全FRP筋增强混凝土梁抗剪性能综述

钢筋锈蚀导致混凝土结构性能下降,使用寿命缩短.纤维增强复合(FRP)筋具有高抗拉强度和优异的耐腐蚀性能,在部分结构中可代替钢筋,以提升混凝土结构的耐久性.将FRP筋应用于混凝土结构中是未来发展的重要方向,但目前关于其抗剪性能及抗剪机理尚未阐述清楚.本文对国内外关于FRP筋混凝土梁的抗剪性能研究进行了总结与分析.     

预应力CFRP筋混凝土梁受剪性能试验研究

FRP筋是一种新型预应力筋材,具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点,但是其横向剪切强度相对较低,这会影响预应力FRP筋混凝土梁的受剪承载力。通过27根混凝土梁的受剪试验,研究了预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态,以及各种参数对其受剪承载力的影响,并与钢绞线预应力混凝土梁的受剪试验结果进行了比较。研究结果表明：预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态有两种：斜压破坏和剪压破坏;剪跨比和配箍率是影响预应力CFRP筋混凝土梁受剪承载力的主要因素;有粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受剪承载力比无粘结预应力CFRP筋混凝土梁要大15%左右;通过引入反映预应力筋种类和粘结条件的2个参数,提出了预应力FRP筋混凝土梁的简化受剪承载力计算式,计算结果与试验数据吻合较好。     

玄武岩筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究

玄武岩筋和无机聚合物混凝土都具有良好的耐久性能。通过玄武岩筋无机聚合物混凝土有腹筋梁的抗剪性能试验,获得了梁的破坏形态和裂缝开展情况;研究了试验梁荷载与挠度的关系;探讨了配箍率与剪跨比对其抗剪承载力的影响。结果表明:在剪跨比为1.5、2.0、2.5时,BFRP筋无机聚合物混凝土梁均发生剪压破坏;剪跨比λ=2.0、2.5的试验梁相比λ=1.5的试验梁开裂荷载分别降低10%、20%,极限荷载分别降低3.9%、29.4%;箍筋间距S=100、150 mm的试验梁相比S=80 mm的试验梁极限荷载分别降低6.6%、15.1%;混凝土梁开裂前,挠度增长缓慢,开裂后增长较快,表现为荷载-挠度曲线呈折线变化。     

再生混凝土无腹筋梁抗剪承载力试验研究

通过对不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗剪试验,研究了再生混凝土无腹筋梁斜截面受力全过程和抗剪性能。试验结果表明,再生混凝土无腹筋梁的破坏形式和受力机理与普通混凝土无腹筋梁相似,再生混凝土无腹筋梁的破坏荷载略低于普通混凝土无腹筋梁。在试验研究的基础上,提出了再生混凝土无腹筋梁斜截面抗剪承载力计算公式。     

自密实混凝土梁抗剪性能试验研究

针对自密实钢筋混凝土梁的塑性开裂问题,提出了在自密实混凝土无腹筋梁中加入钢纤维,以约束混凝土内部裂隙扩展,从而提高其抗剪承载力。通过试验进行了钢纤维掺入量对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力的影响规律研究。结果表明:当钢纤维体积率低于0.5%时,钢纤维对梁抗剪承载力的影响很小;当钢纤维体积率在0.5%～2%时,梁的开裂裂隙数量减少、裂隙长度缩短、分布范围减小,钢纤维明显提高了梁的抗剪承载力和延展塑变性能;值得指出的是,当钢纤维体积率超过1.5%后,梁抗剪能力的增长趋于平缓。     

500MPa钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪试验研究

为了研究高强钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪性能,进行了6根不同剪跨比梁在集中荷载下抗剪性能试验。观察了试件从裂缝出现到失去承载力全过程的试验现象,分析了试件在各级荷载下的纵筋应变值、挠度值以及抗剪承载力。将抗剪强度试验结果与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算结果进行了比较分析,结果表明:借用GB 50010—2010公式计算小剪跨比和大剪跨比的无腹筋双高钢筋混凝土试件梁抗剪强度与实测抗剪强度出入较大。     

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。     

纤维替代箍筋自密实混凝土T型梁抗剪性能试验研究

通过对8根混杂纤维与不同箍筋的钢筋自密实混凝土简支T型梁在对称集中荷载作用下的抗剪试验,分析不同纤维类型和掺量、箍筋直径、间距及强度等参数对混凝土T型梁极限抗剪承载力、剪力-位移曲线、纵筋应变和破坏形态的影响。研究表明:掺入纤维可显著提高混凝土T型梁的极限剪力,限制纵筋应变发展,延缓裂缝出现和发展;在相同剪跨比的情况下,将T型梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏;钢纤维或混杂纤维能够部分替代箍筋,纤维与箍筋共同作用时,可减小原设计梁中箍筋的配箍率或降低箍筋的强度。     

嵌贴CFRP板条加固混凝土梁抗剪性能试验研究

通过试验的方法,对表层嵌贴CFRP（碳纤维增强塑料）板条后钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了研究,并与未加固的构件进行了对比,试验研究表明,采用表层嵌贴法加固可以有效提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力及刚度,抑制斜裂缝的产生和发展,减小裂缝宽度,提高混凝土梁的变形能力,改善其受力性能。     

配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能试验研究

目前国内外有代表性的混凝土结构设计规范对配置三向预应力混凝土箱梁的抗剪设计均未考虑竖向预应力对梁抗剪承载能力的影响,并对梁内抗剪钢筋的抗拉设计强度取值进行了限制,是否合适值得重新审视。对4片配置高强竖向预应力筋混凝土工字梁的抗剪性能进行了试验研究,主要研究纵向和竖向预应力的施加对配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能的影响以及试验梁剪切破坏时高强竖向预应力筋的强度发挥水平。结果表明:就所研究的情形而言,施加3.2MPa竖向预压应力可使梁斜截面开裂荷载提高约22%、临界斜裂缝倾角增加约17°、抗剪承载能力提高约30%。剪切破坏时,竖向预应力筋是否张拉对加载过程中抗剪钢筋的应变增量影响很小,未张拉的竖向抗剪钢筋内最大应力为713MPa,预张拉后,抗剪钢筋最大应力增量为709MPa,但叠加其初始张拉应力后其内最大应力可达1440MPa。对竖向抗剪钢筋进行张拉能使高强抗剪钢筋的强度得到较好发挥,但同时导致临界斜裂缝的倾角增大、水平投影长度减小。因此,与配置普通箍筋的混凝土梁抗剪设计相比,配置竖向高强预应力筋混凝土梁竖向抗剪钢筋的最小间距、最小配筋率及初始张拉应力均应特别考虑。     

箍筋锈蚀的钢筋混凝土梁抗剪性能研究

钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能退化的重要原因之一,特别是处于海洋环境的钢筋混凝土桥梁结构。通过通直流电加速钢筋混凝土梁箍筋锈蚀,并进行箍筋锈蚀后钢筋混凝土梁的抗剪承载力试验。试验结果表明,轻微锈蚀(10%)对混凝土梁的破坏特征没有明显影响,而对其承载力略有提高。根据试验结果解释了箍筋轻微锈蚀梁的抗剪承载力略有提高的原因。     

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,...     

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。     

锈蚀纤维增强混凝土梁抗剪性能试验研究

通过正交试验设计研究纤维混凝土梁在各个锈蚀率下抗剪性能的影响因素,确定了3个因素,分别水灰比(A)、纤维种类(B)、纤维掺量(C),每个因素包含3个水平。设计了3个锈蚀率,27根等高等宽钢筋混凝土梁,经过通电加速锈蚀后,进行连续加载试验。根据试验结果绘出了各个影响因素对试验指标的影响曲线,并根据极差分析法确定各个影响因素对试验指标影响顺序。     

碳纤维复材筋增强混凝土梁受剪性能试验研究

为研究碳纤维复材(CFRP)筋增强混凝土梁的受剪性能,以配箍率和剪跨比为试验变量,进行了3根两点集中荷载作用下的CFRP筋简支梁受剪试验,对CFRP筋梁的裂缝发展、破坏形态、斜向开裂荷载、跨中挠度、受剪承载力等进行了观察和测量。试验结果表明:CFRP筋梁的剪切破坏由贯通斜裂缝所致,配箍率和剪跨比对斜向开裂荷载和极限承载力影响显著。将本次试验值与我国《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB 50608-2010)、美国规范ACI 440. 1R-06和英国规范BISEI-1999规范的计算值进行对比分析,结合此次试验结果和国内外搜集的70组已有试验数据,对我国GB 50608-2010的受剪承载力计算公式的准确性和安全性进行探讨,提出了一种计算CFRP筋梁抗剪承载力的建议公式。     

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.     

混凝土梁抗剪承载力加固新方法的试验研究

提出了在混凝土梁抗剪承载力不足时的一种加固新方法,即采用钢筋后锚固于混凝土梁的受剪区域,使之起到箍筋或弯起钢筋的抗剪作用,并制作试件对此进行了试验研究。研究结果表明,对比未加固的试件,采用本方法加固后,后锚固筋的存在迟滞了裂缝的发展,提高了开裂荷载,减小了相同荷载作用下的裂缝宽度,使裂缝由宽而稀变为细而密,表现出了良好的受力状态,并大幅度地提高了梁的抗剪能力。考虑到后锚固筋受力相对滞后的试验现象,在计算方法上,本加固方法采用了混凝土梁中弯起钢筋抗剪的计算公式并稍加改进后进行承载力估算,计算结果与实测值较为接近,并具有一定的安全储备。     

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。