钢筋混凝土结构裂缝相似率试验研究

通过6组18根不同比尺的钢筋混凝土简支梁的模型试验,对不同比尺、不同钢筋根数及不同钢筋形式的模型之间的裂缝相似规律进行了探讨.试验结果表明:在使用荷载下,钢筋混凝土简支梁的裂缝相似率并不等于几何相似比λ;当钢筋根数及形式相同时,不同模型比尺下的钢筋混凝土简支梁的裂缝宽度、裂缝条数及裂缝间距的相似率,均约等于模型几何相似比的平方根λ;当钢筋根数及形式不同时,裂缝条数及裂缝间距的相似率仍然约等于λ,而裂缝宽度的相似率近似与λ成正比,但应同时考虑钢筋根数与钢筋表面形状对裂缝宽度相似率的影响.上述研究成果有益于合理利用钢筋混凝土结构模型试验的结果来预测和评判原型结构的裂缝开展情况,及建立更为合理的裂缝宽度计算公式.     

钢筋混凝土受弯构件正截面抗裂相似性研究

 引入结构仿真模型试验相似理论,提出了钢筋混凝土受弯构件正截面抗裂弯矩的相似比计算方法。根据试验研究成果提出了考虑截面高度、混凝土保护层厚度与配筋率等参数的截面抵抗矩塑性系数计算公式。通过大型钢筋混凝土梁及其模型试验梁的正截面抗裂弯矩对比试验,证明所提公式可用于原型和模型构件之间正截面的抗裂换算,为模型试验设计提供了科研依据。     

基于粘结滑移的衬砌裂缝宽度计算模型研究

基于粘结滑移理论提出了一种“实体单元-影子节点-梁单元”的传力体系。以某一模型试验为例,将钢筋混凝土衬砌采用分离式建模并构建此传力体系。通过有限元计算求得受力钢筋的应力,结合规范的计算公式求出裂缝的最大宽度。与试验结果进行对比,验证了有限元建模运用此传力体系并结合规范公式计算最大裂缝宽度的可行性,可为同类工程最大裂缝宽度提供一种新的计算方法。     

预应力CFRP加固再生混凝土梁裂缝分析

以7根预应力CFRP加固钢筋再生混凝土梁为研究对象,对再生混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式进行参数修正,提出预应力CFRP加固再生钢筋混凝土梁最大裂缝宽度的计算公式,结果表明计算值与试验值误差较小,吻合良好。     

玻璃纤维聚合物筋混凝土梁裂缝和挠度的特点及计算方法

通过62根玻璃纤维聚合物筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的弯曲试验，探讨了玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的正截面受力性能。以这些试验结果为基础，本文重点分析了玻璃纤维聚合物筋类型、配筋率对裂缝间距、宽度以及梁挠度的影响，建议了适合于玻璃纤维聚合物筋混凝土梁特点的裂缝宽度和挠度的计算方法。     

纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土受弯梁的抗裂性能研究

采用纤维编织网增强混凝土(TRC)这种新型材料对结构进行修补加固不仅可以改善结构的性能,而且可以几乎不增加结构的截面尺寸。为了评估TRC增强钢筋混凝土构件的抗裂能力,分别对14根不同情况的梁进行弯曲试验。结果表明,在钢筋混凝土梁配筋率一定的情况下,提高TRC层中的配网率可以有效地延缓梁上主裂缝的发展,减小裂缝的宽度和间距;纤维编织网的表面粘砂处理能更好发挥纤维编织网的约束能力,从而有效减小梁受拉区底面的最大裂缝宽度。精细混凝土中掺加聚丙烯纤维有助于提高梁的起裂荷载和减小梁正常使用阶段的裂缝宽度,有助于改善精细混凝土的韧性。新老混凝土界面植入U型抗剪销钉可以提高增强后梁的整体刚度,从而提高其抗裂性能;而涂抹界面剂的作用不明显。最后,基于钢筋混凝土结构的裂缝间距和宽度计算理论,定性地分析了纤维编织网对钢筋混凝土结构裂缝计算中控制参数的影响。     

钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度计算研究

 基于混凝土结构基本理论，结合大比尺结构模型试验，采用较合理的平均裂缝宽度计算模式和裂缝截面处钢筋应力计算方法，建立了新的钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝宽度计算方法。算例表明，此方法力学概念明确，使用方便，计算结果与实测值吻合。     

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度数学模型

从计算具有混凝土径向裂缝的管道结构位移出发，导出了计算钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度的半解析，半经验的实用数学模型，经与１：１比尺真实材料结构模型试验结果相对照，计算值与试验符合良好，文中还给出了算例并讨论了控制裂缝宽度的途径。     

水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算研究

为了研究水工混凝土构件配置高强钢筋后裂缝计算公式,从而对《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)中裂缝计算公式修正提供参考,本文对32根高强钢筋混凝土梁进行了受弯试验研究,分析其裂缝发展性能,结合收集到的其他研究者同类试验裂缝数据共计167组,从水工角度对该类构件的裂缝宽度计算进行了统计分析。结果表明:此类高强钢筋混凝土构件裂缝发展规律同普通钢筋混凝土构件相同。但是,构件短期效应下最大裂缝宽度实测值大于2008水工规范计算值。为此,本文基于以上试验数据给出了与试验数据符合良好的裂缝宽度计算公式。这些公式不仅可以用于配置高强钢筋水工混凝土构件的裂缝计算,而且还可以作为《水工混凝土结构设计规范》修订参考。     

截面高度对钢筋混凝土梁裂缝分布影响的试验研究

为建立混凝土结构裂缝验算的统一公式,通过试验研究了截面高度对钢筋混凝土简支梁裂缝分布形态、裂缝间距和裂缝宽度的影响规律。根据裂缝的产生机理、延伸发展特征和宽度变化规律提出了分型统计的原则,进行各类型裂缝数量、平均裂缝间距、平均裂缝宽度及最大裂缝宽度分布规律的分型统计分析。明确了结构设计中裂缝宽度验算对应的裂缝形态特征的物理意义,即该裂缝为在后续各级荷载作用下,因开裂截面钢筋拉应力和混凝土受拉区高度的持续增大而得以持续延伸到中和轴附近的主裂缝。提出了以纵向受拉钢筋直径为变量的有效受拉截面高度的计算方法,提出了考虑截面高度与有效配筋指数耦合影响的平均裂缝间距计算模式。     

无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝宽度计算的试验研究

本文给出了矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝宽度的试验结果.在此基础上，结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果，提出了裂缝宽度计算公式.经与试验结果验证知，这些公式计算精度较高，可满足工程设计要求.     

钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂度的计算方法

通过对28根深梁的试验研究，探讨了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比等因素对钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的影响，以及达到全截面加入钢纤维对抗裂度增强效果的钢纤维混凝土层厚。试验表明：深梁的抗裂度随钢纤维体积率的增加而增大，当钢纤维体积率ρf=20%时，正截面可提高80%左右，斜截面抗裂度可提高50%左右，当钢纤维混凝土层厚达到深梁高度的0.6倍时，可 达到全截面加入钢纤维对抗裂度的增强效果。提出了与普通钢筋混凝土深梁和钢筋钢纤维混凝土深梁相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的计算公式。     

钢筋混凝土三点弯曲梁断裂韧度计算模型

基于虚拟裂缝模型,针对钢筋混凝土试件在三点弯曲作用下开裂截面的受力特征,在合理假定的前提下,给出了一种计算钢筋混凝土三点弯曲梁的失稳断裂韧度的解析方法。然后,应用该方法计算了初始缝高比 α₀（初始裂缝长度与试件高度的比值）分别为0.2,0.3,0.4,0.5的三点弯曲试件的最大荷载和临界有效裂缝长度,进而求得了钢筋混凝土三点弯曲梁的失稳断裂韧度。通过对计算结果与试验数据的误差分析,发现失稳断裂韧度最大误差为4.915%,说明这种方法可以较为准确地预测三点弯曲梁的失稳断裂韧度。在此基础上研究了初始缝高比 α₀对失稳断裂韧度的影响,发现失稳断裂韧度基本上不随 α₀ 变化,失稳断裂韧度可以作为材料常数,应用于裂缝扩展状态的判断。     

氯盐侵蚀下TRC加固承载RC受弯梁抗裂性能

进一步完善对纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)加固受弯梁的研究,考虑了干湿循环及其与弯曲应力耦合作用对TRC加固承载RC梁抗裂性能的影响。采用四点弯曲加载的方式,对加固梁进行分级加载,分析了上述因素对加固梁的裂缝分布及发展情况的影响。研究表明:随着干湿循环次数的增加,TRC的限裂性能有所减弱,裂缝发展加快,最大裂缝宽度增大;随着弯曲应力的增大,梁的延性减弱,裂缝开展加快,最大裂缝宽度增大;承载加固对在较高弯曲应力水平情况下的梁影响较大,弯曲应力越大,对TRC和老混凝土之间的界面性能影响越大,一定程度上影响了TRC的抗裂性能。     

钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道裂缝宽度的计算

本文通过4个钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道的模型试验，研究了钢纤维自应力混凝土对压力管道裂缝控制的影响因素，近似地将外包混凝土看作是轴心受拉构件，采用与现有混凝土规范相对应的模式提出了钢纤维自应力混凝土压力管道的裂缝宽度计算方法。试验表明，该裂缝宽度计算模型物理力学意义表达明确，利用钢纤维和自应力混凝土可以有效地降低管道外包混凝土的裂缝宽度，且试验结果与本文公式计算结果吻合良好。