不同表面特征GFRP筋加固钢筋混凝土T形梁抗剪试验研究

为研究不同表面特征的GFRP筋对加固后钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,以不同混凝土强度等级、不同纵筋配筋率以及不同表面特征GFRP筋为参数,对9根钢筋混凝土T形梁进行了表面内嵌GFRP筋的静力加载试验,并分析其影响因素。结果表明,GFRP筋的表面特征是影响加固梁破坏形态的重要因素,光圆GFRP筋加固梁更容易发生粘结破坏。内嵌GFRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能提高弯剪段开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。光圆GFRP筋加固对弯剪段开裂荷载影响显著,螺纹GFRP筋加固对屈服荷载和极限荷载影响明显。GFRP筋的表面特征对加固梁抗剪承载力的影响要大于混凝土强度等级和纵筋配筋率。GFRP筋表面特征对其应变大小有明显影响,螺纹GFRP筋的应变远大于光圆GFRP筋,因此螺纹GFRP筋利用率高,加固效果好。     

GFRP筋增强ECC梁的抗弯性能研究

利用玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋取代钢筋作为混凝土结构增强筋可以有效解决侵蚀环境下钢筋锈蚀问题,但存在着延性不足的问题,结构常常呈脆性破坏。研究了GFRP筋高韧性水泥基复合材料(ECC)梁的抗弯性能,并与GFRP筋普通混凝土梁和钢筋混凝土梁进行对比,结果显示GFRP筋ECC梁在抗弯承载力和延性方面均优于GFRP筋普通混凝土梁,并且GFRP筋ECC梁具有类似于钢筋混凝土的塑性破坏特征,不同于GFRP筋普通混凝土梁的脆性破坏。GFRP筋与ECC具有良好的协同工作能力,并且两者均具有优异的耐久性能,因此在海洋工程、冬季撒除冰盐的公路与桥梁工程等领域具有广阔的前景。     

配置组合封闭箍筋RC叠合梁受弯性能试验研究

钢筋混凝土叠合梁是装配式混凝土结构中的主要水平构件。叠合梁的预制部分在构件厂制作,采用传统封闭箍筋会造成叠合梁上部纵向钢筋安装困难。为简化叠合梁的施工,本文提出了由开口箍筋和其上面附加的封顶箍筋共同组成的新型组合封闭箍筋,并以箍筋形式和纵筋配筋率为参数,进行了4个采用新型封闭箍筋叠合梁试件的受弯性能试验研究。结果表明,配置组合封闭箍筋叠合梁的裂缝发展、破坏模式、刚度、承载力以及延性等方面与配置传统封闭箍筋的叠合梁基本一致,根据研究结果提出了设计建议。     

CFRP筋增强混凝土梁抗剪性能试验

针对桥梁和建筑结构中大量使用的碳纤维筋（CFRP）增强混凝土梁的抗剪性能,首先设计箍筋间距和剪跨比不同的3根足尺CFRP筋增强混凝土梁试件,并基于规范要求给出其抗剪性能测试试验工况和加载模式;然后,观察不同工况下试件在两点集中加载方式下裂缝的产生和发展过程,总结归纳CFRP筋混凝土梁的失效模式和破坏特征;同时,由CFRP纵向受力筋和CFRP箍筋的荷载—应变关系及CFRP筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载和荷载–挠度曲线的变化情况,分析研究CFRP筋混凝土梁承载能力和变形性能随剪跨和箍筋间距的变化规律;最后,分析剪跨、箍筋间距等影响因素对CFRP筋混凝土梁裂缝宽度、裂缝数量及裂缝分布的影响规律。结果表明：CFRP筋混凝土梁的剪切破坏由弯剪区贯通斜裂缝发展所致;CFRP箍筋配箍率和剪跨比对开裂荷载影响显著,箍筋配箍率越大,试验梁斜截面开裂荷载和极限破坏荷载增加,但是剪跨比越大梁承载力则明显降低;梁的挠度–荷载曲线呈两段式线性分布,梁破坏时变形明显,裂缝宽度较大,高强CFRP箍筋强度发挥有限。     

GFRP筋混凝土梁抗裂性能理论与试验研究

GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,用它代替混凝土结构中受腐蚀的钢筋具有重要的工程意义。GFRP筋混凝土梁的开裂弯矩是衡量其抗裂性能的重要指标,也是GFRP筋混凝土梁裂缝宽度、挠度以及力学性能计算的重要参数。首先推导了与钢筋混凝土梁开裂弯矩计算方法相衔接的GFRP筋混凝土梁开裂弯矩的计算公式,然后通过7根GFRP筋混凝土简支梁及6根GFRP筋混凝土连续梁试验检验了公式的适用性。试验过程中通过在GFRP筋混凝土梁受压区及受拉区配置不同数量的GFRP筋来研究其开裂过程及开裂荷载。研究结果表明,按照给出的GFRP筋混凝土矩形截面梁正截面开裂弯矩公式得到的理论值与试验值吻合较好,研究成果将为进一步研究GFRP筋混凝土梁的力学性能提供参考。     

箍筋锈蚀的钢筋混凝土梁抗剪性能研究

钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能退化的重要原因之一,特别是处于海洋环境的钢筋混凝土桥梁结构。通过通直流电加速钢筋混凝土梁箍筋锈蚀,并进行箍筋锈蚀后钢筋混凝土梁的抗剪承载力试验。试验结果表明,轻微锈蚀(10%)对混凝土梁的破坏特征没有明显影响,而对其承载力略有提高。根据试验结果解释了箍筋轻微锈蚀梁的抗剪承载力略有提高的原因。     

黏砂变形GFRP筋与约束混凝土之间的黏结性能

基于30个Losberg拉拔试验,对黏砂变形GFRP筋与采用箍筋约束的混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移(τ-s)曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段、二次上升段以及残余下降段;对于采用箍筋约束的GFRP筋试件,均只发生拔出破坏,而对于无箍筋约束的GFRP筋试件,其破坏模式包括拔出和劈裂两种;与无箍筋约束的GFRP筋试件相比,GFRP筋与约束混凝土之间的黏结强度增加了0％～16％,而达到黏结强度时对应的滑移量则提高了1.20～2.76倍.在考虑GFRP筋直径、黏结长度、体积配箍率等因素的基础上,建立了GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移本构模型.     

玻璃纤维筋与混凝土的粘结性能研究

对混凝土结构中的钢筋和新材料玻璃纤维筋(即GFRP 筋)的粘结锚固性能进行了试验研究.研究表明,GFRP筋与混凝土的粘结机理类似于钢筋与混凝土的粘结,主要取决于GFRP筋本身制造过程、弹性模量和表面几何特征等因素.目前国内外对GFRP筋与混凝土的粘结研究主要集中在GFRP筋与混凝土的粘结锚固影响因素.     

基于可靠度的GFRP筋混凝土梁抗弯承载力设计方法

为解决混凝土结构中的钢筋锈蚀问题,采用玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber-Reinforced Polymer,GFRP)筋替代钢筋是一种行之有效的方法。由于GFRP筋的线弹性力学特性,GFRP筋混凝土(GFRP-RC)梁的弯曲破坏模式为脆性破坏(受拉破坏或受压破坏),钢筋混凝土梁的设计方法将不适用于GFRP-RC梁,因此有必要开展基于可靠度的GFRP-RC梁抗弯承载力设计方法研究。基于已有文献数据,系统收集和整理了相关设计参数的统计信息。在考虑荷载组合、配筋率、材料强度等关键参数影响的基础上,建立了3432根GFRP-RC梁的设计空间。采用Monte Carlo模拟对GFRP-RC梁抗弯承载力极限状态开展了可靠度分析。结果表明：受拉破坏时,根据《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608-2010)设计的梁的可靠指标(β=4.08~4.50)高于脆性破坏的目标可靠指标(βT=3.7);受压破坏时,根据《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB 50608-2010设计的梁的可靠指标(β=3.08~3.39)低于βT。基于上述分析,以不同弯曲破坏模式下的梁均达到(βT=3.7)为目标,校准了GFRP筋材料分项系数(γf=1.3),并改进了受压破坏控制截面的GFRP筋极限应力计算公式。     

不同配筋率的GFRP筋混凝土梁裂缝间距的有限元分析

为了更好的使GFRP筋替代传统钢筋作为受力筋放在混凝土梁结构中,必须对其受力性能进行全面的研究探讨,文中借用大型有限元软件ANSYS对四根不同工况的混凝土梁进行了模拟分析,其中包括三根GFRP筋混凝土梁以及一根传统的钢筋混凝土梁。详细讲解了利用ANSYS建模过程中的重点与难点,最后也应用该软件得出了不同工况下GFRP筋混凝土梁配筋率对梁裂缝分布的影响,以及极限荷载作用下GFRP筋的所承受的极限应力和梁跨中挠度。     

GFRP筋混凝土梁柱组合体抗震性能试验研究

为提高RC框架结构震后可恢复性,采用GFRP筋替代钢筋应用于混凝土梁柱结构中。以配箍率、轴压比、混凝土强度为变量对梁柱组合体开展了拟静力试验研究。试验中共对8个GFRP筋混凝土梁柱组合体、1个RC梁柱组合体进行了测试,比较了GFRP筋与普通钢筋混凝土梁柱组合体的变形和破坏过程,对比分析了各梁柱组合体的滞回曲线、承载能力、残余位移、能量耗散以及钢筋的应变分布等。试验结果表明：GFRP梁柱顶点残余位移显著下降,较RC柱顶残余位移降低60%左右,但其耗能能力低于RC梁柱节点的;在往复荷载作用下,GFRP筋混凝土梁柱框架破坏符合“强柱弱梁”特征,能够承受较大侧向位移,其在达到5.5%位移角时仍未表现出脆性破坏特征;GFRP筋梁柱组合体承载能力、耗能能力和纵筋利用率随着配箍率、混凝土强度的增加而增大。此外,综合考虑配箍率、轴压比、混凝土强度对GFRP筋梁柱节点核心区受剪性能的影响,提出了该种节点核心区受剪承载力计算方法,并基于国内外相关试验数据对其进行了验证。结果表明,提出的计算式能有效计算GFRP筋梁柱节点核心区受剪承载力。     

组合封闭式箍筋双筋混凝土梁受弯性能试验研究

组合封闭式箍筋的使用是预制装配整体式混凝土结构关键技术之一。试验研究采用组合封闭式箍筋的双筋混凝土梁受弯性能。试验分两批:第一批试验包括13根一次浇筑梁试件,目的是考察不同箍筋形式梁受力性能差异;第二批6根叠合梁试件,考察足尺和叠合梁受弯力学性能。其他研究参数还包括受压纵筋和箍筋间距。研究表明,对于一次或叠合浇筑的双筋混凝土梁,组合封闭式箍筋可以对受压纵筋提供有效侧向约束,受压纵筋没有在梁破坏之前失稳。在本研究参数范围内,配置组合封闭式箍筋和传统封闭式箍筋双筋梁的受弯性能没有区别,可采用相同的计算方法预测受弯性能。     

锈蚀箍筋约束混凝土柱低周反复荷载试验研究

通过电化学方法对混凝土柱内箍筋进行实验室加速腐蚀试验,得到箍筋锈蚀程度不同的混凝土柱试件,进一步开展了箍筋锈蚀约束混凝土柱低周往复加载试验,研究了箍筋锈蚀造成的混凝土损伤、箍筋的锈蚀形态以及箍筋锈蚀对钢筋混凝土柱破坏过程和破坏形态的影响。试验结果表明：混凝土构件中箍筋在转角部位锈蚀严重,混凝土保护层的开裂是以构件角部顺纵筋开裂为主;箍筋锈蚀产物在混凝土内的扩散、堆积导致混凝土保护层提前脱落,使其对试件承载力的贡献减弱;箍筋锈蚀程度的不同导致试件破坏过程和最终破坏形态有所差异：随着箍筋锈蚀程度的增大,试件破坏形式由延性较好的弯曲破坏向剪切脆性破坏转变;箍筋轻微锈蚀构件中钢筋与混凝土间的粘结作用不受影响。     

梁,柱中采用螺旋箍筋的施工工艺

1 螺旋箍筋结构的设计意义 柱、梁箍筋的作用往往被人忽视,一般操作者仅把箍筋当作使各类型的受力筋结成整体的联系件而已,而工程使用实践则向建筑工作者表明:螺旋式箍筋的构造形式在地震力作用下,所达到的设计效果却截然不同。例如1972年美国圣菲南多的奥立弗医疗中心的一幢六层钢筋混凝土结构,在经历了一次8度地震后,二层以上按普通箍筋结构的柱头混凝土碎裂,导致柱钢筋压屈,结构破坏,而受力更大的一层柱,由     

GFRP筋纤维混凝土黏结滑移性能试验研究

与传统钢筋相比,GFRP(glass fiber reinforced polymer)筋与混凝土之间的协同作用相对较差。为充分发挥GFRP筋力学性能,通过在水泥基材料中掺入纤维,以提升混凝土的抗裂性和韧性,从而改善GFRP筋与混凝土的黏结性能。开展FRP筋-纤维混凝土拉拔试验,通过FRP筋-混凝土拉拔试验对比,分析掺入不同纤维种类与含量的混凝土对GFRP筋的黏结性能提升情况;分析FRP筋黏结长度、混凝土中纤维含量比例对黏结 滑移性能的影响;分析相应破坏形式,确定混凝土最佳纤维含量比例,获得聚丙烯纤维混凝土和玻璃纤维混凝土与GFRP筋的黏结应力沿着筋体表面的分布。明确GFRP筋拉拔受力全过程,明确GFRP筋纤维混凝土的黏结滑移机理。     

腰筋的作用

在梁高超过700mm时,需沿梁两侧每隔300～400mm设置一根直径不小于10mm的腰筋(图1),两根腰筋之间用与箍筋直径相同的拉筋联系,拉筋的间距为箍筋间距的2倍。腰筋的作用如下。一、增大梁骨架的刚度腰筋和拉筋的直径和间距要考虑到施工中的作用。当混凝土梁很高时,高大的钢筋骨架要承受钢筋自重及施工中的施工机具和人员的荷载,可能使钢筋骨架发生位移,导致钢筋尺寸不准确,这样便会影响钢筋与混凝土的粘结力,影响梁的耐久性。设置适量的腰筋和拉筋,与钢筋骨架中的箍筋绑扎在一起,有效地约束钢筋骨架的变形,增大了钢筋骨架的刚度和稳定性。二、约…     

GFRP筋混凝土板抗弯性能试验研究

对GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板进行试验,通过对比两者的抗弯性能,为GFRP筋混凝土桥梁面板的设计和应用提供依据。同等条件下,GFRP筋板带的极限承载力比钢筋板带小10%左右。由于GFRP筋是没有屈服点的弹性材料,其弹性模量约为普通钢筋的1/5,因此GFRP筋板的破坏模式、裂缝、变形、混凝土和筋材应变的特性不同于钢筋板。根据现行设计规范,GFRP筋板的承载力往往由正常使用极限状态决定,比较试验结果与现行规范设计值表明,受剪承载力、最大裂缝宽度和跨中最大挠度的设计公式需要加以修正。     

GFRP筋混凝土板抗弯性能研究

通过GFRP筋混凝土板抗弯性能实验,探讨了GFRP筋和钢筋组合作用下混凝土板力学性能。结果表明荷载作用点钢筋先屈服,得到充分的延性,就是利用钢筋混凝土特性得到充分的延性,防止GFRP筋和钢筋组合作用下的脆性破坏。组合构件比纯GFRP构件极限挠度、延性、变形率都得到很大的改善。     

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.     

箍筋环扣连接叠合梁受剪性能与数值模拟研究

为解决现有装配式混凝土叠合梁在施工现场安装纵筋困难问题,设计一种箍筋环扣连接的新型装配式混凝土叠合梁.为进一步研究搭接箍筋对叠合梁受剪性能的影响,设计制作2组6个箍筋环扣连接预制混凝土叠合梁试件进行单调静力加载试验,分析其破坏形式、荷载-挠度曲线及混凝土应变和钢筋应力等,探讨试件剪跨比、箍筋间距等参数对叠合梁受剪承载力...