高强钢筋轻骨料混凝土梁短期裂缝试验研究

进行了10根配置400MPa和500MPa高强纵筋的陶粒轻骨料混凝土梁受弯性能试验,获得了10组裂缝间距和39组短期裂缝宽度数据,并收集了国内外27根高强钢筋轻骨料混凝土梁的裂缝试验数据。采用以上数据,分析了钢筋轻骨料混凝土梁的裂缝特征,并评估了JGJ 12—2006《轻骨料混凝土结构技术规程》中裂缝计算公式的适用性。结果表明,JGJ 12—2006的短期裂缝特征值计算方法仍适用于高强钢筋轻骨料混凝土梁,但按其公式计算的平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度与试验值有一定偏差,二者之比的均值为0.992、1.276和1.037,因此建议对JGJ 12—2006中公式的部分参数进行修正。通过对试验数据的回归分析,得到了梁侧面受拉纵筋中心处裂缝宽度的修正计算式,以及梁侧面受拉钢筋中心处与受拉边缘裂缝宽度的换算关系式,建议公式计算得到的裂缝宽度和试验值吻合较好。     

预应力轻骨料混凝土受弯构件短期刚度计算方法的试验研究

一、前言 用轻骨料混凝土制作的结构构件具有自重轻,保温和抗震性能好等许多优点,但也有其弱点,如弹性模量和抗拉强度较低,收缩徐变较大等,致使这种构件在荷载作用下的变形及裂缝宽度较大。为克服这些弱点,一般应采用预应力混凝土构件。尤其是采用部分预应力混凝土构件,既可满足构件对刚     

配置HRBF500钢筋的无粘结预应力混凝土梁短期刚度试验研究

通过8根矩形截面梁的受弯试验,研究配置HRBF500纵向钢筋的无粘结预应力混凝土梁短期受弯刚度,并对国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中的刚度计算公式进行了评析.试验研究结果表明:设计规范GB 50010的短期受弯刚度计算模式对配HRBF500钢筋的无粘结预应力混凝土梁仍适用,但按设计规范GB 50010计算的短期刚度总体上比试验值偏小,二者之比平均为0.857.根据试验结果,提出无粘结预应力混凝土梁刚度比值系数w的修正建议,修正后的计算值与试验值符合较好.     

高强不锈钢钢筋混凝土梁短期受弯裂缝宽度和刚度计算方法研究

部分国产500 MPa不锈钢热轧带肋钢筋具有高延性、低弹性模量的特点,为研究配置此类不锈钢钢筋混凝土梁的短期裂缝与刚度特征,进行了6根配置不锈钢钢筋和2根配置普通钢筋的混凝土梁受弯性能试验,并分析不同混凝土强度和纵筋配筋率对短期裂缝和刚度的影响。试验结果表明：其他条件相同下,不锈钢钢筋梁与普通钢筋梁的裂缝形态基本相同,但不锈钢钢筋梁侧纵筋中心位置和梁底处的裂缝宽度均大于普通钢筋梁的;钢筋屈服前,不锈钢钢筋梁纯弯段的弯矩-平均曲率曲线呈双折线,但其开裂后刚度较普通试件的偏低,二者刚度之比平均为0.63;增加纵筋配筋率可减小裂缝宽度并提高受弯刚度。进一步收集相关文献中9根配置同类型国产不锈钢钢筋梁的试验数据,并对GB 50010—2010中短期裂缝与刚度计算公式的适用性进行评估。分析结果表明,按GB 50010—2010中的短期裂缝宽度公式计算得到的梁侧面纵筋位置处的平均裂缝宽度与最大裂缝宽度较试验值偏大,计算值与试验值之比平均分别为1.348和1.588;短期受弯刚度计算值较试验值偏小,二者之比平均为0.890,有必要对相关公式进行修正。建议将不锈钢钢筋梁的裂缝宽度控制位置调整至受拉边缘,且将裂缝宽度限值取为0.4 mm。通过统计分析,提出短期受弯裂缝宽度和刚度计算公式的修正建议。建议公式计算值与试验值吻合较好。     

HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能

以不同钢纤维掺量和混凝土强度等级为变化参数,对4根HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁进行了受弯性能试验,同时结合相关文献中HRB600级未掺钢纤维钢筋高强混凝土梁的试验数据,对比分析各试验梁的破坏特征、挠度、承载力、纵筋应变与裂缝宽度,评价了极限承载力、挠度及裂缝宽度计算方法。试验结果表明:配置600 MPa级高强钢筋的钢纤维混凝土梁的应变变化符合平截面假定;钢纤维可有效提高高强混凝土梁的弯曲开裂荷载和变形能力,抑制裂缝的产生与发展;且随着钢纤维掺量的增加,钢纤维高强混凝土梁的受弯承载力也随之增大;现行CECS 38∶2004《纤维混凝土结构技术规程》中的计算方法,对HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁的极限承载力计算、最大裂缝宽度计算和挠度计算仍然具有较好的适用性。     

高强轻骨料混凝土梁承载力的研究

在6根高强轻骨料混凝土梁、2根高强普通混凝土梁正截面受弯承载力试验的基础上,提出了轻骨料混凝土强度等级提高后的正截面受弯承载力的计算方法;在对110根轻骨料混凝土梁斜截面受剪承载力试验数据分析的基础上,提出了轻骨料混凝土强度等级提高后的斜截面受剪承载力计算公式,为《轻骨料混凝土结构技术规程》的编制提供依据。     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究

完成集中荷载作用下8根剪跨比0.26~1.04、跨高比为2和3的LC40级高强轻骨料混凝土简支深受弯构件受剪性能试验,分析该类混凝土深受弯构件的破坏过程、荷载-跨中挠度曲线、破坏形态以及钢筋应变等;重点研究剪跨比、跨高比对该类构件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响;采用我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中深受弯构件承载力计算方法对本次试验8根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的美国、加拿大和欧洲三个规范的计算结果进行对比分析。研究表明:该类混凝土深受弯构件主要发生剪切破坏和弯剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,试件极限承载力显著减小,并且试件的弯曲效应逐渐明显,破坏形态随剪跨比和跨高比的增大逐渐由剪切破坏向弯剪破坏转化;采用拉压杆模型计算该类试件承载力较为合理,计算结果与试验值较为接近,而我国《混凝土结构设计规范》计算结果与拉压杆模型计算结果相比较为保守,尤其是对于跨高比为2的深受弯构件(深梁)。     

HRB500钢筋轻骨料混凝土叠合梁受弯性能试验研究

对3根不同配筋率下采用HRB500组合封闭箍筋和纵筋的钢筋轻骨料混凝土叠合梁和3根对比试件进行了受弯性能试验,对叠合梁的正截面受弯承载力、抗裂性、挠度以及裂缝开展情况进行了分析。结果表明:采用HRB500组合封闭箍筋和纵筋的钢筋轻骨料混凝土叠合梁的破坏形态、受弯性能与整浇对比梁相近,梁正截面的平截面假定仍然适用,正截面受弯承载力、开裂荷载及挠度仍可按照现行规程JGJ 12—2006中的计算公式计算。     

高强轻骨料混凝土梁的试验研究

进行了8根高强混凝土梁的试验,其中6根为轻骨料混凝土梁,2根为普通混凝土梁。通过观察和量测,总结了高强轻骨料混凝土梁的性能,回归出有关参数的计算式。对梁的开裂弯矩、极限弯矩、刚度、挠度、裂缝宽度等的实测值与计算值进行了对比,为《轻骨料混凝土结构设计规程》的编制提供了参考依据。     

钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度试验研究

通过对8根钢骨轻骨料混凝土梁和2根钢骨普通混凝土梁的试验,研究了钢骨轻骨料混凝土受弯构件在单调荷载作用下的裂缝开展与分布情况。试验表明,在正常使用极限状态下,钢骨轻骨料混凝土受弯构件的最大裂缝宽度符合使用要求。与钢骨普通混凝土受弯构件相比,其裂缝宽度稍大,但裂缝宽度变异系数较小。受拉纵筋应力是影响裂缝宽度的最重要因素,二者近似呈线性关系。由于型钢对混凝土具有约束作用,在保护层厚度与有效配筋率两个变量中应考虑型钢的影响。在试验资料和理论分析的基础上,给出了钢骨轻骨料混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算公式。公式的计算结果与实测数据符合较好。     

免振捣自流平高性能轻集料混凝土和高性能轻集料混凝土的研究

本文介绍了国内高性能轻集料的生产状况，指出应加强轻集料混凝土的耐久性研究，应拓宽高性能轻集料混凝土应用的领域；通过试验指出配制免振捣自密实混凝土的可行性，指出开发新掺合料的几个途径。     

CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度计算方法

通过7个碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固钢筋混凝土短梁的受弯试验,得出CFRP加固钢筋混凝土短梁在加载全过程的抗弯刚度曲线,分析抗弯刚度全过程曲线规律,采用合理计算假定,提出CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度全过程曲线的计算方法。按文章方法对抗弯刚度进行计算并与试验值对比,结果表明,所提计算方法计算精度好,该方法既可用于CFRP加固短梁也可用于普通短梁的抗弯刚度计算。采用文章提出的抗弯刚度计算方法,运用数值积分原理自编MATLAB程序计算CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角,计算值与试验值对比表明,自编程序合理且计算精度高,抗弯刚度计算方法可用于CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角计算,转角计算也验证了抗弯刚度计算方法的合理性和适用性。     

高性能轻集料混凝土的研究

采用混合型集料,以堆积６９０ｋｇ／ｍ＾３,筒压强度４．３２ＭＰａ的粘土陶粒,研制出等级为１８００,抗压强度为４０－５０ＭＰａ的轻集料混凝土。该混凝土收缩小,吸水率低,软化系数９４．８５％,经５０次冻融循环无损,耐海水侵蚀,与钢筋粘结力强,可广泛应用于船舶、涵洞、隧道、海港、桥梁及钻井平台等海洋工程,更适用各种轻质高强的工业与民用建筑结构混凝土工程。     

混凝土受弯构件短期刚度计算的规范比较

基于收集整理的902个钢筋混凝土梁和287个预应力混凝土梁的跨中挠度试验数据样本,从计算方法、表达形式和计算精度等方面,对中美欧混凝土规范的短期刚度计算模式进行了比较。结果表明,与开裂弯矩有关的刚度公式可用一个统一公式来表示,当计算弯矩与开裂弯矩相差不大时,各公式计算值对开裂弯矩的变化非常敏感。对钢筋混凝土梁,中国规范GB 50010—2010精度最好,中国规范SL 191—2008其次,中国规范JTG D62—2004最低。对预应力混凝土梁,中国规范SL 191—2008精度最高,美国规范ACI 318—08最低,中国规范GB50010—2010刚度公式对后张有粘结预应力混凝土梁的适用性不甚理想。     

高强钢筋陶粒混凝土受弯梁非线性有限元分析

采用有限元法对陶粒钢筋混凝土梁进行非线性分析,是对有限的试验研究的有效补充和进一步深入探讨.根据陶粒混凝土梁的试验结果,建立了合理的三维有限元模型,对陶粒混凝士梁的抗弯性能进行了非线性有限元分析.计算得到的开裂载荷、极限载荷和载荷-挠度曲线与试验吻合较好,可以有效的模拟陶粒混凝土梁的抗弯性能.基于已建模型,通过改变材料...     

高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能及尺寸效应试验研究

为避免实际结构与缩尺模型因尺寸效应引起的安全隐患,应对剪切作用下轻骨料混凝土深受弯构件的破坏机理、承载能力和设计方法进行研究,为此,完成了对称集中荷载作用下截面高度在500～1 400 mm、剪跨比为0. 85～1. 73的15根LC60级的高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验,观察破坏过程与破坏形态,分析了荷载-跨中挠度曲线、特征荷载、钢筋应变、斜裂缝等的发展趋势,研究其尺寸效应作用机理,分析了典型模型和计算方法的适用性。试验结果表明:试件破坏形态与尺寸大小无关,主要包括剪压和斜向劈裂两种破坏模式;随截面高度增大其尺寸效应作用显著,截面高度由500 mm增大至1 400 mm,归一化极限荷载降低约37%;随剪跨比减小,归一化开裂荷载/极限荷载均呈降低趋势。计算表明,对轻骨料混凝土强度未进行折减时,采用我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中未准确考虑尺寸效应影响的计算公式,结果较为保守,未合理考虑尺寸效应对深受弯构件抗剪强度的影响,采用欧洲EC2规范、美国ACI 318规范、TanCheng及Tang-Tan等基于拉压杆的受剪承载力模型进行计算时,其预测值与试验值吻合...     

泵送高强轻骨料混凝土的抗离析性能的试验研究

为减少泵送高强轻骨料混凝土在振捣过程中轻骨料的上浮现象,使用5种不同轻骨料,选择了拌和物密度、粗骨料质量以及抗压强度3种评价拌合物抗振捣分离性指标,系统研究了轻骨料体积含量、振捣时间、轻骨料特性（包括外形、表面光滑度、吸水率）和矿物掺和料以及外加剂对低水胶比的泵送高强轻骨料混凝土抗离析性的影响。     

轻骨料混凝土抗剪试验研究

本文在57根钢筋轻骨料混凝土梁的剪压试验数据基础上，研究了其破坏阶段斜截面水平投影长度与剪跨比的关系，分析并回归出轻骨料混凝土的抗剪承载力成分的试验公式，最后按公路桥梁规范的计算模式给出了钢筋轻骨料混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的计算公式，本文的研究结果建议在编制中的（LWAC桥梁技术规程》中采用。     

Analysis of stiffness and flexural strength of a reinforced concrete beam using an invented reinforcement system

In this study, we conducted experimental tests on two specimens of reinforced concrete beams using a three-point bending test to optimize the flexure and stiffness designs. The first specimen is a reinforced concrete beam with an ordinary reinforcement, and the second specimen has an invented reinforcement system that consists of an ordinary reinforcement in addition to three additional bracings using steel bars and steel plates. The results of the flexure test were collected and analyzed, and the flexural strength, the rate of damage during bending, and the stiffness were determined. Finite element modeling was applied for both specimens using the LS-DYNA program, and the simulation results of the flexure test for the same outputs were determined. The results of the experimental tests showed that the flexural strength of the invented reinforcement system was significantly enhanced by 15.5% compared to the ordinary system. Moreover, the flexural cracks decreased to a significant extent, manifesting extremely small and narrow cracks in the flexure spread along the bottom face of the concrete. In addition, the maximum deflection for the invented reinforced concrete beam decreased to 1/3 compared to that of an ordinary reinforced concrete beam. The results were verified through numerical simulations, which demonstrated excellent similarities between the flexural failure and the stiffness of the beam. The invented reinforcement system exhibited a high capability in boosting the flexure design and stiffness.     

FRP筋混凝土梁有限元分析与抗弯承载力计算

对FRP筋混凝土梁正截面抗弯承载力分析是FRP筋用于实际工程的前提。我国混凝土规范已经给出了普通钢筋混凝土结构承载力计算公式,由于FRP筋与普通钢筋在材料性质上有很大差异,普通钢筋混凝土结构承载力计算公式对于FRP筋混凝土结构不是完全适用的。本文在应用ABAQUS有限元软件分析和混凝土规范的基础上提出适用于FRP筋混凝土梁承载力计算的实用计算方法。