锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁静力学性能试验

通过对10根钢筋混凝土梁进行静载试验,研究分析了钢筋锈蚀率和钢纤维掺量对试验梁的承载力、荷载-挠度曲线、钢筋和混凝土应变等的影响。试验结果表明:随着钢筋锈蚀率的增大,试验梁的极限承载力和刚度均明显降低,屈强比增大,钢筋与混凝土正截面平均应变不再符合平截面假定。由于钢纤维的增强和阻裂作用,锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁的受力性能优于锈蚀钢筋混凝土梁的,对于提高钢筋混凝土构件的耐久性有积极作用。     

微型抗拔桩基础受力特性研究

目前微型桩基础在锚定、抗拔方面的研究非常匮乏,为确定其作为戈壁滩光伏电站抗拔基础的效果,进行了现场单桩抗拔静载荷试验,并在试桩桩身布置钢筋应力计,桩头处测量上拔位移。研究结果表明:轴力和侧摩阻力沿桩身的变化规律不仅与桩周土层性质有关,还与桩顶荷载大小有关,且轴力和侧摩阻力均存在一有效桩长H。土体与桩体之间的阻力和钢筋与桩体之间的阻力大小决定了微型桩的破坏模式:当前者小于后者时,破坏形式为桩周土体隆起,并出现径向和环向的裂缝;当前者大于后者时,破坏模式为钢筋被拔出,桩体混凝土出现裂缝。在试验条件下,微型桩的极限抗拔承载力与极限抗压承载力之比取ζ'=0.58较合适,建议取ζ'=0.58作为本地区同类型微型桩的计算参数。     

钢管混凝土柱-预应力梁节点抗剪性能研究

为研究钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点的抗剪受力性能,进行了单调对称的静力试验。对节点的荷载-位移曲线以及荷载-钢筋应变关系进行了分析,结果表明:该类节点的整体抗裂性能好、刚度大、挠度小,有充足的抗剪承载力。当在大荷载作用下,预应力梁发生剪切破坏时,节点核心区并未发生破坏。有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能研究

为提高废弃混凝土利用率,以及解决钢筋容易腐蚀的问题,同时能将蒸养的优势运用到工程中来,研究了不同体积率的钢纤维对蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能的影响,本试验制作了4根试验梁分析其裂缝形态、开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度曲线、平截面假定、受拉钢筋应变.同时制作了8个再生混凝土立方体试块测其抗压强度、观测其破坏形态.试验结果表明:钢纤维可提高再生混凝土抗压强度,且以钢纤维体积率为1.0％时最优,钢纤维可改善再生混凝土的脆性;钢纤维体积率越大,试验梁的开裂荷载和极限荷载提高越明显;4种GFRP筋钢纤维再生混凝土梁的破坏方式均为正截面受弯破坏并符合平截面假定;钢纤维能提高试验梁的抗裂能力并降低试验梁挠度及受拉钢筋应变.     

预制夹心保温墙板钩形钢芯复合连接件拉拔试验研究

针对一种新型预制夹心保温墙板钩形钢芯复合连接件开展拉拔试验,对其抗拔承载力、破坏形态、荷载-滑移关系与荷载-应变关系等进行了较为系统的研究。研究表明,试件均发生混凝土锥体破坏;试件破坏时滑移量均较小;钩形钢芯复合连接件的钩头与双层钢筋节点相连会显著提高抗拉承载力;当试件其他条件相同时,连接件抗拔承载力随着混凝土强度等级提高而增大;钩形钢芯复合连接件的抗拔荷载试验值均在设计值5倍以上,均能满足工程设计要求,具有足够的安全储备。     

锈蚀钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算模型

在对锈蚀钢筋混凝土受弯构件试验研究和非线性有限元分析的基础上,得到了锈蚀钢筋混凝土受弯构件钢筋和混凝土的应力和应变特性。针对锈蚀钢筋与混凝土之间滑移增大、混凝土平均应变和钢筋应变不满足平截面假定的特征,建立了混凝土应变和钢筋应变之间的几何关系。运用极限平衡理论,建立了与锈蚀钢筋受弯构件正截面受力性能相一致的计算模型。     

设置抗浮抗拔桩深基坑的三维数值仿真分析

采用数值模拟分析的方法,运用三维实体单元模拟抗浮抗拔桩,分析了逆作法条件下抗浮抗拔桩对大面积、特深基坑开挖性状的影响及在基坑开挖过程中桩体的受力特性。分析结果表明:逆作法施工的带有抗浮抗拔桩基坑的坑底隆起量约为顺作法施工的带有抗浮抗拔桩基坑的坑底隆起量的1/3。受开挖区域的影响,承受轴力最大值、最小值桩体的平面位置是变化的。并将开挖过程中桩体轴力的计算结果和试验结果作了对比,对比结果表明:计算结果可作为工程施工的参考数据。     

预应力抗拔灌注桩数值模拟研究

普通抗拔桩在抗拔荷载作用下,桩身处于拉力状态很容易产生裂缝,随后桩身钢筋锈蚀而遭到破坏。预应力抗拔灌注桩是集合建筑桩基与预应力混凝土结构的新型基础,有效的改善了普通抗拔桩的缺点。文章利用ANSYS有限元分析软件,进行数值模拟及分析,主要分析了预应力抗拔单桩与普通抗拔单桩轴力区别,得出了预应力抗拔灌注桩可以推迟裂纹开展或减小裂缝宽度。为这种新型桩基的推广提供了更多的理论指导。     

大偏心围套混凝土加固柱二次受力试验研究

通过１０根采用增大截面法加固钢筋混凝土柱大偏压二次受力的试验研究,分析了荷载预应力、纵向钢筋配筋率等因素对加固构件性能的影响;验证了在二次受力情况下组合截面平截面假定的适应性;证实了这类组合构件中核心柱钢筋应力超前和围套混凝土应变滞后现象。根据试验和全过程计算分析的结果,提出了大偏压受压对加固柱的承载力不受应力水平指标影响的结论。     

钢筋桁架超高性能混凝土叠合板受弯性能试验研究

通过2块钢筋桁架超高性能混凝土(UHPC)叠合板和1块UHPC整浇板的对比试验,分析钢筋桁架对UHPC叠合板的挠度、裂缝、混凝土应变等抗弯性能的影响;探讨钢筋桁架UHPC叠合板的二次受力效应。研究表明:钢筋桁架UHPC叠合板的受弯性能优于普通混凝土叠合板,截面应变基本符合平截面假定,延性较好,且二次受力现象并不明显;钢筋桁架可以有效地提升叠合板的整体抗弯承载力,减弱受拉钢筋的"应力超前"现象和受压混凝土"应变滞后"现象;取混凝土等效抗拉影响系数k₃为0. 35,建立钢筋桁架UHPC叠合板受弯正截面承载力计算式,其计算值与试验数据吻合较好。     

地聚物混凝土与钢筋黏结性能研究

对24个钢筋-地聚物混凝土黏结试件进行中心拉拔试验,分析钢筋与地聚物混凝土的黏结 破坏机理,考察地聚物混凝土抗压和劈裂抗拉强度、钢筋类型、钢筋直径、混凝土保护层厚度 及钢筋黏结长度等因素对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响,并与钢筋-普通水泥混凝土之间 的黏结性能进行比较。实验结果表明,当钢筋的黏结长度为5d时,相对保护层厚度c/d =3.67为 变形钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件破坏模式由拔出破坏向劈裂破坏转变的临界点;对于d=14 mm的钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件,9d的钢筋黏结长度可使钢筋屈服先于钢筋拔出或混凝土 劈裂发生。基于实验结果,还建立了变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移本构模型,采用该模 型计算得到的不同直径的变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移曲线与实测曲线接近。     

钢筋对混凝土徐变影响的计算

钢筋在荷载作用下的变形时效性与混凝土不同,这便在一定程度上改变了混凝土的徐变.因此,为了尽可能精确地计算混凝土的徐变,必须考虑钢筋的影响.从力学角度出发,钢筋混凝土构件与相同尺寸的素混凝土构件在相同的荷载作用下,两者的变形差异是由钢筋对混凝土的附加内力导致的.根据混凝土徐变计算公式以及相应的力平衡条件与位移协调条件,可以推导出考虑钢筋影响的混凝土徐变计算公式.此外,文章还以实例验证了公式的正确性.     

试验研究GFRP筋及预应力钢绞线组合支护排桩技术

GFRP筋及预应力钢绞线组合排桩即在普通排桩的受压区配置GFRP筋,在受拉区配置预应力钢绞线。在基坑开挖过程中,根据开挖深度分次对钢绞线施加预应力,以使GFRP筋、预应力钢绞线全部处于受拉状态,充分利用了混凝土的抗压性能好、GFRP筋及预应力钢绞线受拉性能好的特点,可以大大的减小排桩的侧移,从而扩大排桩在基坑支护中的使用范围。     

不同高强预应力管桩抗震性能的试验对比

工程中常采用填芯,掺加钢纤维以及配置非预应力筋等方式来增强预应力混凝土管桩的抗弯承载力,但是这些改进后的管桩在地震荷载作用下的受力性能还不明确。通过三组试件的低周往复加载试验,分别从滞回耗能延性和承载力等几个方面研究预应力混凝土管桩(PHC管桩)、预应力钢纤维高强混凝土管桩(SFPHC管桩)、添加普通钢筋的预应力高强混凝土管桩(PRC管桩)的抗震性能以及填芯对管桩抗震性能的影响。试验结果表明:添加普通钢筋能够很好地改善PHC管桩的抗震性能。填芯能够提高PHC和SFPHC管桩在往复荷载作用下的承载力并能增强PRC管桩的耗能能力。各类填芯管桩的延性相对于未填芯管桩均有明显的改善。     

配置BFRP筋复合配筋PHC管桩受弯和受剪性能试验研究

为解决预应力混凝土(PHC)管桩水平承载力不足的技术难题,开展了配置玄武岩纤维(BFRP)筋复合配筋PHC管桩(PRC-B管桩)和配置普通钢筋的复合配筋PHC管桩(PRC管桩)受弯、受剪性能的对比试验.受弯试验结果表明:BFRP筋的配置改善了PHC管桩的承载性能;与PHC管桩相比,PRC-B管桩的开裂弯矩和极限弯矩均有...     

复合配筋管桩抗震性能试验研究

传统PHC管桩在地震作用下表现出脆性破坏特征,限制了其使用范围。已有室内试验研究结果表明,通过在PHC管桩中加入非预应力钢筋形成复合配筋管桩可提高其抗震性能。目前针对管桩破坏机理以及抗震性能的研究,主要采用室内模型试验或振动台试验,未能充分考虑实际工程中桩的受力条件和土体的作用。为研究复合配筋管桩的抗震性能,在软土地区对PHC管桩和复合配筋管桩进行了现场足尺抗震性能试验研究。试验比较了常规管桩以及掺入不同含量非预应力钢筋的复合配筋管桩的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、曲率分布等数据,分析复合配筋管桩的抗震性能。研究结果表明：与PHC管桩相比,复合配筋管桩的抗震性能得到明显改善,且对于提高管桩延性来说,存在最优的非预应力筋配筋率。     

混合配筋混凝土梁抗弯疲劳试验

为了研究混合配筋(混合配置FRP筋和钢筋)混凝土梁的抗弯疲劳性能,设计了4根混合配筋混凝土梁(1根梁承受静力荷载,3根梁承受等幅疲劳荷载),进行了疲劳试验。结果表明:混合配筋混凝土梁抗弯疲劳破坏始于受拉钢筋的疲劳断裂,GFRP筋断裂或者基体开裂剥落,随后压区顶部混凝土压碎; 破坏时纯弯段出现1条或2条主裂缝,钢筋疲劳断口光滑,未出现静力拉断时的屈服和颈缩现象; GFRP筋疲劳破坏未出现静力受拉破坏时纤维“扫帚”型破坏模式; 疲劳加载后构件产生不可恢复的残余挠度,残余挠度随着疲劳次数和疲劳上限荷载的增加而增大; 疲劳过程中纯弯段基本不出现新裂缝,均是沿已有初始裂缝扩展; 基于有效惯性矩法的刚度计算值和基于刚度解析法的刚度计算值均大于试验值,偏于不安全; 基于EN 1992-1-1:2004提出的刚度预测模型相对偏差均在10%以内,且刚度计算值小于试验值,偏于安全。     

高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅研究

将高强钢筋作为受拉纵筋时,由于钢筋屈服强度的提高,连续梁支座控制截面从受拉边缘混凝土进入受拉塑性至受拉纵筋屈服的区段变长,这一阶段弯矩调幅幅度在总弯矩调幅中所占比例增大;支座控制截面塑性铰出现推迟,截面相对受压区高度相同时塑性铰转动能力减小。为此,提出了将高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅分受拉纵筋屈服前、后两阶段。对以受拉纵筋屈服强度、中支座控制截面相对受压区高度、中支座支承宽度、跨高比、加载形式为控制变量的336根两跨连续梁进行参数化分析。结果表明：随着钢筋屈服强度的提高,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅减小;随着中支座控制截面相对受压区高度增加,两阶段弯矩调幅均减小;随着中支座支承宽度的增加,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅变化不显著;随着跨高比的增大,第一阶段弯矩调幅减小、第二阶段弯矩调幅变化不显著。建立了不同加载形式下考虑上述各参数影响的两阶段连续梁弯矩调幅系数计算公式。     

复合配筋混凝土预制方桩受弯性能有限元分析

为深入研究复合配筋混凝土预制方桩的受弯性能,对该类桩建立有限元模型,开展有限元分析,从其抗裂性能、受弯承载力、变形性能及破坏特征等与试验结果进行比较。结果表明,建立的有限元模型可以较好地预测方桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布和跨中挠度与试验结果吻合较好。根据所建立的有限元模型对不同参数的复合配筋混凝土预制方桩进行承载力分析,并与采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中受弯构件承载力计算公式的计算结果进行比较,结果显示：配置非预应力钢筋可以显著提高开裂后方桩的抗弯刚度和极限弯矩;合理设计的复合配筋混凝土预制方桩呈现以受拉区非预应力钢筋屈服,预应力钢棒被拉断,最后受压区部分混凝土被压碎的形式破坏;方桩的开裂弯矩和极限弯矩的有限元分析结果与规范公式计算值较为接近。     

配置500 MPa钢筋后张有黏结预应力混凝土梁不同位置处裂缝宽度研究

以8根配置500MPa钢筋后张有黏结预应力混凝土梁的弯曲裂缝宽度试验为基础,对不同位置处的裂缝宽度进行统计分析,得到各位置处的短期裂缝宽度扩大系数,比较了不同位置处的裂缝宽度关系;根据试验结果并收集整理相关文献试验数据,建议了不同位置处裂缝宽度换算的计算式。结果表明：各位置处的裂缝宽度均服从正态分布,各位置处的短期裂缝宽度扩大系数基本相同;在梁侧面,预应力筋重心高度处裂缝宽度小于纵向受拉非预应力筋重心高度处裂缝宽度;在梁受拉底面,当裂缝量测点至最近的纵向受拉非预应力筋重心的距离较小时,纵向受拉非预应力筋对量测点处的裂缝具有较好的约束作用;建议计算式可以较好地对不同位置处裂缝宽度进行换算。