配筋进行优化设计,以达到节省钢筋的目的。     

关于RC梁配筋率的研究

在设计钢筋混凝土RC结构构件时.除考虑混凝土材料的抗压强度外.还应考虑其断裂韧性——断裂能.混凝土材料的强度与韧性在RC结构构件设计时占有同等重要的地位.当RC梁中受拉钢筋的配筋率.超过某一界限(上限)时.即使梁达到极限承载状态.钢筋也不会屈服;相反,当ρ低于某一界限(下限时)时,在梁破坏的最终阶段,钢筋则有可能发生断裂.因此,在进行RC构件延性截面设计时.可通过控制拉的配筋率(严格说是控制受拉配筋率ρ与受压配筋率ρ之差)的办法来避免钢筋出现上述的两种极端情况,以期保证受拉筋充分屈服不断裂.     

无粘结部分预应力纤维聚合物筋混凝土梁试验

目的研究无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件的受力性能,荷载作用下CFRP筋应力增量、受弯构件变形以及裂缝分布特征.方法设计制作4根简支试验梁,梁中以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通钢筋作非预应力筋,对试验梁在两点进行分级加载,根据各梁试验结果对这类梁的受力性能展开研究.结果试验梁的裂缝分布比较均匀,且主要集中在纯弯曲段;混凝土的开裂对梁的变形及CFRP筋应力增量影响不大,而非预应力钢筋屈服后,试验梁变形及CFRP筋应力增量明显增大,且CFRP筋极限应力增量受综合配筋指标影响显著;提出了以综合配筋指标为自变量的无粘结CFRP筋极限应力增量计算公式.结论无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件有良好的力学性能,试验结果为开展这类梁的设计研究提供了理论依据.     

钢筋混凝土梁的优化设计

针对钢筋混凝土结构承载力和工程造价要求,采用罚函数法,对钢筋混凝土梁的截面尺寸和钢筋的用量进行优化设计.提出了采用矩阵实验室(MATLAB)优化工具箱的方法,对C20到C40混凝土和HRB335,HRB400钢筋进行多种组合.结果显示在满足承载力要求及规范所规定的构造要求条件下,选用C35和HRB400为最经济的设计方案.     

HRB600钢筋钢纤维混凝土梁柱边节点抗震性能试验研究

为减小配置HRB600钢筋梁柱边节点的梁筋粘结退化,设计钢纤维整体增强或局部增强的梁柱边节点,进行两个配置HRB600/HRB400钢筋混凝土梁柱边节点和2个配置HRB600高强钢筋的钢纤维整体增强或局部增强的混凝土梁柱边节点的低周往复荷载试验,得到试件的破坏形态和滞回曲线,对比分析边节点的耗能能力、延性性能、核心区剪切变形和梁筋粘结退化。结果表明：往复荷载下HRB600钢筋混凝土节点具有较高的承载能力、耗能能力和延性性能,但HRB600钢筋与普通混凝土粘结退化过快;钢纤维整体增强或局部增强混凝土的措施可以减缓HRB600梁筋粘结退化,改善边节点的破坏形态,减小核心区的剪切变形,提高耗能能力;钢纤维整体增强的梁柱边节点具有更高的延性性能和耗能能力,其HRB600梁筋粘结退化更为缓慢。     

蒙皮钢筋在高强钢筋混凝土受弯构件中的应用

为了研究配置500 MPa钢筋的混凝土梁的受弯性能,对4根矩形截面混凝土梁进行了受弯破坏试验.考虑到应用500 MPa钢筋作为受力主筋,可能会导致构件在高应力状态下出现过宽裂缝而不能满足结构适用性和耐久性的要求,试验设计了两组配有蒙皮钢筋的梁进行受弯承载力、变形及裂缝宽度的对比研究.试验结果表明,蒙皮钢筋的配置能够有效地减小受弯构件的整体变形,限制裂缝的开展宽度,使得梁在正常使用阶段能够满足裂缝宽度限值要求,可作为控制构件裂缝宽度的一种新型配筋方式.     

斜筋配置对单排配筋低矮墙抗震性能影响试验

在低配筋量的单排配筋混凝土低矮剪力墙中配置斜向钢筋,可限制基底施工缝处水平剪切滑移和墙体斜裂缝开展,提高混凝土低矮剪力墙的抗震耗能能力.为探求带斜筋单排配筋混凝土低矮剪力墙的优化配筋设计方法,进行了5个不同配筋设计的剪力墙模型低周反复荷载试验,对比分析了各模型的破坏特征、滞回性能、承载与变形能力、刚度退化规律、耗能能力及钢筋应变发展规律.试验结果表明:对于单排配筋混凝土低矮剪力墙,斜筋可有效控制其剪切变形,使其抗震性能优于不带斜筋的剪力墙;合理配置斜筋,可明显提高混凝土低矮剪力墙的抗震耗能能力,获得性价比较高的抗震墙.     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯刚度试验

为了进一步研究高强钢筋混凝土梁的刚度计算方法,进行了15根HRB500级钢筋混凝土简支梁及2根HRB335级钢筋混凝土对比梁的试验,详细分析了HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能。结果表明：HRB500级钢筋混凝土简支梁正截面符合平截面假定,实测挠度比现行规范计算值略大,相对误差在6%左右,根据该试验和收集的部分高强钢筋混凝土梁的试验数据分析结果,提出了修正后适合HRB500级钢筋混凝土梁的刚度公式,且采用该修正后的公式计算HRB500级钢筋混凝土梁的跨中挠度具有更高的精度。     

后成型端部缺口梁抗剪加固试验研究

采用粘型钢法对钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固时,由于底部型钢不能伸到支座中去,端部形成缺口,称为后成型缺口梁,缺口使梁端部的应力状态更加复杂。通过对21个梁试件的试验,研究了缺口梁粘钢板抗剪加固的变形过程、受力性能和破坏特征。结果表明,粘贴横向和45°斜向钢板2种方式加固效果均良好,明显推迟了梁上裂缝的出现,极限承载力最大分别提高了102%和93%。由于受缺口处应力集中的影响,破坏主要模式为混凝土拉坏或剪坏并导致钢板粘接失效,破坏具有一定的过渡过程。改变粘贴钢板的宽度,研究不同粘钢量时的加固效果,并在此基础上,运用桁架比拟理论建立缺口梁端部的力学模型,并根据试验数据回归出相应的抗剪加固承载力计算公式。     

钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明：轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。     

基于遗传算法的脊杆索穹顶优化设计

为了降低实际工程中索穹顶结构的造价,提出了一种基于遗传算法的优化设计方法,将预应力倍数和构件截面作为离散设计变量,在目标函数中考虑了结构的施工张拉程度.以Geiger和Levy两种索穹顶作为算例,得到了在多种荷载工况下满足结构应力和位移约束的索穹顶最小造价,并研究了预应力对优化结果的影响.将索穹顶的脊索替换为可受压的钢杆后,对改进方案——脊杆索穹顶进行了优化设计,并与原结构对比了结构造价和力学性能.结果表明:该方法能够高效准确地得到造价最小的索穹顶结构,各构件内力比较接近其极限设计状态;有必要在索穹顶的设计过程中考虑预应力分项系数和活荷载不均匀分布等因素,以满足结构稳定性和单根构件承载力的要求;采用钢杆替换脊索,使索穹顶结构的总造价稍有降低,并显著降低了结构挠度和支座反力.     

混杂纤维高性能混凝土深梁斜截面抗裂度计算方法

为研究混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁的斜截面抗裂度,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土深梁试件和2组未掺纤维的普通高性能混凝土深梁对比试件.通过静载作用下的受剪试验,探讨了钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平分布钢筋配筋率及竖向分布钢筋配筋率等6个因素对高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的影响,通过正交试验的直观分析法比较了各个因素对斜截面抗裂度的影响顺序.试验结果表明:掺入适量的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)后,无腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达34.9%,有腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达83.8%.基于现行规范提出了与钢纤维部分增强钢筋混凝土深梁相衔接的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的计算公式,可为工程设计提供参考.     

钢玄武岩纤维复合筋混凝土梁受剪承载力试验研究

钢玄武岩纤维复合筋(SFCB)兼具钢筋的延性和玄武岩纤维的防腐性能,并具有显著的二次刚度,但弹性模量低于钢筋.SFCB作为纵向筋时可使混凝土构件的受弯性能具有二次刚度,但构件的受剪承载力会低于钢筋混凝土梁.为深入研究SFCB作为纵筋时混凝土梁的受剪性能,以纵筋筋材种类、构件剪跨比为试验参数,进行梁的四点加载试验.详细分...