FRP筋混凝土受弯构件挠度可靠度分析

依据蒙特卡洛法可靠度计算理论,借助MATLAB工具,基于规范给出的挠度正常极限状态下的功能函数,通过具体计算实例,逐一改变跨度、高度、配筋率、混凝土等级,分析各随机变量对挠度可靠指标的影响。计算结果表明:对FRP筋混凝土受弯构件挠度可靠指标的影响由大至小依次为配筋率、弯矩效应比、截面高度、有效跨度、混凝土强度;配筋率应作为FRP筋受弯构件设计的重要指标,控制在0.5%左右;控制FRP混凝土受弯构件的跨高比能有效增加挠度控制的可靠指标。     

部分再生混凝土梁的试验

为了研究部分再生骨料混凝土梁的力学性能,完成了5种配筋率共15根部分再生骨料混凝土梁的试验.试验结果表明平截面假定理论同样适用于部分再生骨料混凝土结构.部分再生骨料混凝土受弯构件的正截面承载力与普通混凝土受弯构件相比并没有降低,但是其刚度相对于普通混凝土受弯构件有所减小.通过分析得到了部分再生骨料混凝土受弯构件正截面承载力计算公式和受弯构件刚度计算的修正公式.给出了部分再生骨料混凝土轴心受压和偏心受压极限压应变以及梁最小配筋率的取值建议;通过ANSYS软件完成了部分再生骨料混凝土受弯构件的有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好.     

纵筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究

通过6根锈蚀程度不同的钢筋混凝土简支梁和2根无锈蚀对比梁抗剪性能试验,研究了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面破坏过程和特征,结果表明:纵筋锈蚀造成混凝土和钢筋之间粘结能力下降,纵筋和混凝土之间容易出现滑移,裂缝开展较快;纵筋锈蚀降低了受弯构件抗弯刚度和受剪承载力。     

考虑结构空间约束的现浇楼盖梁跨中受弯性能试验

为研究结构空间约束导致现浇钢筋混凝土楼盖梁跨中受弯承载力超强的机制,以楼盖梁在结构中的空间位置和配筋率为变量,设计12根上部架立筋不伸入支座的楼盖梁试件并开展跨中受弯静力试验,并基于建立经典混凝土理论的试验方法进行了4根简支梁对比试验。对梁试件破坏形态、承载力、变形能力、轴向伸长进行研究,结果表明:楼盖梁试件承载力与按受弯构件计算承载力之比为1.57~2.77,与相应矩形简支梁试件和T形简支梁试件承载力相比均有较大提高,超强程度与配筋率成反比;与简支梁试件相比,楼盖梁试件跨中截面破坏形态未因轴压力而发生显著改变,但楼盖梁试件延性降低;楼盖梁试件轴向伸长随挠度的增大而增大。将楼盖梁视为压弯构件,提出根据楼盖梁试验峰值荷载确定相应轴力和弯矩的方法。计算结果表明,楼盖梁试件跨中截面压弯状态弯矩与受弯状态弯矩的比值为1.28~2.19。楼盖梁试件有限元数值模拟结果表明,随着楼盖梁截面包含的楼板范围增大,轴力沿梁跨分布趋于均匀。     

钢筋混凝土受扭构件的构造

“钢筋混凝土受扭构件构造”专题研究组进行了76根素混凝土梁、25根少筋梁、39根超筋梁及17根适筋梁的破坏试验,对钢筋混凝土受扭构件的构造配筋界限、截面限制条件、最大和最小配筋率以及一般构造要求,进行了较深入的试验研究,提出了符合试验结果的有关建议,已被新的国家标准     

矩形截面无腹筋双向受弯约束梁抗剪强度的计算

土木建筑工程中有许多双向受弯构件,如承受风荷载的墙梁、框架的边梁等.目前对于双向受弯构件斜截面抗剪强度的研究尚涉及不多.本文对12根在集中荷载作用下的矩形截面无腹筋双向受弯约束梁进行了斜截面抗剪试验研究,探讨了其抗剪机理和抗剪性能.着重分析了四个影响抗剪强度的主要因素：荷载斜弯角、剪跨比、弯矩比、纵筋配筋率,提出了适用于矩形截面无腹筋双向受弯约束梁抗剪强度的计算方法.     

钢板混凝土受弯构件基本性能的研究

本文通过30根钢板混凝土受弯构件在不同的钢板厚度和不同的锚固型式下的试验研究,探讨了锚固件的合理型式和构件截面的应力应变特征以及破坏形态。最后提出了设计这种构件承戴能力的实用计算方法。     

足尺重组竹受弯构件的试验与理论分析

通过5个足尺重组竹受弯构件的试验与理论分析,详细研究了重组竹的抗弯性能。研究表明,重组竹受弯构件的典型破坏形态是底部竹纤维拉断和中性轴附近层间剪切破坏,重组竹受弯构件的设计由截面刚度控制,对应挠度限值L/250的荷载值PL/250与极限荷载Pmax的比值有较好的稳定性,通过回归建立了重组竹抗弯强度fm与弹性模量E的相关关系模型,弹性模量表达的刚度能够准确预测承载力;对于重组竹受弯构件,平截面假定依然成立;参考木结构设计计算方法,考虑竹材重组竹的材料特性,给出了重组竹受弯构件的计算方法,初步建议了重组竹抗弯强度设计值、顺纹抗剪强度设计值、弹性模量E的设计指标。     

玻璃纤维筋与钢筋混杂配筋柱正截面承载力

为了解决配筋率、偏心距和混杂配筋面积比对混凝土柱的破坏形式、影响侧向位移和柱正截面承载力计算的问题,采用构件试验的方法,对6根钢筋与玻璃纤维增强聚合物筋混杂配筋柱进行偏压试验。试验结果表明:混杂配筋柱最终破坏形式均为混凝土压碎且承载力较高,破坏前柱内玻璃纤维增强聚合物筋保持完好;通过合理配筋,柱延性及受拉玻璃纤维增强聚合物纵筋强度能够较好发挥;试验中玻璃纤维增强聚合物纵筋与混凝土截面应变分布符合平截面假定;同荷载时,柱侧向位移随配筋率增大而减小,随混杂配筋面积比(玻璃纤维增强聚合物与钢筋面积之比)和偏心距增大而增大。依据平截面假定,建立了混杂配筋柱正截面承载力公式,计算准度较高,供设计参考。     

考虑裂缝宽度限值的GFRP筋混凝土梁的设计方法

提出考虑裂缝宽度的GFRP筋混凝土梁极限承载力的设计方法。根据正常使用极限状态规定的梁裂缝宽度限值,设定受压区边缘混凝土的压应变;求出等效矩形应力图系数,分析截面应力应变关系;根据平衡条件,计算裂缝宽度限值确定的受拉筋材配筋率,并与平衡配筋率比较,取较大值作为GFRP筋混凝土梁中受拉筋材的配筋率。将计算得到的配筋率与实际试验构件采用的配筋率进行比较,其误差可以满足工程要求。考虑裂缝宽度的设计方法更能有效体现GFRP筋混凝土梁的实际工作状态,并具有安全可靠的承载力储备。     

体外预应力加固大跨度混凝土梁的试验研究

大跨度钢筋混凝土梁加固技术作为一门学科正在迅速发展,提出了许多切实可行的加固方法。以天津某加固改造工程为背景,通过对12根简支梁及6榀框架梁进行体外预应力加固试验,分析加固后梁体的承载能力及使用性能,提出了适合本工程的正截面抗弯承载力计算公式及力筋极限应力增量计算公式。结果表明混凝土梁采用体外预应力加固时,可以显著减小梁体跨中挠度及裂缝宽度;承载力极限状态下,可以显著提高梁体抗弯极限承载力;采用适量预应力筋,加固后梁体的破坏形态仍为适筋梁延性破坏等结论。     

钢玄武岩纤维复合筋混凝土梁受剪承载力试验研究

钢玄武岩纤维复合筋(SFCB)兼具钢筋的延性和玄武岩纤维的防腐性能,并具有显著的二次刚度,但弹性模量低于钢筋.SFCB作为纵向筋时可使混凝土构件的受弯性能具有二次刚度,但构件的受剪承载力会低于钢筋混凝土梁.为深入研究SFCB作为纵筋时混凝土梁的受剪性能,以纵筋筋材种类、构件剪跨比为试验参数,进行梁的四点加载试验.详细分...     

梁侧锚钢加固钢筋混凝土梁火灾后受剪性能

为了研究梁侧锚钢加固钢筋混凝土梁（BSP梁）受火后的受剪性能,对1根未加固的对比梁、2根BSP常温梁和2根BSP高温梁进行四点弯曲受剪试验.考察各试件的破坏模式、荷载-挠度曲线、钢筋和钢板应变等情况,分析钢板宽度、植筋胶类型和是否受火对BSP试件受剪承载力、刚度、延性的影响.结果表明：受火后BSP梁的受剪承载力、延性和刚度明显降低;增大钢板宽度可以有效提高火灾后BSP梁的受剪承载力和延性,使试件由脆性的剪压破坏向延性的弯曲破坏转变;氯氧镁水泥作为植筋胶在提高常温试件受剪承载力和延性方面比HIT-RE 500更有效,但在提高刚度方面效果略低.     

爆炸荷载下装配式钢筋混凝土梁动力响应及抗爆性能研究

为了研究灌浆套筒连接的装配式钢筋混凝土梁的抗爆性能,建立了装配式钢筋混凝土梁的数值模型,采用多物质流固耦合算法,分析装配式钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的破坏形态和动态响应,通过参数化分析方法,研究了混凝土强度和纵筋配筋率以及炸药位置等因素对装配式梁抗爆性能的影响。结果表明:对于装配式钢筋混凝土梁,由于拼装位置处存在新旧混凝土的薄弱接触面,在爆炸荷载下应力波在梁内传递性能减弱,冲击力不能有效地传递给梁两侧,导致局部发生较严重的脆性破坏。提高混凝土强度和纵筋配筋率、改变炸药爆炸位置均能改善装配式钢筋混凝土梁的抗爆性能。     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯刚度试验

为了进一步研究高强钢筋混凝土梁的刚度计算方法,进行了15根HRB500级钢筋混凝土简支梁及2根HRB335级钢筋混凝土对比梁的试验,详细分析了HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能。结果表明：HRB500级钢筋混凝土简支梁正截面符合平截面假定,实测挠度比现行规范计算值略大,相对误差在6%左右,根据该试验和收集的部分高强钢筋混凝土梁的试验数据分析结果,提出了修正后适合HRB500级钢筋混凝土梁的刚度公式,且采用该修正后的公式计算HRB500级钢筋混凝土梁的跨中挠度具有更高的精度。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能数值模拟

采用DIANA有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,同时根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋-混凝土界面的性能退化模型,通过试验验证了模型在锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能分析中的实用性。在此基础上,对锈蚀梁的梁拱作用转换和不均匀锈蚀梁的受力性能进行了数值模拟。结果表明：在钢筋端部锚固良好的情况下,剪弯段黏结破坏引起锈蚀梁的受力机制由梁作用向拱作用转换,且最终导致梁在使用荷载下的抗弯刚度降低34％～44％;纵向不均匀锈蚀梁的抗弯性能评价可简化为全跨均匀锈蚀梁,且计算承载力时宜取不均匀分布锈蚀率的最大值,计算刚度时宜取其平均值。     

碳纤维布不同加固方式对木梁承载力影响试验研究

为研究碳纤维布(CFRP)对矩形木梁的加固效果,采用CFRP包裹9根矩形木梁进行抗弯、抗剪性能的试验。本文分析不同CFRP加固层数、不同加固方式对木梁承载力性能的影响,获得了试件的破坏形态、极限承载力、荷载-挠度关系和应变分布等。结果表明：加固梁在变形过程中符合平截面假定,CFRP改变了木梁的脆性破坏模式,其受压区有明显的塑性变形段,提高了木梁的抗弯、抗剪性能,极限承载力提高最高为为55.1%,试件的刚度和延性也同时得到改善,采用CFRP加固增强木梁性能的方法是行之有效的。     

混杂纤维加固混凝土梁抗弯性能试验研究

考虑纤维加固量、加固位置以及加载方式等影响因素,设计制作了10根纤维材料加固梁,研究混杂纤维(HFRP)加固混凝土梁的抗弯性能和加固效益.结果表明：HFRP加固梁不仅能提高碳纤维(CFRP)的强度利用率,而且能较好地发挥玻璃纤维(GFRP)的延伸率,从而同时提高加固梁的抗弯承载力和延性;采用侧面加固方法与底面加固方法补...     

纤维织物增强高延性混凝土加固RC梁的受弯性能

为了提高钢筋混凝土（RC）梁的受弯承载力,采用纤维织物增强高延性混凝土（TRHDC）对RC梁进行受弯加固,设计2个对比试件和8个TRHDC加固试件.通过四点弯曲试验,研究纵筋配筋率、织物层数和持载水平对RC梁受弯性能的影响.试验结果表明：TRHDC加固梁均发生纵筋屈服、织物被拉断、受压区混凝土被压碎的弯曲破坏;纵筋配筋率为0.93%的TRHDC加固梁在纵筋与混凝土界面出现脱黏裂缝.与RC梁相比,TRHDC加固使梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载显著提高,最大提高幅度分别为1.61倍、65.9%和39.2%,裂缝发展被有效限制,但RC梁的位移延性系数降低2.6%～74.5%.增加织物层数将使加固梁的屈服荷载和峰值荷载的提高幅度非线性增加,该变化与纵筋配筋率有关;当持载水平由对比梁屈服荷载的50%升至80%时,加固梁的屈服荷载减小8.6%,峰值荷载及相应挠度分别增大3.2%和13.9%.提出TRHDC加固层滞后应变和TRHDC加固梁受弯承载力的计算方法,所得计算结果与试验结果吻合良好.