超高强混凝土梁抗剪性能的有限元分析

结合18根立方体抗压强度为100MPa以上的超高强混凝土有腹筋约束梁在集中荷栽作用下抗剪性能的试验研究,利用超高强混凝土的各种基本物理力学性能参数,以非线性有限元分析为基础,采用较为完善的非线性本构模型和破坏准则,编写了超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度有限元分析程序以模拟试验。在非线性有限元分析模拟试验结果和已有试验实测数据的基础上,统计回归出了超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度计算公式。应用该公式所得结果与试验结果符合较好。     

不同剪跨比下高强混凝土无腹筋梁剪力传递系数研究

剪力传递系数对高强混凝土无腹筋梁受剪性能数值模拟分析结果有重要影响。通过3根不同剪跨比高强混凝土无腹筋梁的受剪试验,进行基于弥散裂缝的数值模拟分析并考察剪力传递系数取值对分析结果的影响。继而基于65根高强混凝土无腹筋梁单调静力试验结果,进行试件受力全过程的数值模拟分析。以试件抗剪承载力作为匹配最佳剪力传递系数的指标,研究剪跨比(1~4)与最佳剪力传递系数的关系并得出回归公式。分析结果表明:所建立的有限元模型可以较好地模拟高强混凝土无腹筋梁的受力过程和剪切破坏形态;采用弥散裂缝模型,最佳剪力传递系数与剪跨比有关,且随着剪跨比的增大而减小;利用所提公式计算的剪力传递系数进行数值分析得到的结果误差较小,表明该公式可为高强混凝土无腹筋梁抗剪承载力的数值模拟分析提供剪力传递系数取值建议。     

500MPa钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪试验研究

为了研究高强钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪性能,进行了6根不同剪跨比梁在集中荷载下抗剪性能试验。观察了试件从裂缝出现到失去承载力全过程的试验现象,分析了试件在各级荷载下的纵筋应变值、挠度值以及抗剪承载力。将抗剪强度试验结果与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算结果进行了比较分析,结果表明:借用GB 50010—2010公式计算小剪跨比和大剪跨比的无腹筋双高钢筋混凝土试件梁抗剪强度与实测抗剪强度出入较大。     

集中荷载作用下超高强砼有腹筋 约束梁抗剪强度的试验研究

通过集中荷载作用下的１８ 根高强砼有腹筋约束梁的斜裂缝特点、破坏形态和抗剪性能,若重研究了砼强度、配箍特征值、剪跨比对试件抗剪强度的影响．依据实验结果,将几个抗剪公式对超高强砼有腹筋约束抗剪强度的适用性进行了比较．通过对试验数据的回归分析,提出了超高强砼有腹筋约束梁抗剪强度的建议计算公式并给出了其适用条件     

钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的回归分析

通过对大量试验结果的回归分析 ,总结了剪跨比、混凝土强度、钢纤维含量和纵筋配筋率对钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的影响 ,并指出这些因素在影响程度上的不同 .分析结果表明 ,剪跨比对钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的影响最大 .提出了预测钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪强度的回归计算公式 .     

集中荷载下钢筋混凝土约束梁抗剪强度的试验研究

本文通过9根无腹筋钢混凝土约束梁、18根有腹筋钢筋混凝土约束梁和9根无腹筋钢筋混凝土简支梁的抗剪强度试验,研究了钢筋混凝土约束梁抗剪强度随剪跨比m、纵向配筋率p和配箍率μκ变化的规律。提出了适用于钢筋混凝土约束梁的抗剪强度计算公式。     

基于试验数据的高强混凝土梁抗剪承载力计算方法Ⅰ.无腹筋梁

为了研究高强混凝土无腹筋梁抗剪承载力的计算方法,收集国内外关于高强混凝土无腹筋梁抗剪试验的抗剪承载力、混凝土强度、剪跨比、截面有效高度、受拉纵筋配筋率等试验数据,整理成包含291组数据的数据库。利用数据库中的实测数据对中国《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）、美国混凝土结构设计规范ACI 31-14和Zsutty提出的混凝土梁抗剪承载力公式用于高强混凝土梁的适用性进行评价,并分情况进一步研究中国规范公式,修正中国规范公式中的参数,得到一个新的公式。结果表明:3个公式用于高强混凝土梁时,Zsutty公式的预测结果最精确,中国规范公式的预测结果准确性次于Zsutty公式但好于美国规范公式;所得出的新公式较原规范公式更加适用于高强混凝土无腹筋梁。     

钢骨混凝土梁抗剪性能非线性有限元分析

文章在试验的基础上,采用有限元软件ANSYS对空腹式钢骨混凝土梁抗剪性能进行了非线性有限元分析。经对比验证,计算结果与试验吻合较好,并从混凝土强度、剪跨比、配箍率及斜向角钢规格角度进行了钢骨混凝土梁抗剪性能的影响因素分析。     

高强轻骨料混凝土无腹筋梁抗剪承载力研究

为了进一步评价我国现行的《轻骨料混凝土结构技术规程》(JGJ 12—2006)中无腹筋梁抗剪承载力计算公式对于高强轻骨料混凝土的适用性,收集整理了公开发表的186根无腹筋轻骨料混凝土梁试验结果,着重研究了混凝土强度、剪跨比、纵筋率、混凝土密度等因素对抗剪承载力的影响规律。在此基础上,采用中、美、日规程或规范提供的抗剪承载力公式以及部分建议公式对试验结果进行了预测分析对比,对各计算公式的准确性进行了定量评价,提出了修正的无腹筋轻骨料混凝土梁的抗剪承载力计算公式。结果表明,修正的公式对于轻骨料混凝土无腹筋梁抗剪承载力的预测更加准确。     

基于细观模型的含腹筋混凝土梁受剪承载力尺寸效应

考虑混凝土细观非均质性及钢筋与混凝土之间相互作用,建立了钢筋混凝土梁破坏行为模拟的三维细观数值分析模型。以悬臂梁为例,在数值模拟结果与已有试验结果吻合良好的基础上,扩展模拟了腹筋率、剪跨比及加载方式对大尺寸钢筋混凝土梁(最大梁深为2 000mm)剪切破坏尺寸效应的影响规律。模拟结果表明:无腹筋梁抗剪名义强度尺寸效应显著,中国《混凝土结构设计》规范提出的截面高度影响系数难以全面的反映梁剪切破坏的尺寸效应现象;腹筋会抑制梁抗剪强度的尺寸效应,随着腹筋率的增加,梁的抗剪强度尺寸效应逐渐减弱;随着剪跨比的增加,梁的抗剪承载力有所减弱,同时,尺寸效应现象也略有减弱;相比于单调加载,循环加载下梁将产生低周疲劳脆性破坏,使得梁抗剪强度尺寸效应更加明显。     

集中荷载下无腹筋钢筋混凝土约束梁的抗剪强度

本课题通过18根无腹筋钢筋混凝土约束梁的抗剪试验,研究了无腹筋钢筋混凝土约束梁的抗剪强度随剪跨比m和弯矩比n变化的规律,即剪跨中反向弯矩对抗剪性能的影响。提出了适用于无腹筋钢筋混凝土约束梁的抗剪强度公式。     

Shear behavior of continuous reinforced concrete T-beams using wire rope as internal shear reinforcement

The use of wire ropes with high-strength and high flexibility as internal shear reinforcement can solve the difficulties encountered in bending higher strength steel bar and can provide a better shear behavior to concrete beams. Three two-span reinforced concrete T-beams were tested to failure in order to examine the possibility of the practical application of wire ropes as shear reinforcement. The measured shear capacities of beams were compared with predictions obtained from equations specified in ACI 318-08 and the mechanism analysis based on the upper-bound theorem of concrete plasticity. Test results showed that using spiral-type wire rope as shear reinforcement is highly favourable for controlling the diagonal crack width and enhancing the ductility of beams failing in shear. In particular, the high-strength of the wire ropes significantly promoted the shear capacity of concrete beams. When a limit stress of 420 MPa for wire ropes is employed, ACI 318-08 is highly conservative in beams with spiral-type wire ropes compared with the control beams with closed stirrups. In addition, ACI 318-08 is still conservative when using the equivalent yield strength of wire ropes. On the other hand, the predictions obtained from the mechanism analysis are in good agreement with test results, regardless of the type of shear reinforcement.     

Experimental study on shear behavior of prestressed reactive powder concrete I-girders

As a new generation of concrete, RPC(Reactive Powder Concrete) has attracted great research attention for its ultra-high strength and high durability. In the present paper, experimental results from tests on eight prestressed RPC I-section girders failing in shear are reported herein. The beams with RPC of 120 MPa in compression were designed to assess the ability to carry shear stress in thin webbed prestressed beams with stirrups. The test variables were the level of prestressing, shear span-depth ratio (a/d) and stirrup ratio. Shear deformation, shear capacity and crack pattern were experimentally investigated in detail. With regard to the shear resistance of the test beams, the predictions from three standards (AFGC, JSCE and SIA) on the design of UHPC structures were compared with the experimental result suggesting that the experimental strength is almost always higher than predicted. RPC, as a new concrete, was different from normal concrete and fiber reinforced concrete. Further study should be needed to develop an analytical method and computation model for shear strength of RPC beams.     

配置600MPa高强钢筋混凝土梁跨中挠度试验研究及计算方法

为研究配置600MPa高强钢筋混凝土梁的跨中挠度及其计算方法,设计了6组12根受弯梁,主要变化参数为配筋率和混凝土强度,对其进行静力受弯试验。分析了正常使用阶段各级荷载下的截面高度方向混凝土应变与纵向受力钢筋应变、荷载-跨中挠度全过程曲线等。试验结果表明：配置600MPa级高强钢筋的混凝土梁混凝土的应变变化符合平截面假定,荷载-跨中挠度全曲线为三折线。基于已有的配置335、400、500MPa钢筋混凝土梁的跨中挠度试验结果的分析,结合600MPa试验研究,对国内外现行的规范中钢筋混凝土梁跨中挠度计算公式的适用性进行了比较分析,表明现行规范公式适用于配置335~400MPa钢筋的混凝土梁。建立了适用于配置不同强度(335~600MPa)钢筋及不同强度(C40~C60)混凝土梁跨中挠度的统一计算方法。     

集中荷载下超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度的试验研究

本文通过集中荷载作用下的１８根超高强混凝土有腹筋约束梁的抗剪试验研究,分析了超高强混凝土有腹筋约束梁的破坏形态和抗剪性能,着重研究了混凝土强度、配箍特征值及剪跨比对试件抗剪强度的影响。     

500MPa细晶粒箍筋混凝土梁抗剪试验研究

为了研究500 MPa细晶粒箍筋混凝土梁的受剪性能,对16根配置500 MPa细晶粒箍筋、1根400 MPa及1根600 MPa箍筋的混凝土梁进行了在集中荷载作用下的受剪试验,分析了采用500 MPa细晶粒箍筋混凝土梁的斜截面受剪承载力及使用阶段的裂缝宽度,观测了混凝土强度等级、剪跨比、箍筋强度、配箍率、截面尺寸、截面形状等条件不同时试件的裂缝、挠度、承载力及破坏形态;并将实测值与有关公式的计算值进行了比较。试验结果表明,构件的斜截面承载力仍可按现行《混凝土结构设计规范》的相关公式进行计算,并有足够的安全储备。     

500MPa细晶粒箍筋混凝土梁的斜裂缝宽度试验研究

通过对16根配置500MPa细晶粒箍筋、一根配置HRB400箍筋以及一根配置HRB600箍筋的混凝土梁在集中荷载下的受剪试验,分析了混凝土强度等级、配箍率、剪跨比、截面形式以及箍筋强度对配置高强箍筋混凝土梁斜裂缝宽度的影响。短期加载试验结果表明:将500MPa细晶粒钢筋的抗拉强度设计值取为420MPa,当斜裂缝长期荷载影响系数为1.25时,则混凝土梁斜裂缝宽度可以满足正常使用阶段斜裂缝宽度为0.2mm的限值要求。     

细晶高强钢筋混凝土梁受剪性能试验研究

细晶高强钢筋是我国冶金行业研究开发的新型热轧带肋钢筋,其抗拉屈服强度标准值达500MPa以上。通过9根纵筋及箍筋均采用细晶高强钢筋的混凝土梁的受剪试验,分析其受力特点、破坏形态以及影响受剪承载力的主要因素。结果表明,细晶高强钢筋混凝土梁的受剪性能与普通低合金热轧带肋钢筋混凝土梁基本相同,其受剪承载力仍可按现行GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》规定的公式计算,取箍筋抗拉强度设计值fyv=360 MPa,有足够的安全储备,为细晶高强钢筋的工程应用提供了依据。