混凝土厚板静态破碎试验研究

为考察孔深和外围孔与内孔灌入破碎剂浆体的间隔时间对混凝土厚板静态破碎效果的影响,开展了7个混凝土厚板试件的静态破碎试验。垂直于厚板顶面钻孔,并在破碎前沿孔连线及其延长线方向双向切断厚板上部纵筋。试验结果表明：孔深小于板厚的70%时,破碎剂浆体结硬膨胀引起的裂缝已无法向下延伸至厚板底部;孔深由板厚的70%增至90%时,破碎效果逐渐提高,但破碎后形成块体的最小短边尺寸和最大长边尺寸相近,孔深为板厚的80%时,破碎后形成块体的数量最多;先外围孔灌入破碎剂浆体,经历一段时间浆体结硬膨胀后再向内孔灌入破碎剂浆体,与所有钻孔同时灌入破碎剂浆体相比,破碎效果提高,其中对外围区域的提高比对内部区域的提高明显,此外,破碎后形成块体的数量、最小短边尺寸和最大长边尺寸相近。基于试验结果,给出如下建议：破碎混凝土厚板时,孔深应取为板厚的80%;宜采用先外围孔灌入破碎剂浆体,待外围孔内浆体结硬膨胀后再向内孔灌入破碎剂浆体的方法。     

对混凝土剪力墙静态破碎效果的试验研究

为考察成孔方式、剪力墙厚度等对混凝土剪力墙静态破碎效果的影响,开展了9片混凝土剪力墙试件的静态破碎试验。采用倾斜向下斜交于墙片侧面打孔、注入静态破碎剂进行破碎和竖直向下垂直于墙片顶面打孔、注入静态破碎剂进行破碎这两种破碎方案。为提高破碎效果,在墙片侧面打孔后用锯片切断钻孔侧的竖向分布钢筋,在墙片顶面打孔后用锯片切断两侧的水平分布钢筋。试验结果表明:采用这两种破碎方案,破碎后产生的块体短边尺寸为孔间距或者孔边距;倾斜向下斜交于墙片侧面打孔并注入静态破碎剂后,试件的割缝平均宽度随墙片厚度的增加逐渐增大;竖直向下垂直于墙片顶面打孔并注入静态破碎剂后,试件的割缝平均宽度与墙厚无关;破碎效果的先后顺序为:竖直向下垂直于墙片顶面打孔并切断两侧水平分布钢筋竖直向下垂直于墙片顶面打孔不切断钢筋倾斜向下斜交于墙片侧面打孔并切断钻孔侧竖向分布钢筋。     

对混凝土柱静态破碎效果的分析

为考察混凝土强度及是否割断箍筋对柱静态破碎效果的影响,对不同强度等级的8个混凝土柱在柱顶沿柱高钻孔并注入静态破碎剂浆体,其中4个试件在孔侧面割断箍筋,使用裂缝的平均宽度之和表示试件的破碎效果.试验结果表明:试件的破碎效果随着混凝土强度的提高而降低,不割断箍筋的试件,破碎效果的降低幅度逐渐增大,割断箍筋的试件,破碎效果的...     

静态破碎剂对钢管径向膨胀压应力试验

为考察静态破碎过程中径向膨胀压应力沿孔深方向的分布,探究孔径、孔深、约束程度对径向膨胀压应力大小的影响规律,利用无缝钢管模拟钻孔,采用电阻应变片法测量了静态破碎剂在结硬过程中对21个试件的径向膨胀压应力.根据“钢管混凝土套箍理论”,将钢管截面面积与静态破碎剂截面面积的比值定义为约束程度.试验结果表明:静态破碎剂产生的径向膨胀压应力沿孔深方向并非均匀分布,一般钻孔中部和底部的膨胀压应力大于上部;孔径越大,孔底部与上部的径向膨胀压应力相差越大,相同时间内孔中部和底部所能达到的膨胀压应力越大,孔口溢出的破碎剂越多;孔深和约束程度对膨胀压应力的发展速度影响不大,孔中部和底部静态破碎剂所产生的膨胀压应力随着孔深或约束程度的增大而增大;选用合适孔深、较大孔径更有利于静态破碎剂发挥其膨胀潜力.     

高压脉冲放电破碎混凝土梁试验

对15根混凝土梁进行了液中高压脉冲放电破碎试验。通过液电效应和液中铜丝爆炸对混凝土梁破碎效果的比对分析,确定了液中铜丝爆炸为高压脉冲放电的优选方案。试验参数为混凝土强度、梁钻孔孔径、孔间距、高压脉冲放电电压和放电铜丝根数。结果表明：混凝土梁的破碎效果随放电电压的提高和放电铜丝根数的增多而明显提高,随混凝土强度的降低而略有提高。在其他参数相同的情况下,钻孔孔径为40 mm的混凝土梁比钻孔孔径为50 mm的混凝土梁破碎效果好;钻孔间距为300 mm的混凝土梁比钻孔间距为400 mm的混凝土梁破碎效果好。根据试验结果建立了混凝土梁破坏程度（即梁侧混凝土裂缝宽度）与输出电压、放电铜丝根数、混凝土强度等关键参数间的数学表达。     

足尺寸GFRP筋HFRC柱的轴压性能与理论研究

为了研究玻璃纤维增强聚合物( glass fiber reinforced polymer, GFRP )筋混杂纤维混凝土( hybrid fiber reinforced concrete,HFRC)柱的轴压性能,进行了5个GFRP筋HFRC柱和1个未配筋HFRC柱的轴压试验,分析了GFRP箍筋间距和纵筋配筋率对GFRP筋HFRC柱轴压性能的影响规律。结果表明：提高GFRP纵筋配筋率可以提高试件的承载力,箍筋间距小的试件的延性明显高于箍筋间距大的试件。根据试验数据回归出了GFRP筋HFRC柱峰值应力、峰值应变以及承载力的计算公式。     

GFRP筋纤维混凝土圆柱轴压性能研究

为研究配筋种类、纵筋配筋率、箍筋间距和箍筋直径对纤维混凝土柱轴压性能的影响,对7个玻璃纤维增强聚合物、筋聚乙烯醇纤维混凝土柱、1个钢筋PVA纤维混凝土柱和1个未配筋PVA纤维混凝土柱进行轴压试验。通过研究试件的破坏过程和破坏形态,建立了轴压承载力、峰值强度、峰值应变计算公式,得到适合GFRP筋约束纤维混凝土的轴压应力-应变本构模型。研究结果表明:GFRP筋纤维混凝土柱和钢筋纤维混凝土柱破坏过程和破坏形态相似;提高GFRP纵筋配筋率能显著提高试件轴压承载力;减小箍筋间距或保持配箍率不变时减小箍筋直径能显著提高试件延性,但对约束效率的提高作用较小。     

配置高强钢筋的高强混凝土轴压柱承载力计算分析

通过对12个配置不同箍筋间距、箍筋强度、纵筋强度以及混凝土强度的轴压短柱进行非线性有限元分析,对其承载力进行了研究,比较了箍筋的强度、间距、纵筋强度以及混凝土强度等因素对其承载力的影响,结果表明:采用密排高强箍筋约束混凝土是提高混凝土轴向承载力的有效措施,即箍筋间距较小、强度较高的约束混凝土构件具有较好的受力性能.     

约束再生混凝土足尺试件受压应力-应变全曲线试验研究

为研究箍筋约束再生混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,对9个直径为500mm、高度为1500mm的再生混凝土圆形柱进行试验,采用20000kN伺服液压试验机进行位移控制加载。试验参数主要为纵筋率、箍筋间距与直径、加载应变速率。试验结果表明,箍筋间距、配箍率对试件延性影响较大。当加载应变速率由0.000003/s增大到0.0033/s时,试件的峰值应力增大1.14倍。分析表明,再生混凝土应力-应变全曲线与普通混凝土类似,但下降段较普通混凝土陡峭,脆性更为明显。     

配筋钢管混凝土短柱中环向箍筋的受力机理

通过轴压试验和数值模拟手段,研究了箍筋对配筋钢管混凝土轴压短柱(R-CFST)力学性能的影响机理及承载力计算方法,旨在提出R-CFST设计方法和了解R-CFST施工时能否适当减少箍筋用量以降低成本。试验参数有平行式和螺旋式两种箍筋形式,其中平行式箍筋有三种间距,共准备4组8根R-CFST和3根钢管混凝土试件。试件在受力性能、承载力、断裂韧性、延性、套箍效应和破坏模式等方面的分析结果表明：构件在最大荷载前的受力特性和承载力与箍筋间距和形式无关,承载力计算时可不予考虑;平行式箍筋纵向间距的变化不会对构件的力学性能产生明显影响,因而推荐使用较大的箍筋间距以获得较好的经济效益;螺旋式箍筋有助于提高构件最大荷载后的受力性能,尤其是对延性的提高作用更为显著,因而推荐使用螺旋式箍筋以获得构件较好的延性和抗震性能。在试验结果的基础上,进行了数值分析研究,提出了可靠和有效的核心混凝土本构方程和此类构件的数值模拟方法,结合模拟结果进一步验证了试验结论的准确性。最后,对R-CFST的承载力计算方法展开了研究,发现美国规范给出的公式是过于保守的,充分分析后提出了与我国规范的设计习惯相匹配的R-CFST承载力计算公式,与实验结果对比分析表明提出的公式可以用于工程设计。     

复合螺旋箍筋约束混凝土柱偏压性能试验

采用复合螺旋箍筋约束混凝土柱,能在提高混凝土核心强度的同时,实现高延性,可支撑高地震设防烈度区重要结构的设计建造.以箍筋间距与轴向力偏心距为基本参数,完成了6根复合螺旋箍筋约束混凝土柱偏心受压试验,并与同条件下两类常规复合箍筋柱进行对比.获得了轴向力-侧向变形关系、轴向力-箍筋应变关系及轴向力-压区边缘混凝土压应变关系等,发现不同螺距/间距及偏心距下试验柱先后出现纵筋屈服与混凝土压碎的破坏模式.试验结果表明,破坏时采用不高于80 mm螺距/间距的复合螺旋箍筋柱正截面承载力及以柱高中点侧移定义的位移延性系数较常规螺旋箍筋柱有一定提高.结合试验结果,发现偏压复合螺旋箍筋柱破坏机制与螺旋箍筋强核心约束和外围方形箍筋次约束的复合作用明显相关,破坏主要是核心螺旋箍筋约束失效后混凝土压碎引起,而外围复合箍筋在峰值荷载后对混凝土仍具有一定约束作用.基于破坏机制,区分了两类约束区对柱承载力贡献,提出了复合螺旋箍筋柱偏压承载力计算方法.     

Acor/Al <1.35和Ab扩展到边梁侧面时混凝土局压试验

完成了11个Acor/Al为0～1.316的配置螺旋式间接钢筋的试件和12个模拟预应力梁在边梁侧面锚固的试件的局部受压试验.获得了Acor/Al1.35时的混凝土局部受压承载力计算方法.这个方法的思路是将现行规范局压承载力计算公式中间接钢筋贡献项乘以间接钢筋强度折减系数λ,而且当Acor/Al1时将公式中配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数βcor取为1,将间接钢筋对局压承载力贡献项中的局部受压净面积Aln以净核心面积Acor,n代替.λ与Ab/Al、Acor/Al两个比值有关,且随着两比值乘积的增大而增大.指出了当局部受压计算底面积探出预应力梁侧以外的尺寸与边梁宽度的比值≤2、边梁宽度不小于局压面积短边尺寸时,边梁侧面可按现行规范作为局部受压计算底面积的一部分,并可按照相应公式进行局压承载力计算.     

梁通柱断式方钢管混凝土节点抗震性能试验研究

研究梁通柱断式方钢管混凝土中节点在低周反复荷载作用下的受力性能和抗震性能.该种节点在节点区中断柱的外钢管,使钢筋混凝土梁的纵筋在节点直通.在节点区设置芯钢管、密排箍筋、竖向短筋连系上下钢管混凝土柱.通过2个缩尺模型试件的拟静力试验,得到节点试件的破坏过程、破坏形态、试件滞回曲线和试件各组成部分的荷载-应变关系.试验结果表明:该种节点在低周反复荷载作用下性能良好.试件破坏发生在梁根部,节点区尚有较大承载潜力,试件的耗能性能、位移延性良好.轴压比的增大对于承载力有提高作用,但耗能能力和位移延性有降低趋势.     

锈蚀钢筋混凝土简支梁受剪承载力计算

采用桁架~拱模型推导了箍筋和纵筋锈蚀的简支梁斜截面受剪承载力理论计算公式,该公式较好地考虑了剪跨比、配箍率、箍筋锈蚀程度、纵筋锈蚀程度对锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪承载力的影响,与试验结果符合较好。进一步提出了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪承载力实用简化计算公式,与试验结果对比表明简化计算公式合理,可供工程应用参考。     

高强钢筋高强混凝土剪力墙抗震性能试验

目的 研究高强混凝土剪力墙的抗震性能、破坏形式和机理.方法 通过在剪力墙中配置高强钢筋,利用高强钢筋高强度、低松弛、强握裹力以及良好塑性性能等特点,增强对高强混凝土的约束,提高高强混凝土剪力墙的承栽和变形能力.通过5片高强混凝土剪力墙试件的拟静力试验,研究不同的混凝土强度、轴压比和剪跨比等参数对其抗震性能的影响.将1 280MPa预应力钢棒作为箍筋和纵筋配置在剪力墙的边部约束构件(暗柱)以及墙体的分布钢筋中.通过对比研究配置高强钢筋对高强混凝土剪力墙抗震性能的提高效果.结果 明确了高强混凝土剪力墙的不同破坏形态和过程,得出了影响高强混凝土剪力墙抗震性能的主要因素和影响规律.位移延性系数可达3.9,满足结构抗震要求.结论 试验结果 证明在高强混凝土中合理适当地配置高强钢筋,可增强其变形能力.     

约束混凝土柱配置高强纵筋小偏压性能分析

采用高强箍筋能够对高强混凝土形成有效约束并大幅提高其变形能力,为受压构件中配置高强度纵筋奠定了基础。本文提出采用高强度钢筋（500 MPa 以上）作为高强箍筋约束高强混凝土柱中的纵筋。首先对建立的有限元模型与相同参数下的试验结果进行对比,验证了模型的准确性;然后,采用有限元方法分析了箍筋间距、纵向钢筋配筋率对纵筋应力水平、混凝土强度的影响,结果表明合理的选择箍筋间距,高强纵筋在构件中可发挥较好的作用;最后,探讨了纵向钢筋强度与构件承载力之间的关系,为约束混凝土柱中配置高强纵筋的理论研究与应用提供了参考。