侵蚀环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土梁斜截面承载力试验

通过室内模拟试验,研究混合侵蚀溶液、冻融循环与持续荷载耦合作用下,钢筋混凝土梁斜截面承载力和刚度退化、斜截面破坏形态等规律。试验结果表明,预加载比例对侵蚀和冻融环境下钢筋混凝土梁斜截面承载力影响明显,梁的刚度和延性退化程度与箍筋锈蚀和剪压区混凝土劣化有关。最后,给出混合侵蚀、冻融与持续荷载耦合作用下钢筋混凝土梁斜截面承载力计算方法。     

波形钢腹板组合槽型梁静载试验与有效预应力分析

波形钢腹板组合槽型梁是一种新型下承式开口薄壁桥梁结构,对4片按照1/4相似比进行设计的试验梁进行两点对称加载和有限元分析,研究两组试验梁在对称荷载作用下的荷载位移关系、截面应变分布、裂缝发展规律和破坏形态等,分析张拉预应力和释放预弯力后试验梁底板混凝土的有效预压应力。研究表明：竖向荷载作用下试验梁符合平截面变形规律,应忽略波形钢腹板对抗弯刚度的贡献和底板混凝土对抗弯承载力的抵抗作用;试验梁混凝土受压区受限于上翼缘板,其应变分布为梯形而非常规的三角形分布;下承式槽型截面的中性轴偏低,波形钢腹板预弯钢梁反弹能够有效地对混凝土施加预压应力;采用波形钢腹板能有效提高槽型梁的预应力施加效率,文中建议的波形钢腹板组合梁预应力等效荷载法,能准确计算此类结构的混凝土有效预压应力;两组试验梁由于配筋量的不同分别发生塑性和脆性弯曲破坏;波形钢腹板组合槽型梁的自重轻、抗弯刚度较大、具有较好的延性和抗裂性能。     

钢丝网复合砂浆加固RC梁二次受力受弯试验研究

本文对用钢丝网复合砂浆薄层加固的二次受力钢筋混凝土梁进行了正截面受弯试验研究。通过对加固形式为U形三面加固的5根钢筋混凝土加固梁和1根未加固的对比梁的二次受力正截面受弯试验,研究了这种加固技术对二次受力钢筋混凝土梁受弯承载力的影响和作用。试验中测量了构件加固后的开裂荷载、极限荷载、钢筋应变和钢丝网应变,对比了加固与未加固构件的裂缝开展情况、跨中挠度以及极限荷载,并研究了用钢丝网复合砂浆薄层加固的梁在二次受力情况下可能产生的破坏形式等。试验结果表明,钢丝网复合砂浆薄层可以明显地提高二次受力钢筋混凝土梁的受弯承载力,提高抗裂性能,增强构件的刚度。在平截面假定的基础上求出试件的极限承载力,与试验结果吻合较好。     

乌鲁木齐地区C30自密实混凝土简支梁受弯性能试验研究

为研究乌鲁木齐地区C30自密实混凝土简支梁受弯性能,以配筋率为变量,采用乌鲁木齐地区常用原材料分别制作5根C30自密实混凝土简支梁和3根C30普通混凝土简支梁,对其进行受弯性能测试。验证构件的平截面假定,对其荷载—挠度曲线、开裂弯矩、极限压应变、刚度和正截面承载力进行了对比分析。试验结果表明:自密实混凝土梁和普通混凝土梁均满足平截面假定;自密实混凝土和普通混凝土的计算开裂荷载均大于试验开裂荷载;随着荷载的增大,受弯混凝土构件抗弯刚度逐渐减小,其刚度前期衰减较快,后期衰减较慢;自密实混凝土和普通混凝土的极限荷载计算值低于极限荷载试验值。     

钢纤维轻骨料混凝土梁的弯曲性能研究

为了给钢纤维轻骨料混凝土（SFRLC）梁的设计提供受弯性能基本参数，对4根强度等级为LC40的SFRLC梁进行了单调荷载作用下的弯曲试验，测试了梁的开裂荷载、跨中位移、极限承载力和裂缝开展延伸形态等基本性能。试验结果表明：钢纤维的掺入提高了混凝土梁的开裂荷载、承载力和延性，并使梁截面的平均应变更符合平截面假定；在普通混凝土正截面梁计算式的基础上，综合考虑以上影响因素，修正了SFRLC梁正截面计算式；并在试验数据拟合的基础上，确定了相关参数。通过对比受弯承载力发现：采用该公式计算出的梁正截面承载力稍小于实测值，偏于安全，可给SFRLC梁的设计提供参考。     

预应力型钢超高强混凝土组合梁受弯性能试验研究及承载能力分析

通过对12根预应力型钢超高强混凝土组合梁进行静力荷载作用下受弯性能试验,分析预应力型钢超高强混凝土组合梁荷载-挠度曲线和跨中控制截面应变分布的变化规律。试验结果表明:该组合梁荷载-位移曲线具有明显的开裂拐点、屈服拐点、峰值拐点和峰值后持载特征;从加载至峰值荷载的90%,试验梁跨中控制截面均满足平截面假定;试验梁达到极限状态后,内置工字钢截面应力发生变化,使该组合梁在超高强混凝土脆性破坏后仍具有较高剩余承载力。基于试验结果,采用简单叠加法和变形协同分析法,分别提出了预应力型钢超高强混凝土组合梁正截面受弯承载力计算式,结果表明:两种计算式均有一定的适用性,基于简单叠加法的正截面受弯承载力计算式计算结果较为保守,基于协同分析法的正截面受弯承载力计算式计算结果与试验结果吻合较好。     

集中荷载作用下预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能试验研究

为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪性能,对14个预应力钢骨超高强混凝土梁试件与7个预应力超高强混凝土梁试件进行受剪性能试验,研究剪跨比、预应力度、箍筋间距和腹板厚度等因素对预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能的影响。结果表明：加入钢骨后,梁试件的受剪承载力及剪切延性均有提高,并且钢骨对斜截面开裂后刚度的影响更为显著;增大腹板厚度可以提高组合梁试件的斜截面开裂荷载、受剪承载力和剪切延性,而增大箍筋间距会降低组合梁试件的受剪承载力和剪切延性。剪跨比越小,组合梁试件的斜截面开裂荷载和受剪承载力越大,剪切延性越差,预应力度对组合梁试件的斜截面开裂荷载和剪切延性均有影响,但当预力度小于0.34时,预应力度对剪切延性几乎无作用。提出预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用中参考。     

碳纤维加固对梁抗弯刚度的影响

对CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度,采用理论分析的方法,研究CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度问题。首先计算普通钢筋混凝土梁抗弯刚度在一定荷载作用下的挠度,然后根据CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯刚度,计算加固后的混凝土梁在相同荷载作用下的变形。通过加固前后梁的变形差异得出碳纤维加固对梁的抗弯刚度的影响。     

超低温下有黏结预应力混凝土梁受弯性能试验研究

为确保预应力混凝土结构在超低温下的安全使用,借助超低温冷库和自制保温-加载装置,在不同温度点 （20℃、-40℃、-70℃、-100℃）下对不同张拉控制应力（0fptk、0.75fptk）的12根有黏结预应力混凝土梁的 受弯性能进行了试验研究。试验结果表明：有黏结预应力混凝土梁在超低温下仍能较好地符合平截面假定;在试 件开裂前,梁的刚度受温度和预应力度的影响较小,而试件开裂后,梁的刚度随温度的降低而提高;低温下,预 应力仍能有效提高构件的抗裂度和抗弯刚度;随着温度的降低,试件开裂荷载呈直线上升,试件的极限承载力呈 加速上升,但其提高程度小于开裂荷载,试件开裂荷载与极限荷载的比值增大,变形性能降低;考虑材料低温效 应后,代入规范公式得到的极限承载力是可靠的,而开裂荷载计算值较实测值大,仍需进行进一步研究。     

锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载与刚度计算

参照我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中适用于预应力混凝土梁的开裂荷载计算公式,引入考虑锈蚀的参数变量来计算锈蚀预应力混凝土梁的开裂弯矩值;以我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ 92—2004)中的公式为框架,假定锈蚀预应力混凝土梁开裂后的短期刚度降低系数在锈蚀有粘结预应力混凝土刚度降低系数与锈蚀无粘结预应力混凝土梁刚度降低系数之间随预应力筋锈蚀率线性变化,提出锈蚀预应力混凝土梁短期刚度计算方法。按建立的锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载及短期刚度计算方法得出的计算结果与试验结果总体上符合良好。     

高强钢筋高强混凝土梁静力和疲劳性能试验研究

通过9根配有新Ⅲ级钢的高强混凝土梁和4根配有Ⅱ级钢的混凝土梁的静载和等幅疲劳荷载试验,分析研究了高 强混凝土梁的变形性能和疲劳特性。试验结果表明,在高强混凝土梁中应用高强钢筋,可以使两者的性能得以充分发挥, 不仅承载力大幅度提高,而且能较好的满足正常使用极限状态的要求。高强混凝土受弯构件在疲劳荷载作用下刚度降低, 裂缝宽度增大,其变化规律和受压区混凝土应变的增加规律基本一致。疲劳荷载作用N次后构件的裂缝宽度,可根据初 始裂缝宽度和受压区混凝土应变增长系数来计算。根据试验分析,得到了高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的截面应力、裂 缝宽度及高强钢筋S-N曲线试验回归公式,可为高强混凝土梁设计提供一定的参考。     

负弯矩作用下钢-混组合梁的疲劳试验

介绍了钢-混组合梁在负弯矩作用下的疲劳性能。在两个钢-混组合梁结构上分别进行循环荷载下的疲劳试验,并只局限于初始开裂和稳定开裂。试验结果表明,循环荷载与初始荷载相等时,疲劳试验对梁刚度与裂缝形态的影响有限。然而,当循环荷载与稳定开裂荷载相等时,在初始静态试验时产生了大量的残余应力,造成了破裂,且梁的刚度减小而荷载周期增加。中期的静态试验证实了栓钉与周围混凝土的连接失效,栓钉的承载力随着荷载周期的增加而减小。此外,对经过疲劳测试的样本与未经过疲劳测试的样本进行最终的静态测试发现,循环荷载大于初裂荷载时,疲劳试验会降低梁的刚度及极限承载力。     

Fatigue tests on straight steel–concrete composite beams subjected to hogging moment

This paper describes the fatigue behavior of composite steel and concrete beams subjected to negative bending moment. Fatigue tests with repeated load limited to initial cracking and stabilized cracking, were performed on two steel–concrete composite beam substructures respectively. Test results indicated that when the repeated load was equivalent to the initial cracking load, the fatigue test had only limited influence on beam stiffness or crack patterns. However, when the repeated load was equivalent to the stabilized cracking load, a number of residual cracks occurred in the initial static test and the beam became less stiff as the load cycles increase. Failure of the bond between studs and surrounding concrete was confirmed in intermediate static tests; flexural stiffness of studs became smaller as the increase of load cycles. In addition, final static tests were performed on fatigue test specimens and another specimen without fatigue test. The comparison indicated that when the repeated load was larger than the initial cracking load, fatigue test could decrease beam stiffness and its ultimate load carrying capacity.     

框架中钢-混凝土组合梁等效弯曲刚度分析

框架体系中钢-混凝土组合梁在竖向荷载作用下的弯矩分布与其端部受到的转动约束条件密切相关,而在不同方向的弯矩作用下钢-混凝土组合梁截面的抗弯刚度又差异显著,要准确计算竖向荷载作用下组合梁的等效弯曲刚度必须充分考虑与其相连的梁柱变形对其端部产生的转动约束刚度。为此,采用分段刚度建立了框架中组合梁在竖向荷载作用下的等效刚度理论模型,以考虑不同梁端转动约束刚度和楼板开裂前后截面特性差异对组合梁等效刚度的影响。基于该理论模型进行大量参数分析,识别了影响组合梁等效弯曲刚度的两个关键参数：转动约束刚度与组合梁开裂后截面线刚度比和梁开裂前后截面刚度比,得到了随梁端转动约束刚度变化的组合梁在竖向荷载作用下等效弯曲刚度的计算式,在框架设计时可方便地用于组合梁的变形和内力计算。对比讨论了建议算式和现有公式的计算精度,并通过结构体系的非线性全过程分析对建议算式的合理性做了进一步的验证。理论分析和设计方法表明,组合梁在竖向均布荷载作用下的负弯矩区长度和等效弯曲刚度随梁端转动约束刚度变化显著,必须在设计中准确考虑。     

叠合整体式混凝土剪力墙轴心受压性能研究

通过对1个现浇和7个叠合整体式混凝土剪力墙足尺试件的轴心受压试验,考察了其在轴心荷载作用下的受力性能、破坏模态和承载力,分析高厚比、预制部分截面面积占全截面面积比例（预制率）和预制薄板板肋方向等因素对剪力墙试件轴心受压性能的影响。结果表明,叠合整体式混凝土剪力墙破坏模态分为叠合面开裂破坏和轴心受压破坏两种：叠合面开裂破坏前,有明显的开裂现象,破坏过程平缓,试件承载力较低;轴心受压破坏前,试件表面无明显的裂缝产生,破坏过程突然,承载力较高。墙体高厚比对试件的承载力影响不明显;预制率越高,压缩刚度越大,墙体竖向变形越小;预制薄板板肋对叠合墙受压性能影响较小。针对叠合整体式混凝土剪力墙轴心受压破坏模态,总结中、美两国规范及已有研究中的轴心受压构件承载力计算公式,给出了叠合整体式混凝土剪力墙的轴心受压承载力简化计算式,其计算值与试验值吻合较好。     

钢骨外框密肋复合墙体抗剪性能试验研究

通过对3片钢骨外框密肋复合墙体的伪静力试验,本文介绍了钢骨外框密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程,分析了墙体的破坏形式,探讨了墙体的抗剪承载力、开裂荷载等方面的性能。试验结果表明钢骨外框密肋复合墙体较普通密肋复合墙体抗剪承载力和开裂荷载高。根据试验数据结果,分析了剪跨比和钢骨外框对墙体抗剪承载力的影响,最后提出了钢骨外框密肋复合墙体抗剪承载力,通过计算结果与试验实测的对比,提出的公式较好地反映了实际试验结果。     

新型完全剪切连接钢筋混凝土组合扁梁受力性能试验

对一种新型钢筋混凝土组合扁梁一U形外包钢钢筋混凝土组合扁梁的受力性能进行了试验,共完成5根不同剪力连接形式的简支梁静荷试验,其中2根为部分剪力连接试件,3根为完全剪力连接试件.研究了不同的抗剪连接形式对组合扁梁整体工作性能和受力性能等方面的影响,对该组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析.结果表明,该组合扁梁具有良好的力学性能,在完全剪切连接情况下,该组合扁梁的截面应变近似符合平截面假定,抗弯刚度和承载力的计算可以忽略外包钢和其内部混凝土之间滑移效应的影响,其理论计算值与试验结果吻合良好.     

榫-钉连接木-混凝土组合梁受弯性能试验研究

为验证榫-钉连接的抗剪性能和组合性能,对榫-钉剪力连接件的推出试件以及采用该种连接的胶合木-混凝土组合梁分别进行了推出试验和弯曲试验。推出试验结果表明,榫-钉连接件的滑动刚度大、承载力高,同时也呈现出较为明显的脆性破坏。胶合木-混凝土组合梁由6个榫-钉剪力连接件连接。弯曲试验中测量了荷载、跨中挠度、木梁与混凝土板的应变以及端部和连接件处木梁与混凝土板的界面相对滑移。弯曲试验结果表明：木-混凝土组合梁的主要破坏模式为梁端木材的剪切破坏和木材的受弯破坏;采用榫-钉连接的木-混凝土组合梁的平均抗弯刚度达到了9.18×1012 N·mm2,较纯木梁提高了182.5%;其组合系数为69.7%,较传统螺钉连接的组合梁显著提升。因此,采用榫-钉连接的木-混凝土组合梁呈现出优异的抗弯刚度和承载力,有利于拓宽木-混凝土组合结构体系的应用范围,具有良好的应用前景。     

体外索钢箱——混凝土组合连续梁非线性结构性能试验研究

钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的开裂问题影响了这类组合结构向更大跨度的发展。针对这一问题,提出在钢箱-混凝土组合连续梁中施加体外索的新技术,研究施加体外索对增强钢箱一混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的抗裂能力,提高钢箱-混凝土组合连续梁弹塑性结构性能的有利作用。经对比试验表明,施加体外索后,钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区混凝土的开裂荷载提高2．8倍,组合连续梁的弹塑性抗弯刚度提高29．35％,承载力提高34．67％,结构性能显著提高。在试验研究基础上,分析钢箱-混凝土组合连续梁负弯矩区局部力学性能与整体非线性结构性能的关系,揭示体外索提高钢箱-混凝土组合连续梁弹塑性结构性能的力学实质,给出承载力计算建议。研究结果可作为体外索钢箱-混凝土组合连续梁工程应用和理论分析的参考。     

免拆超高性能混凝土模板钢筋混凝土梁的受力性能及短期刚度研究

通过4根采用免拆超高性能混凝土(UHPC)模板的钢筋混凝土(RC)梁与2根RC梁的对比试验，研究UHPC模板与后浇混凝土界面的黏结性能、保护层厚度对免拆UHPC模板RC梁的抗弯刚度和承载力的影响，结果表明：达到峰值荷载时，经过拉毛处理的预制UHPC模板与后浇混凝土界面未出现滑移；峰值荷载后至受拉钢筋达到其极限拉应变时，预制UHPC模板与后浇混凝土界面出现轻微剥离；保护层厚度为10mm的免拆UHPC模板RC梁的抗弯刚度和承载力略高于保护层厚度为20mm的梁；但在峰值荷载后，前者较后者的底部模板与后浇混凝土界面处较早地出现沿界面滑移；综合考虑，建议该类梁的保护层厚度取20mm较为合理。采用有效惯性矩法，基于平截面假定，建立了免拆UHPC模板RC梁的截面开裂弯矩和抗弯刚度计算式，计算值与试验值吻合较好。