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。     

钢纤维体积掺率对无腹筋活性粉末混凝土简支梁抗剪性能的影响

通过对无腹筋活性粉末混凝土(RPC)简支梁的抗剪试验,分析不同钢纤维体积掺率对RPC简支梁的破坏形态、荷载-挠度曲线以及剪切开裂承载力和抗剪极限承载力的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺率的增加,RPC简支梁裂缝发展充分,破坏形态有由斜拉破坏转化为剪压破坏的趋势;随钢纤维体积掺率的增大,梁跨中挠度增大;随钢纤维体积掺率的增大,剪切开裂承载力和抗剪极限承载力呈线性增大。在考虑钢纤维增强作用的基础上,基于现行混凝土及钢纤维混凝土技术标准,提出无腹筋RPC简支梁斜截面抗剪承载力的建议算式,其计算值较试验值偏于安全。     

正交法分析无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪强度

为了研究无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪强度,采用正交试验法分析剪跨比、纵向配筋率、梁的有效高度、混凝土抗压强度对无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响。研究结果表明:剪跨比是影响无腹筋FRP筋混凝土梁抗剪承载力的主要因素,并且与梁的抗剪承载力成反比;其次,随着混凝土抗压强度的提高,梁抗剪承载力逐渐增大,近似呈线性关系;纵向配筋率与梁的有效高度对梁抗剪承载力有一定作用,但影响程度不明显。     

无腹筋钢纤维混凝土梁抗剪承载力的研究

由于无腹筋钢纤维混凝土梁抗剪承载力受到诸多因素的相互影响,至今还没有得到一个精度高的计算公式。本文收集了192根无腹筋钢纤维混凝土梁的试验数据,通过对试验数据及现存公式的分析,总结了现有的无腹筋钢纤维混凝土梁的抗剪承载力计算公式,对比分析了各公式考虑的参数,并通过对比其计算值与试验值得出了各计算公式的精确度。结果显示各公式的精确度均不高。本文通过理论推导以及数据拟合,得到了斜裂缝倾角的显式计算公式,并提出了无腹筋钢纤维混凝土梁的抗剪承载力简化计算公式。该公式综合考虑了剪跨比、纵筋配筋率、混凝土抗压强度、钢纤维体积含量等重要因素的影响。通过对比分析,本文提出的计算公式与试验值吻合较好。     

钢筋超高性能混合钢纤维混凝土梁受剪性能研究

自密实超高性能钢纤维混凝土具有高强、高韧、高流动性和高耐久性的优势,但其抗拉强度仍远低于抗压强度。通过静力加载试验,研究超高性能纤维混凝土梁的抗弯性能,以及配置550 MPa受拉纵筋时超高性能钢纤维混凝土无腹筋梁,在剪跨比分别为2.5、3时的受剪性能。试验梁的钢纤维体积率为2%,其中超细钢纤维和端弯钢纤维以3∶1比例混合,基体混凝土强度大于C100的强度,梁试件采取自密实成型和常温标准养护方法。试验结果表明:与无钢纤维混凝土梁相比,混合钢纤维超高性能混凝土梁的极限荷载和延性得到明显改善。无腹筋梁的初裂荷载提高了25%～180%、裂缝宽度0.2 mm时的荷载提高了73%～183%、极限荷载提高了68%～317%、延性提高了3.2倍～4.4倍。     

腐蚀预应力混凝土梁抗剪性能试验

为研究预应力筋腐蚀对预应力混凝土梁抗剪性能的影响,设计制作了4片预应力混凝土梁,采用外加恒电流法对单侧弯剪区局部预应力筋进行了快速腐蚀,并对不同锈蚀程度混凝土梁进行了抗剪试验,分析了预应力筋腐蚀对梁开裂、变形、钢筋受力、破坏形态以及抗剪承载力的影响,并在试验基础上对锈蚀PC梁抗剪承载力计算方法进行了探讨。结果表明:相同剪跨比下预应力筋腐蚀对混凝土梁的破坏形态影响很小,但对构件裂缝发展影响较大,引起开裂荷载显著降低;开裂前,预应力筋腐蚀对其刚度影响较小;开裂后,腐蚀引起刚度退化较为明显;预应力筋腐蚀导致相同荷载下箍筋、纵筋应变增大,构件抗剪承载力退化;预应力筋腐蚀率为3.2%,7.9%,13.2%的混凝土梁抗剪承载力分别下降5.8%,9.1%,15.5%;考虑腐蚀预应力筋截面减小,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式对PC梁抗剪承载力计算具有较高的计算精度。     

钢纤维含量对RPC无腹筋梁抗剪性能影响

为研究不同纤维含量对HRB500级钢筋RPC无腹筋梁抗剪性能的影响,制作了4根除钢纤维含量不同外其余配置均相同的试验梁,进行四分点加载试验。通过观察试验现象,以及对加载过程中挠度等数据进行分析,得出钢纤维含量对HRB500级钢筋RPC无腹筋梁抗剪承载力与剪切延性的影响规律。试验结果表明:当钢纤维含量由0提高到3%,构件抗剪承载力明显提高,结合RPC材料自身力学特性以及构件试验表现来看,其最优含量应介于2%~3%之间。当钢纤维含量较低时,RPC与高配筋率的HRB500级纵筋在抗剪性能上相互不匹配,材料特性没有充分发挥。     

混杂纤维增强RAC梁抗剪性能有限元分析

以一根普通混凝土梁、取代率为50%的再生混凝土梁和含量为0.3%的混杂纤维的增强型再生混凝土梁为试验,通过3组15块标准试件测得各个混凝土的基本性能,采用有限元软件ABAQUS对三根无腹筋简支梁进行抗剪性能模拟分析,并对相应的挠度、箍筋应变曲线和极限抗剪承载力指标进行对比。分析表明:模拟出的梁极限受剪承载力与试验值偏差较小,取代率和混杂纤维的掺入使梁在塑形阶段力学性能差于普通混凝土梁,受剪区的混凝土提前发生开裂、箍筋更早的受剪,对斜截面无腹筋受剪梁抗剪作用较小。     

中等剪跨比高强钢筋活性粉末混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究

为了探究剪跨比对高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁抗剪性能的影响,对中等剪跨比条件下,3根HRB500级钢筋活性粉末混凝土无腹筋简支梁进行抗剪性能试验研究,分析不同剪跨比对高强钢筋RPC梁受剪破坏形态、斜裂缝宽度、开裂荷载与极限荷载的影响。通过研究得出:高强钢筋RPC梁比普通混凝土梁传递剪力的能力和延性显著增强;临界斜裂缝倾角大小随剪跨比的增大而减小;开裂荷载与剪跨比大小无比例关系,极限荷载随剪跨比的增大而减小;基于桁架-拱模型无腹筋梁的抗剪承载力计算式,比较适用于高强钢筋RPC无腹筋梁抗剪承载力的计算。     

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。     

无腹筋混凝土短梁受剪承载力尺寸效应研究

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中对于短梁受剪承载力的计算没有考虑梁高的影响,而现有研究表明无腹筋梁的抗剪承载力随梁有效高度的增加而降低。梁受剪尺寸效应的作用机制并没有统一的认识。为研究无腹筋梁的受剪尺寸效应及作用机制,设计了2组8根无腹筋梁,高度为200～1600mm,剪跨比为2.0。三点简支加载。获取了荷载 挠度曲线、纵筋应变、混凝土应变、裂缝宽度、裂缝张开 滑移位移。计算了临界斜裂缝上的应力。搜集并分析了已有的梁受剪尺寸效应试验数据。研究结果表明：无腹筋短梁抗剪承载力存在尺寸效应;骨料咬合机制对无腹筋短梁抗剪承载力贡献有限;受压区未开裂混凝土的强度具有明显的尺寸效应,进而引起了梁抗剪承载力的尺寸效应;我国规范中短梁和不配置抗剪钢筋的单向厚板的抗剪承载力计算公式基本合理,但对部分短梁和大尺寸梁的受剪承载力预测可能偏于不安全,建议在可靠度校准的基础上适当调整。     

再生混凝土无腹筋梁抗剪性能尺寸效应试验研究

开展了系列尺寸再生混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究,考察了在梁的剪跨比保持不变的条件下,梁的开裂荷载、剪应变、剪切裂缝强度、极限承载力和抗剪强度等参数随梁的尺寸改变而变化的规律,比较全面的研究了再生混凝土梁抗剪性能方面的尺寸效应规律。试验结果表明:再生混凝土无腹筋梁的剪切裂缝强度、最大剪应力和抗剪强度均存在着明显的尺寸效应。     

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。     

EXPERIMENTAL STUDY ON SHEAR BEHAVIOR OF BEAM WITH C100 CONCRETE AND HRBFS00 GRADE REBAR

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。     

耐碱玻璃纤维混凝土梁抗剪性能试验研究

为研究耐碱玻璃纤维混凝土梁抗剪性能,对7根耐碱玻璃纤维混凝土梁和5根普通混凝土梁采用静载试验方法进行抗剪性能对比试验.结果表明:耐碱玻璃纤维可有效提高混凝土梁斜向开裂荷载,对极限荷载影响较小;对斜向开裂荷载的提高并不随着纤维体积率的增加而增加,合适的体积率效果最佳;剪跨比越大,耐碱玻璃纤维对混凝土梁斜向开裂荷载提高程度越大;当耐碱玻璃纤维配合箍筋协同抗剪时,正混杂效应不明显,梁斜截面开裂荷载近似两者效果的叠加.     

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 .     

钢纤维混凝土替代构造配筋混凝土梁受弯性能试验研究

为提高以裂缝为主要控制目标的大面积构造配筋混凝土受弯结构的抗裂性能,探讨钢纤维混凝土在此类结构中的应用,进行了16根三分点正向对称集中荷载作用下无筋足尺钢纤维混凝土梁替代构造配筋混凝土梁的弯曲抗裂性能试验,分析了钢纤维体积率、钢种和布筋位置等对试件受弯性能的影响。研究结果表明,钢纤维体积率0.5%的钢纤维混凝土梁的抗裂性能、限裂性能和承载力均优于截面中部配筋混凝土梁;钢纤维体积率(1.0～1.5)%的钢纤维混凝土梁的抗裂性能和限裂性能均明显优于截面双筋混凝土梁;钢纤维体积率(1.5～2.0)%的钢纤维混凝土梁除抗裂性能和限裂性能外,其承载力也优于截面双筋混凝土梁。因此,对于大型水利和土木工程中以抗裂或限裂为主要控制条件的受弯构件,可用钢纤维混凝土替代构造配筋混凝土。     

钢纤维轻骨料混凝土梁抗剪性能试验

采用建筑结构加载设施,对混凝土强度等级为LC30~LC50,钢纤维体积率为0~1.5%,配箍率为0.16%~0.475%的28根钢纤维轻骨料混凝土(SFRLC)梁进行斜截面抗剪承载力试验,研究钢纤维体积率、剪跨比、配箍率及混凝土强度等级等因素对梁开裂荷载和抗剪承载力的影响。试验结果表明:加入钢纤维可以显著提高梁的抗剪承载力和剪切韧性,随着配箍率和混凝土强度等级提高,SFRLC梁的抗剪强度逐渐增高;随着剪跨比增大,SFRLC梁的抗剪强度有所减弱。在试验结果基础上,通过数据回归分析,建立了SFRLC梁的斜截面抗剪承载力计算公式,并另外加工8根SFRLC梁,用于验证抗剪公式的准确性,验证试验表明,实测值与本文公式计算值吻合良好。     

超高性能混凝土有腹筋梁受剪性能及受剪承载力研究

为了研究超高性能混凝土（UHPC）有腹筋梁的受剪性能,对7根UHPC梁进行了受剪性能试验,变化参数包括剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、钢纤维掺量等。试验结果表明：UHPC有腹筋梁的破坏形态有弯曲屈服后的剪切破坏和剪压破坏,破坏时梁表面呈现斜向多条裂缝形态;箍筋可以提高UHPC梁开裂后刚度,钢纤维和箍筋均可以提高UHPC梁的变形能力和受剪承载力,足够的箍筋和钢纤维共同作用可以进一步提高UHPC梁的延性;配箍率增加,梁腹部会出现较密的短斜裂缝。提出了UHPC有腹筋梁受剪承载力计算模型,其中包括剪压区混凝土、斜裂缝处钢纤维、箍筋及纵筋销栓作用对于梁受剪承载力的贡献,模型计算值与试验值吻合良好。     

低受拉纵筋率时高强轻骨料混凝土无腹筋梁受力性能试验研究

通过采用HRB500钢筋和LC50高强轻骨料混凝土的剪跨比为3的不同受拉纵筋率的无腹筋梁试验,研究了试验梁开裂和极限承载力阶段的受力特征,并着重研究了低受拉纵筋率对梁破坏模式的影响规律。结合已有的试验研究结果,对我国现行《轻骨料混凝土结构规程》(JGJ 12—2006)中梁的最小受拉纵筋配筋率取值进行了检验。研究结果表明轻骨料混凝土梁抗剪承载力计算时应当考虑受拉纵筋率的影响。