弯剪扭共同作用下钢筋陶粒混凝土构件的强度

近年来,随着陶粒混凝土在建筑结构中的推广使用,已引起工程界对钢筋陶粒混凝土结构扭转问题的重视。为了扩大钢筋轻骨料混凝土结构的应用范围,研究钢筋轻骨料混凝土构件在弯、剪、扭复合受力下的工作性能及强度计算方法,已是迫     

基于MCFT的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算方法

根据低周反复荷载作用下不同轴压比的4个不同核心区配箍率高强轻骨料混凝土框架中节点抗震性能试验结果,主要研究了该类构件的破坏特征以及受剪性能。在试验研究基础上,结合高强轻骨料混凝土破坏特性,选取合适的节点受剪核心区,修正骨料粒径计算参数,建立了基于修正压力场理论(MCFT)的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算模型,同时收集13个轻骨料混凝土框架中节点试验结果,应用该模型计算了包含17组该类构件的受剪承载力,并将理论值与试验值进行比较分析。结果表明:该类构架的破坏特征与普通混凝土中节点破坏特征类似,均经历了初裂、通裂、极限和破坏4个典型破坏阶段,且试验结果与应用基于修正压力场理论的高强轻骨料混凝土框架中节点受剪承载力计算模型计算结果之比的均值为0.907,方差为0.008,两者吻合较好,验证了模型的准确性与合理性,该模型可以应用于该类构件的极限受剪承载力计算,同时该理论有明确的力学理论和计算过程,可以较为清楚地反映构件初裂、通裂、极限阶段的受力过程。     

高强轻骨料混凝土梁受剪性能分析

高强轻骨料混凝土具有强度高、自重轻、抗冻抗渗性能好等诸多优点,具有良好的应用前景,但其弹性模量低,脆性破坏显著。收集了大量轻骨料混凝土梁受剪性能试验结果,通过LC40强度等级将其分为普通强度轻骨料混凝土梁和高强轻骨料混凝土梁,结合各国规范建议方法和典型统计模型对其承载能力进行计算,并与试验结果进行对比分析。研究表明:轻骨料混凝土梁的受剪承载力低于同等级的普通混凝土梁,且随着混凝土强度的提高,轻骨料混凝土梁的受剪承载能力提高幅度减小,建议依据强度差异选取不同的混凝土强度折减系数用于规范设计。     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应试验研究

为避免实际结构与缩尺模型因尺寸效应引起的安全隐患，应对剪切作用下轻骨料混凝土深受弯构件的破坏机理、承载能力和设计方法进行研究，为此，完成了对称集中荷载作用下截面高度在500~1400 mm、剪跨比为0.85~1.73的15根LC60级的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验，观察破坏过程与破坏形态，分析了荷载-跨中挠度曲线、特征荷载、钢筋应变、斜裂缝等的发展趋势，研究其尺寸效应作用机理，分析了典型模型和计算方法的适用性。试验结果表明：试件破坏形态与尺寸大小无关，主要包括剪压和斜向劈裂两种破坏模式；随截面高度增大其尺寸效应作用显著，截面高度由500 mm增大至1400 mm，归一化极限荷载降低约37%；随剪跨比减小，归一化开裂荷载/极限荷载均呈降低趋势。计算表明，对轻骨料混凝土强度未进行折减时，采用我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中未准确考虑尺寸效应影响的计算公式，结果较为保守，未合理考虑尺寸效应对深受弯构件抗剪强度的影响，采用欧洲EC2规范、美国ACI 318规范、Tan-Cheng及Tang-Tan等基于拉压杆的受剪承载力模型进行计算时，其预测值与试验值吻合良好。而采用加拿大CSA规范计算时，应根据剪跨比合理选取有效压杆系数。     

钢骨轻骨料混凝土梁抗剪性能试验研究

通过试验 ,详细地分析了钢骨轻骨料混凝土简支梁的混凝土裂缝发展规律、混凝土及钢骨的受力特性 ,研究梁的抗剪机理及其破坏模式 ,确定影响钢骨轻骨料混凝土梁抗剪强度的主要因素 ,利用强度叠加理论得到钢骨轻骨料混凝土简支梁的抗剪承载力计算公式 ,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

高强钢纤维轻骨料混凝土力学性能研究

通过正交试验研究水胶比、纳米Si O2掺量、陶粒种类、粉煤灰掺量对轻骨料混凝土抗压强度的影响,对高强轻骨料混凝土的配合比进行优化,成功配制出LC40高强轻骨料混凝土。基于优化的配合比,进一步研究了钢纤维体积掺量对高强轻骨料混凝土抗压、抗拉及抗折强度影响。结果表明,钢纤维的掺加有利于进一步提高高强轻骨料混凝土的强度及拉压比,改善混凝土的脆性。     

高强轻骨料混凝土梁承载力的研究

在6根高强轻骨料混凝土梁、2根高强普通混凝土梁正截面受弯承载力试验的基础上,提出了轻骨料混凝土强度等级提高后的正截面受弯承载力的计算方法;在对110根轻骨料混凝土梁斜截面受剪承载力试验数据分析的基础上,提出了轻骨料混凝土强度等级提高后的斜截面受剪承载力计算公式,为《轻骨料混凝土结构技术规程》的编制提供依据。     

浅析轻骨料混凝土的抗剪性能

在大量试验的基础上研究了桥梁用轻骨料混凝土的抗剪能力。提出钢筋轻骨料混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的计算公式。     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究

完成集中荷载作用下8根剪跨比0.26~1.04、跨高比为2和3的LC40级高强轻骨料混凝土简支深受弯构件受剪性能试验,分析该类混凝土深受弯构件的破坏过程、荷载-跨中挠度曲线、破坏形态以及钢筋应变等;重点研究剪跨比、跨高比对该类构件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响;采用我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深受弯构件承载力计算方法对本次试验8根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的美国、加拿大和欧洲三个规范的计算结果进行对比分析。研究表明:该类混凝土深受弯构件主要发生剪切破坏和弯剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,试件极限承载力显著减小,并且试件的弯曲效应逐渐明显,破坏形态随剪跨比和跨高比的增大逐渐由剪切破坏向弯剪破坏转化;采用拉压杆模型计算该类试件承载力较为合理,计算结果与试验值较为接近,而我国《混凝土结构设计规范》计算结果与拉压杆模型计算结果相比较为保守,尤其是对于跨高比为2的深受弯构件(深梁)。     

钢筋轻骨料混凝土矩形截面剪、扭构件的可靠度分析

本文利用我国新修订的《混凝土结构设计规范》的抗扭,抗剪强度设计公式,根据国内近年来所做的试验,按JCSS方法对钢筋轻骨料混凝土矩形截面纯扭、弯剪和弯剪扭构件进行了可靠度分析。     

高强陶粒混凝土框架节点抗震性能试验研究

通过在低周往复荷载作用下对5个不同轴压比和核心区配箍率的高强陶粒混凝土中节点和1个普通混凝土中节点进行抗震性能试验研究,对不同核心区配箍率及不同轴压比情况下的高强陶粒混凝土节点的破坏形态、滞回规律、骨架曲线特征、延性、耗能以及强度退化情况等问题进行研究。试验结果表明:高强陶粒混凝土节点的破坏过程与普通混凝土节点破坏过程相似;适当增加柱子的轴压比及节点核心区配箍率对高强陶粒混凝土框架节点的延性、耗能及强度退化等抗震性能有利;高强陶粒混凝土试件可以应用在一些有抗震设防要求的地区。本文为轻骨料混凝土的工程应用提供科学依据。     

高强轻骨料混凝土梁抗剪承载力的试验分析与计算

通过集中荷载作用下的8根高强轻骨料混凝土简支梁的抗剪试验研究,分析了高强轻骨料混凝土梁的抗剪破坏形态和抗剪性能。结合国外大量砂轻混凝土简支梁抗剪试验结果的分析,提出了砂轻混凝土无腹筋梁斜向开裂荷载和抗剪极限荷载的计算公式,与试验结果符合较好。在此基础上,建议了砂轻混凝土无腹筋梁和有腹筋梁的简化抗剪计算公式。     

塑钢纤维增强轻骨料混凝土试验研究

采用粉煤灰陶粒配制了强度61MPa、密度1 857kg/m3的高强轻骨料混凝土。并通过试验研究了高性能异型塑钢纤维(HPP)对轻骨料混凝土抗压强度、抗劈拉强度以及表观密度的影响,研究表明,不同掺量的HPP纤维对轻骨料混凝土的表观密度、抗压强度没有显著影响,但能明显改善轻骨料混凝土的抗拉性能。     

粘土陶粒轻质高性能混凝土的研究

利用两种粘土陶粒分别作为骨料和其它普通常规材料配制高强高性能轻质混凝土,分别对配置的高强高性能非泵送轻质混凝土与泵送轻质混凝土的物理力学性能、耐久性及其它性能进行了测试.试验结果表明,该轻质混凝土除具备一般轻骨料混凝土自重轻、导热系数低、保温隔热性能好等优点外,其物理力学性能、弹性模量、握裹粘结强度等性能良好,符合普通混凝土的一般规律;抗渗和抗冻融性能优于普通混凝土.     

高强混凝土受弯构件的抗剪强度

本文依据25根无腹筋和12根有腹筋高强混凝土约束梁在集中荷裁作用下的试验,对具有反弯点的高强混凝土受弯构件的破坏型态、剪跨比、混凝土强度、纵向钢筋含钢特征值和含箍特征值对抗剪强度的影响进行了分析。在分析试验数据的基础上,提出了高强混凝土受弯构件的抗剪强度计算公式,并给出了计算公式的适用范围,同时与国内外有关公式进行了对比。     

自密实高性能混凝土结构的研究与应用

以自密实高性能混凝土的配合比优化设计为基础, 对自密实高性能混凝土的钢筋粘结锚固性能、受弯构件的抗弯、抗剪受力性能、框架结构的抗震性能等进行了深入系统的试验研究。包括中强与高强自密实混凝土,共做了62个粘结强度拉拔试验、12根梁抗弯抗剪承载力试验、4榀框架采用MTS伺服加载系统进行的抗震性能试验, 研究结果为自密实高性能混凝土结构的设计提供了参考。还介绍了自密实高性能混凝土在33层高层建筑加固工程中的应用, 总结了工程应用中的经验。     

钢筋陶粒混凝土梁斜截面抗剪强度的试验研究

陶粒混凝土抗拉强度低,收缩、徐变变形大.这对钢筋陶粒混凝土构件抗剪强度会产生不利的影响.本文通过对粉煤灰陶粒混凝土梁的试验研究及与普通钢筋混凝土梁的对比试验结果,提出了钢筋陶粒混凝土梁斜截面抗剪强度计算的建议公式及构造措施.     

HRB500钢筋轻骨料混凝土轴心受压构件试验研究

通过8根轻骨料混凝土轴心受压构件试验研究,获得了配置HRB500钢筋轻骨料混凝土轴心受压构件的受力性能与破坏形态,以及荷载-应变关系曲线等试验结果。分析了HRB500钢筋与轻骨料混凝土的协同工作性能,并且提出了轴心受压构件的设计计算方法。研究结果表明,提高轻骨料混凝土强度、配筋率、配箍率能够提高轻骨料混凝土的峰值压应变和构件的极限承载力,HRB500钢筋在轻骨料混凝土轴心受压构件中工作性能良好,强度得到充分发挥。     

钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算与分析

根据试验结果,通过对钢骨普通混凝土梁和钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪性能的研究分析,认为二者的受剪性能、破坏形态及主要影响因素相同。由于轻骨料混凝土强度与钢材的粘结性能较差,尺寸效应对混凝土斜截面抗剪承载力Vc影响较大,需在钢骨普通混凝土梁斜截面抗剪承载力计算叠加法公式中的混凝土项引入一个与截面尺寸有关的修正系数αh,从而得到钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算公式。该公式与试验结果吻合良好。     

轻骨料混凝土抗剪试验研究

本文在57根钢筋轻骨料混凝土梁的剪压试验数据基础上，研究了其破坏阶段斜截面水平投影长度与剪跨比的关系，分析并回归出轻骨料混凝土的抗剪承载力成分的试验公式，最后按公路桥梁规范的计算模式给出了钢筋轻骨料混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的计算公式，本文的研究结果建议在编制中的（LWAC桥梁技术规程》中采用。