钢筋混凝土受弯件实用设计方法

本文提出了将钢筋混凝土受弯构件正截面承载力、裂缝宽度和挠度统一地通过纵向受拉钢筋面积As来控制的设计方法,使得两类极限状态具有直接可比性,避免了传统设计方法为满足裂缝控制和挠度要求而盲目增大钢筋面积和截面尺寸的现象,是一种实用而又经济合理的设计方法。     

钢筋钢纤维混凝土T形截面梁受剪裂缝控制试验研究

为了研究钢筋钢纤维混凝土T形截面梁的受剪裂缝控制问题,设计了高度为700 mm的钢筋钢纤维混凝土T形截面试验梁,考虑钢纤维体积率变化(0.8%～1.6%)的影响,开展了对称集中荷载作用下的试验研究。主要介绍了试验梁的斜裂缝开展形态和斜裂缝宽度的计算公式,同时检测了试验梁剪压区的混凝土应变、箍筋应变、跨中挠度、斜截面开裂荷载等成果,分析了钢纤维体积率对斜截面开裂荷载和斜裂缝宽度的影响规律,提出了斜截面开裂荷载和裂缝宽度计算公式。研究发现,钢纤维有效提高了低配箍率试验梁的抗裂性能,改善了裂缝分布,T形截面梁的翼缘对腹板斜裂缝宽度的影响不大,与矩形梁的裂缝宽度计算公式基本一致。     

蒙皮钢筋在高强钢筋混凝土受弯构件中的应用

为了研究配置500 MPa钢筋的混凝土梁的受弯性能,对4根矩形截面混凝土梁进行了受弯破坏试验.考虑到应用500 MPa钢筋作为受力主筋,可能会导致构件在高应力状态下出现过宽裂缝而不能满足结构适用性和耐久性的要求,试验设计了两组配有蒙皮钢筋的梁进行受弯承载力、变形及裂缝宽度的对比研究.试验结果表明,蒙皮钢筋的配置能够有效地减小受弯构件的整体变形,限制裂缝的开展宽度,使得梁在正常使用阶段能够满足裂缝宽度限值要求,可作为控制构件裂缝宽度的一种新型配筋方式.     

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

为了推导表达形式统一的无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算公式,定义了无粘结CFRP筋应力增量与有粘结钢筋应力增量的比值为无粘结CFRP筋等效折减系数。在刚度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和与截面有效面积之比这一等效纵向受拉钢筋配筋率替代现行规范中的纵向受拉钢筋配筋率,在裂缝宽度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和这一等效纵向受拉钢筋面积替代现行规范中的纵向受拉钢筋面积。从而形成了与现行规范相协调的刚度及裂缝宽度计算公式,按所推导的刚度及裂缝宽度公式的计算结果与试验结果吻合良好。     

无粘结CFRP筋预应力梁刚度及裂缝的计算

为了推导表达形式统一的无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算公式,定义了无粘结CFRP筋应力增量与有粘结钢筋应力增量的比值为无粘结CFRP筋等效折减系数.在刚度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和与截面有效面积之比这一等效纵向受拉钢筋配筋率替代现行规范中的纵向受拉钢筋配筋率,在裂缝宽度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和这一等效纵向受拉钢筋面积替代现行规范中的纵向受拉钢筋面积.从而形成了与现行规范相协调的刚度及裂缝宽度计算公式,公式的计算结果与试验结果吻合良好.     

钢筋混凝土及部分预应力混凝土受弯构件实用设计方法

本文提出了钢筋混凝土及部分预应力混凝土受弯构件的实用而又经济的设计方法。可使构件正截面承载力、裂缝宽度,挠度同时都达到最佳程度的满足。     

钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁裂缝宽度试验研究

根据钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁、钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的受弯性能试验,结合裂缝分型统计分析,研究了纵向受拉钢筋配筋率和钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面主要裂缝分布平均间距、平均宽度和最大宽度的影响规律,提出了钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正截面裂缝计算公式。研究成果为钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正常使用极限状态裂缝验算提供了计算方法。     

预应力内置圆钢管桁架混凝土组合梁的受力性能

通过4根预应力内置圆钢管桁架混凝土组合简支梁的试验,得到了试验梁的荷载-跨中挠度曲线、正截面承载力、裂缝分布与展开特征。结果表明:可基于平截面假定计算该类组合梁正截面的承载力,该类组合梁的平均裂缝间距取决于下弦钢管外径及下弦二钢管截面面积之和与截面有效受拉混凝土面积的比值。提出了与试验结果吻合良好的裂缝宽度和刚度计算公式。     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯性能分析

为了研究HRB500钢筋在混凝土梁中的受力性能,进行了7根HRB500钢筋混凝土梁的受弯性能试验,建立了HRB500级钢筋混凝土梁受弯的数值模型.模型以梁截面上的纵向力、截面力矩、钢筋微元力等平衡方程为基础,通过求解任意弯矩作用下任意截面上的平衡方程,确定整根梁的受力响应,得到挠度、曲率、应变等随荷载的变化情况,以及混凝土裂缝宽度的发展情况.模型考虑钢筋与混凝土之间的黏结滑移和裂缝的影响,以及裂缝之间受拉区混凝土的影响,计算结果与7根试验梁结果相比较,验证了模型的准确性.利用建立的数值模型分析了HRB500级钢筋混凝土梁内钢筋与混凝土的协同工作,研究了相邻2条裂缝之间相对滑移、黏结力、混凝土和钢筋应变等的变化情况.对多因素进行参数分析,分析表明:采用高强度的混凝土能够较好地利用HRB500钢筋的高强度;随着梁截面高度的增加,裂缝宽度值成为限制梁承载力发挥的制约条件;增加保护层厚度不利于梁承载力的发挥,但影响很小可忽略.     

关于钢筋混凝土构件裂缝截面纵向受拉钢筋有效影响区计算方法的探讨

本文根据试验研究及理论分析,讨论了单根受拉钢筋有效影响区的主要影响因素,提出了钢筋砼构件中裂缝截面纵向受拉钢筋有效影响区的计算方法。通过对大量钢筋砼构件裂缝宽度试验资料的验算结果表明,本文方法是合理的。     

无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度计算的一种简便方法

以我国现行规范JGJ92-2004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》推荐的无粘结预应力混凝土受弯构件的裂缝宽度计算公式为基础,同时参考美国混凝土结构设计规范ACI318-08关于无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝控制的有关设计规定,提出了无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度计算的一种简便算法.该方法的基本思路是:将无粘结预应力钢筋的有效预拉力作为构件截面外力,从而将无粘结预应力混凝土受弯构件的裂缝宽度计算转化为普通钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度计算.采用该方法得到的计算值与已收集到的84组无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的试验值吻合较好,验证了所建议公式的合理性,可供我国相关规范今后修订时参考.     

钢纤维全轻混凝土叠浇梁斜截面受剪疲劳性能的试验研究

为了充分发挥钢纤维全轻混凝土对钢筋混凝土结构的基本性能、抗冻融能力等的增强作用,通过在一定高度的钢纤维全轻混凝土上浇筑普通混凝土的方法研发了一种新型钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁。在承受疲劳荷载作用的情况下,需要明晰钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的疲劳性能及其设计方法。为此,进行了钢纤维全轻混凝土截面高度和钢纤维掺量变化的10根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的斜截面受剪疲劳性能试验,研究了不同疲劳破坏特征受疲劳荷载上限值和剪跨段斜裂缝初始宽度的影响机理。结果表明:疲劳荷载上限值控制了斜裂缝初始宽度和箍筋的初始应力幅,并对疲劳寿命产生了显著影响。随着疲劳荷载上限值的增大,斜裂缝宽度发展迅速,叠浇梁因箍筋脆性断裂而发生疲劳破坏;疲劳过程中超载导致斜裂缝宽度和箍筋应力幅的突然增大,是造成疲劳破坏的主要原因之一。考虑受拉区钢纤维全轻混凝土的增强作用,提出了叠浇梁斜裂缝宽度计算公式和疲劳次数验算公式。     

锈蚀钢混梁的受弯挠度和裂缝计算

提出钢筋混凝土梁的非线性理论计算模型,考虑钢筋与混凝土之间的黏结滑移和对混凝土裂缝的影响,编制了相应的计算程序.计算不同年限的锈蚀钢筋混凝土受弯荷载下的裂缝和挠度,分析混凝土性能衰退、锈蚀钢筋力学性能以及锈蚀黏结滑移本构对裂缝和挠度的影响.结果表明,混凝土性能衰退对挠度和裂缝宽度的影响不大,锈蚀钢筋力学性能和锈蚀黏结滑移本构对挠度和裂缝宽度的影响较大.当钢筋锈蚀率大于1.5%,梁的挠度和裂缝宽度均随着锈蚀率的提高而增大.引入锈蚀黏结滑移本构影响参数,提出经修正的挠度和裂缝宽度计算公式,修正后的公式计算结果与数值解符合较好.     

部分预应力轻骨料混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法

本文根据受拉钢筋有效影响区的概念,首先推导出一个平均裂缝间距计算公式。进而,通过理论分析和试验,提出了一个用于计算部分预应力轻骨料混凝土矩形截面受弯构件最大裂缝宽度的计算公式。     

C60全珊瑚海水钢筋混凝土梁的抗剪性能与计算模型

为研究全珊瑚海水钢筋混凝土梁(coral aggregate reinforced concrete beam,CARCB)的抗剪性能和计算模型,设计了7根不同种类钢筋的CARCB,通过对其进行斜截面抗剪性能试验,研究了钢筋种类对CARCB的变形及抗剪承载能力的影响,建立了弯矩-跨中挠度、荷载-钢筋应变、荷载-裂缝宽度的关系,提出了CARCB斜截面抗剪承载力的计算模型.试验结果表明:不同种类钢筋CARCB的正截面开裂荷载和抗剪承载力规律均为316不锈钢普通钢筋锌铬涂层钢筋有机新涂层钢筋;CARCB中普通钢筋发生了严重锈蚀,使其刚度出现了一定程度的退化;不同种类钢筋的CARCB,其裂缝宽度均随着荷载的增大而增长,加载初期,在梁跨中附近出现正截面弯曲裂缝,裂缝宽度开展非常缓慢,随着荷载的增加,在支座向集中力作用点处出现斜裂缝,斜裂缝宽度迅速增大,最终导致梁破坏;最后,综合考虑钢筋锈蚀和高强混凝土对CARCB抗剪承载力的影响,提出了更加合理的CARCB抗剪承载力计算模型.     

钢筋锈蚀及混凝土劣化耦合对梁构件力学性能的影响

设计人工模拟环境,研究酸雾、氯盐及硫酸盐混合盐雾侵蚀以及碳化耦合作用下钢筋混凝土梁破坏模式、锈胀裂缝宽度、受弯承载力、荷载-挠度曲线,重点研究钢筋锈蚀与混凝土劣化耦合作用的影响.结果表明:钢筋锈蚀率低于3.27%时,试验梁基本没有锈胀开裂,受弯破坏模式主要为受压区混凝土压碎,极限承载力随锈胀裂缝宽度增加快速减小;锈胀裂缝产生后,破坏形式逐渐转变为受拉钢筋屈服破坏,且承载力随钢筋锈蚀率大幅增加而缓慢减小.荷载-挠度曲线的峰值和斜率随劣化程度增加而减小.钢筋锈蚀导致混凝土开裂,混凝土劣化降低对钢筋的约束,两者耦合加速黏结性能退化,从而导致梁构件力学性能退化.理论分析了试验现象产生的原因,并对试验结果和理论计算结果进行了验证.     

无粘结预应力砼平板结构截面设计中的问题

探讨了无粘结预应力砼平板截面设计中的几个主要问题，提出了相应的设计建议，尤其是无粘结预应力钢筋数量的确定方法，它可统一有效地解决截面承载力，抗裂和裂缝控制等关键问题，可供无粘结预应力砼平板设计时参考。     

细晶粒高强钢筋混凝土梁受弯性能试验与参数分析

为研究配置了细晶粒高强钢筋混凝土梁的受弯性能,制作了HRBF400、HRBF500级钢筋混凝土矩形截面梁各4根进行静力抗弯试验.研究表明HRBF筋混凝土梁在短期荷载作用下的最大裂缝宽度实测值满足规范要求,但计算值不满足.HRBF400级钢筋混凝土梁在正常使用条件下的挠度能满足规范要求,HRBF500级钢筋混凝土梁不能够满足规范要求.推导了HRBF筋混凝土梁在裂缝/挠度控制条件下的承载力计算公式,提出了构件承载力利用系数的概念,分析了钢筋强度、钢筋直径、混凝土强度、配筋率、混凝土保护层厚度、高跨比对构件承载力利用系数的影响.在经济配筋率范围内,HRBF筋混凝土梁的延性基本满足要求.HRBF筋混凝土梁的耗能能力在较低配筋率时与普通钢筋混凝土梁相近,但随着配筋率的提高,其耗能能力较普通钢筋混凝土梁降低的快.同配筋率下,HRBF筋混凝土梁在弹性阶段的耗能能力较普通钢筋混凝土梁要高,且随着配筋率的增大而提高.     

PHC管桩劈裂试验裂缝开展特征

为研究预应力高强度混凝土管桩(PHC)受环向压力时裂缝开展特征,针对PHC300型管桩,设计一种裂缝生成劈裂试验方法,该方法能够在钢筋附近生成裂缝,为该型管桩最不利裂缝生成方式,通过对该型号PHC管桩进行劈裂试验,研究其裂缝开展特征.结果表明:PHC管桩受劈裂产生裂缝时,外表面混凝土层裂缝呈现较好的V型特征,裂缝深度随裂缝宽度增大而增大,当裂缝宽度达到0.18 mm时,即形成贯穿裂缝;内表面水泥浆层和砂浆层则易发生整层断裂,裂缝延伸性较好,当裂缝宽度达到0.1 mm时,裂缝贯穿管壁;与实心混凝土相比,PHC管桩空心结构造成混凝土之间有效粘结面积较小,裂缝恢复能力较低,外表面裂缝恢复值随裂缝宽度增大而增大,但裂缝恢复率随裂缝宽度增大而减小,PHC管桩外表面裂缝宽度(COD)恢复率一般在50％以下.     

再生骨料混凝土简支梁静力荷载下性能研究

研究了再生骨料混凝土简支梁和普通混凝土梁在静力荷载作用下的裂缝的产生发展、应变以及挠度等变化.研究结果表明:相同荷载作用下,再生骨料混凝土梁的裂缝宽度略大于普通混凝土梁;加载后期,再生骨料混凝土试件梁的剪弯区裂缝发展速度较快,跨中裂缝和斜裂缝快速增长;再生混凝土梁在受力过程中正截面应变变化也基本符合平截面假定;试件梁未开裂时,再生骨料混凝土梁的挠度随再生骨料掺量的增大而增大.