混凝土梁抗剪性能的研究进展

影响混凝土梁抗剪机理的因素有很多,其中包括剪跨比、混凝土强度、水平钢筋屈服强度和竖向钢筋屈服强度。对于混凝土构件的抗剪机理的研究是一个复杂的过程,因此,混凝土构件的抗剪机理是国内外工程领域非常关注的一个问题。本文分别介绍了国内外对混凝土构件抗剪性能研究的主要成果,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。     

超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验研究

进行9根超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验,试验梁变化参数包括:剪跨比、配箍率、预应力水平。试验结果表明:剪切破坏形态随剪跨比由小变大依次表现为斜压、剪压和斜拉破坏三种形式,抗剪承载力随剪跨比的增大而减小;用HRB500级钢筋做箍筋,箍筋的强度能够得到充分发挥,抗剪承载力随配箍率的增大而提高;预加力可以显著提高梁的抗剪承载力;正常使用极限状态下剪切斜裂缝最大宽度不超过0.2mm;临界斜裂缝形成前斜裂缝宽度发展缓慢,形成后发展速度明显加快;采用现有规范计算超高性能混凝土梁的抗剪承载力会导致过于保守;考虑剪跨比、配箍率、预加力因素建立超高性能混凝土梁的抗剪承载力统计计算的经验公式,按照经验公式对试验及所搜集的17根梁进行计算,计算值与试验值吻合较好,且变异系数较小。     

不同剪跨比高强钢筋超高性能混凝土梁抗剪性能研究

为了探究超高性能混凝土(UHPC)简支梁的抗剪性能,对3根有腹筋UHPC简支梁和3根无腹筋UHPC简支梁开展抗剪试验。根据梁的实测抗剪承载力,并基于桁架-拱模型修正高强钢筋UHPC梁的抗剪承载力计算式。结果表明:主拉应变在开裂荷载以前呈线性增长,达到开裂荷载后主拉应变激增,应变方向发生突变;在传统桁架-拱模型的基础上,考虑UHPC的软化效应、抗拉贡献及纵筋销栓作用,构建高强钢筋UHPC梁受剪承载力修正式,其计算值与试验值吻合较好。     

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。     

超高性能混凝土与普通混凝土的界面抗剪性能试验研究

超高性能混凝土(UHPC)由于其优异的力学性能和超强的耐久性,非常适用于损伤普通混凝土(NC)结构的修复加固.UHPC-NC界面的抗剪性能是保证UHPC修复NC结构获得良好力学和抗渗性能的重要因素.通过7组抗剪推出试验,评估了 NC界面光滑、凿毛、露筋、刻槽、钻孔和植筋等不同界面处理的UHPC-NC界面抗剪性能和破坏模式.试验结果表明,UHPC-NC界面具有良好的抗剪粘结性能,界面抗剪强度随着NC界面粗糙度的增加而增大,NC界面采用凿毛或刻槽处理的UHPC-NC界面获得了最佳的抗剪承载力,界面破坏方式基本为NC剪切破坏或界面+NC破坏两种模式,未出现完全的界面剥离破坏;光滑和凿毛界面的抗剪破坏为脆性破坏;露筋和钻孔界面的抗剪破坏介于延性破坏和脆性破坏之间,植筋和刻槽界面的延性较好.     

配筋超高性能混凝土梁受剪性能研究

为了研究配筋超高性能混凝土梁的受剪性能,对1根配筋高强混凝土梁和8根配筋超高性能混凝土梁进行了受剪性能试验,主要变化参数包括剪跨比、钢纤维体积掺量和配箍率等。试验结果表明：所有梁的破坏模式均为剪切破坏,与配筋高强混凝土梁相比,配筋超高性能混凝土梁裂缝的发展更充分、宽度更小、分布更密集;钢纤维体积掺量和配箍率的增大均会提高梁的刚度、变形能力和承载力,并延缓其刚度退化速率;剪跨比的增加虽然可以提高梁的变形能力,但是降低了其承载力和刚度;混凝土开裂后,钢纤维可以“桥接”裂缝,与箍筋共同承担裂缝处的拉力,延缓箍筋应变的发展。最后,基于修正压力场理论,提出了配筋超高性能混凝土梁受剪承载力计算方法,并与法国AFGC-Setra 2013和韩国KCI-2012中建议的计算方法进行了对比,结果表明,建立的计算方法可以准确地预测配筋超高性能混凝土梁的受剪承载力。     

基于修正压力场理论的超高性能混凝土梁抗剪承载力计算方法

为研究超高性能混凝土梁的抗剪性能,基于修正压力场理论(MCFT),叠加弯矩效应并对该部分的超高性能混凝土(UHPC)的本构关系进行修正,同时考虑了UHPC开裂后的抗拉强度对抗剪的贡献,建立了预应力UHPC梁在弯剪复合作用下的截面分析模型并编制了计算程序。为验证该模型的正确性,以剪跨比为主要因素,设计3片预应力UHPC梁的抗剪试验,获得了梁的破坏形态、裂缝分布特征及承载能力大小等试验结果;并结合其他文献试验结果用此模型进行对比,结果吻合较好,且变异系数小。结合MCFT模型和大量已有文献的试验结果,综合考虑了剪跨比、配箍率、预应力以及UHPC强度等因素的影响提出了UHPC梁的抗剪计算式,计算值与试验值吻合良好。     

高性能纤维混凝土的抗剪性能研究

研究了纤维率对砂浆渗浇纤维混凝土SIFCON抗剪性能的影响规律 ,结果表明 :随着纤维率的提高 ,SIFCON的抗剪性能在不断提高 ,当纤维率为 1 2 %时 ,最大抗剪强度可达 49 5MPa。     

超高性能混凝土-普通混凝土界面抗剪性能试验研究

力学性能和耐久性优异的超高性能混凝土(UHPC)非常适用于损伤普通混凝土(NC)结构的修复加固,其中UHPC-NC界面的抗剪性能对确保良好的加固效果至关重要。论文通过7组抗剪推出试验,评估NC表面光滑、凿毛、露筋、刻槽、钻孔和植筋等UHPC-NC界面的抗剪性能和破坏模式;并利用斜剪试验,探讨UHPC龄期、NC基体湿润度、NC表面粗糙度和UHPC养护条件对界面抗剪强度的影响。试验结果表明,UHPC-NC界面抗剪黏结性能优异,界面破坏方式基本为NC剪切破坏或界面+NC破坏两种模式,未出现完全的界面剥离破坏。NC表面粗糙度是影响界面抗剪强度的主要因素,凿毛或刻槽的UHPC-NC界面获得了最佳的抗剪承载力,植筋和刻槽界面在抗剪破坏时表现出较好的延性。此外,NC越湿润,UHPC-NC界面的抗剪强度越高,在UHPC早期龄期(3～7d)时界面可获得绝大部分抗剪强度(88.5%～95.0%),在常温养护条件下UHPC-NC界面的抗剪性能优于高温养护界面。     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁。通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究。结果表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,但再生粗骨料的使用会降低梁的刚度及变形能力,使梁的剪切脆性破坏特征更为明显;掺加钢纤维或增大配箍率均可以提高梁的承载力和变形能力,有效改善再生混凝土梁的剪切脆性破坏情况;试件的承载能力随剪跨比的减小而增大,但其变形能力随之降低;修正方法得到的抗剪承载力计算值与试验值相比误差较小,可为再生混凝土梁的抗剪设计提供参考。     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁.通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究.结果 表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,...     

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。     

钢筋超高性能混凝土梁受剪性能细观分析

为了研究钢筋超高性能混凝土(UHPC)梁的受剪破坏机理，对8根UHPC梁进行了受剪性能试验，设计变量包括钢纤维掺量、剪跨比、纵筋配筋率和箍筋间距。结果表明：钢纤维桥接作用能够显著提高UHPC梁受剪承载力，限制裂缝发展，减小裂缝间距；随着剪跨比增大，受剪承载力减小但变形能力增强；随着配箍率增大，受剪承载力提高，且增设箍筋能够显著改善UHPC梁峰值荷载后的受剪性能，减小斜裂缝宽度和长度；掺入钢纤维和增设箍筋均能够减小斜向变形(垂直于支座与加载点连线方向的混凝土变形),提高UHPC梁开裂后刚度。结合UHPC梁剪切受力特点，分别确定了临界剪切裂缝界面钢纤维、纵筋销栓作用、剪压区混凝土和箍筋等对受剪承载力的贡献，建立了UHPC梁细观多参数受剪承载力计算式。采用该计算式与5种常用计算式对收集的102根UHPC梁受剪承载力进行预测，发现采用细观多参数受剪承载力计算式的预测值与试验结果吻合较好，进而分析了常用设计参数对受剪承载力的影响规律，发现当剪跨比增大时，剪压区混凝土的受剪承载力会显著减小；纵筋销栓作用和临界剪切裂缝界面钢纤维的受剪承载力均随纤维特征值的增大而提高。     

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。     

再生混凝土叠合梁抗剪性能试验

通过三根再生混凝土叠合梁和一根再生混凝土整浇梁的抗剪性能对比试验,研究了叠合梁和整浇梁的裂缝发展、破坏形式和抗剪承载力。试验结果表明:再生混凝土叠合梁的抗剪破坏形式和受力机理与整浇普通混凝土梁类似。取代率高的再生混凝土叠合梁抗剪承载力略低于取代率低的再生混凝土整浇梁。     

再生混凝土U型叠合梁抗剪性能

通过3根再生混凝土U型叠合梁和1根再生混凝土整浇梁的抗剪性能对比试验,研究了U型叠合梁和整浇梁的裂缝发展、破坏形式和抗剪承载力.试验结果表明:再生混凝土U型叠合梁的抗剪破坏形式和受力机理与整浇混凝土梁类似,再生混凝土U型叠合梁的抗剪承载力计算可参照整浇梁的抗剪承载力计算方法.     

水下不分散混凝土配筋梁抗剪性能试验研究

水下不分散混凝土在跨江、跨海工程中广泛被应用,因此研究水下不分散混凝土结构的性能非常必要。本文进行了水下不分散混凝土配筋梁与普通钢筋混凝土梁的抗剪性能对比试验。试验结果表明,水下不分散混凝土配筋梁的抗剪性能与普通钢筋混凝土梁的抗剪性能接近。因此,可以用计算普通钢筋混凝土梁受剪的理论计算水下不分散混凝土配筋梁的受剪。     

再生混凝土梁抗剪性能研究现状

基于国内外对再生混凝土的研究,文章分析了再生混凝土梁的抗剪性能,主要包括再生混凝土梁的抗剪机理、破坏形态、极限承载力、裂缝和挠度等.结果表明:再生混凝土梁的破坏形态与普通混凝土梁的破坏形态相似;再生混凝土梁的受力机理与普通混凝土梁的基本相似;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗剪承载力有所下降;斜裂缝宽度也增大.对于促进再生混凝土的深入研究和实际工程应用具有一定的推动作用.     

再生混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗剪试验,研究了再生混凝土梁斜截面的受力与变形性能。试验结果表明：相同混凝土抗压强度的再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和斜裂缝开展情况基本相似,但抗剪极限承载能力存在差异;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗剪承载能力有下降的趋势。最后,本文在对再生混凝土梁抗剪机理进行初步分析的基础上,提出了再生混凝土梁的抗剪承载力建议公式。