高强钢筋活性粉末混凝土梁变形性能试验研究

在研究剪跨比、配箍率、纵筋配筋率对试验梁抗剪性能影响规律的基础上,对8根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁的变形性能进行了研究。结果表明:无腹筋活性粉末混凝土梁具有一定的变形性能,混凝土构件变形随剪跨比、纵筋配筋率的增大而增大;而对于有腹筋梁,高强钢筋活性粉末混凝土梁变形发展曲线基本相同。     

500MPa级细晶粒钢筋混凝土构件轴压试验研究

通过对8根采用500 MPa级细晶粒钢筋作为受力纵筋和1根采用HRB400级钢筋作为受力纵筋的混凝土轴心受压构件受力性能的试验,得到了纵向受压构件荷载-应变曲线,分析了混凝土强度、箍筋体积配箍率及纵筋配筋率对混凝土受压峰值应变的影响.研究结果表明,随着混凝土强度、箍筋体积配箍率的提高,混凝土的受压峰值应变也会提高.根据试验结果,为了简化计算,建议500 MPa级细晶粒钢筋的抗压强度设计值f′y=420 MPa.     

中美核安全相关混凝土结构规范抗震措施对比分析

对中国规范与美国规范中核安全相关混凝土结构抗震措施进行了对比分析。结果表明,中美规范核安全相关钢筋混凝土抗震设计对混凝土和钢筋材料的要求基本相同,框架梁纵筋最小配筋率、最大配筋率及最小配箍率、框架梁加密区的长度也基本相同,框架梁实现"强剪弱弯"的能力接近;框架柱纵向钢筋最小配筋率与美国规范的相当,最大配筋率比美国规范略小,框架柱普通箍筋最小体积配箍率与美国规范相比有大有小,框架柱抗震实现"强剪弱弯"的能力是相近的;中国规范实现"强柱弱梁"的能力比美国规范的高。中美规范框架节点区箍筋间距和箍筋最小直径均与框架柱的一致,中国规范框架节点的抗剪安全度比美国规范的略高。中国规范抗震墙的最小配筋率与美国规范是相同的。钢筋抗震锚固长度相差不大。     

高强箍筋高强混凝土梁受剪试验研究

设计了一套使钢筋混凝土梁剪切破坏稳定可控的刚性试验系统,利用该试验系统,完成了19根剪跨比为3的钢筋混凝土简支梁的剪切破坏试验,得到了荷载-挠度曲线。根据试验结果,分析了混凝土强度等级、箍筋的强度和倾角、纵筋配筋率和纵向分布钢筋等因素对试验梁破坏形态、剪切延性系数和受剪承载力的影响,并将受剪承载力试验值与我国混凝土结构设计规范和美国ACI规范计算值进行了对比。结果表明:对于剪跨比等于3的梁,适当配置腹筋,可以改善其延性性能;在高强混凝土梁中应用高强箍筋,可使两种材料的强度充分发挥,不仅增加了梁的剪切延性,而且提高了梁的受剪承载力;高强箍筋高强混凝土梁的受剪承载力仍可采用我国现行混凝土结构设计规范公式进行计算,但是对于高强混凝土无腹筋梁、纵筋配筋率低的梁和配有高强箍筋的普通强度混凝土梁安全度偏低。     

配置组合封闭箍筋RC叠合梁受弯性能试验研究

钢筋混凝土叠合梁是装配式混凝土结构中的主要水平构件。叠合梁的预制部分在构件厂制作,采用传统封闭箍筋会造成叠合梁上部纵向钢筋安装困难。为简化叠合梁的施工,本文提出了由开口箍筋和其上面附加的封顶箍筋共同组成的新型组合封闭箍筋,并以箍筋形式和纵筋配筋率为参数,进行了4个采用新型封闭箍筋叠合梁试件的受弯性能试验研究。结果表明,配置组合封闭箍筋叠合梁的裂缝发展、破坏模式、刚度、承载力以及延性等方面与配置传统封闭箍筋的叠合梁基本一致,根据研究结果提出了设计建议。     

配置600MPa钢筋的无黏结部分预应力梁受弯性能试验研究

对5根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,研究配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力梁的受弯性能。分析非预应力筋配筋率及混凝土强度等级对试验梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋配筋率可以提高无黏结部分预应力混凝土梁的抗弯承载力;配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁的极限承载力仍可用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中推荐的算式进行计算;600 MPa钢筋的屈服强度设计值取520 MPa具有足够的安全储备。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土柱的抗爆性能研究

在爆炸冲击荷载作用下,钢筋混凝土梁、柱构件的破坏是导致建筑结构坍塌的主要原因。文章运用LS-DYNA对钢筋混凝土柱建立了三维有限元模型,并对爆炸冲击荷载下的钢筋混凝土柱的动力响应进行了数值模拟;运用参数化分析的方法研究了混凝土轴心抗压强度、纵筋配筋率、箍筋间距以及箍筋加密方式等对钢筋混凝土柱抗爆性能的影响。研究表明：提高混凝土轴心抗压强度、增大纵筋配筋率和进行箍筋加密可以有效提高钢筋混凝土柱的抗爆能力,尤其是对柱端箍筋进行加密是提高钢筋混凝土柱抗爆能力的最有效方式。     

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。     

低烈度区低、多层住宅低配筋剪力墙抗震性能试验

在低烈度的低、多层混凝土剪力墙结构中,是否可以采用比现行规范规定的墙体和边缘构件构造配筋更低要求的配筋形式,是目前低烈度区低、多层剪力墙结构设计需要解决的问题。通过7个低配筋剪力墙试件的低周反复加载试验,从破坏模式、延性、承载力、刚度、耗能能力、滞回性能等方面对低烈度区采用适合低、多层住宅结构的低配筋剪力墙试件的工作性能进行评价。试验的变化参数为截面形式、边缘构件纵筋配筋率、边缘构件箍筋配箍率、墙体腹板水平及竖向分布钢筋配筋率。通过对试验结果的对比分析,在低烈度区的低、多层剪力墙结构中,能够采用经过合理设计的低配筋剪力墙。     

预应力高强混凝土梁抗震性能试验研究

对三根混凝土强度等级为C80,纵筋为1860级钢绞线和HRBF500级钢筋的预应力混凝土梁进行低周反复加载试验,在此基础上对其抗震性能进行分析和研究。结果表明,预应力高强混凝土梁的破坏状态为受压区混凝土压碎,受拉钢筋和钢绞线均未拉断;由于高强混凝土脆性较大的特点,试件在反复荷载作用下破坏较为突然,承载力退化较快;试件的滞回环较饱满,有一定的耗能能力;试件的屈服强度和极限强度随换算配筋率的增大而增加,延性系数则随换算配筋率的增大有所减小。试验所采用的中等配筋率的预应力高强混凝土梁,在低周反复荷载下有一定的变形能力;预应力高强混凝土梁有较好的变形恢复能力;较小的预应力强度比有利于提高预应力混凝土构件的耗能能力。     

高强箍筋约束混凝土柱抗震性能和累积损伤分析

损伤指标可以量化结构或构件在地震作用下的损伤程度,为震后结构损伤评估及结构抗震设计提供重要的理论依据。因此,开展了15个配置高强箍筋的约束混凝土柱抗震性能试验研究和累积损伤分析。试验结果表明：达到峰值点时,约束箍筋尚未屈服,约束箍筋拉应力为屈服强度的56%～91%,达到极限位移时,约束箍筋屈服但仍未被拉断;配置高强箍筋的约束混凝土在整个受力过程中展现出良好的承载力和变形能力。针对混凝土强度等级为C50、配置HRB500纵筋的高强箍筋约束混凝土柱,不同损伤模型的计算结果与试验结果表明：Chai模型能够较为准确地预测损伤程度。对于剪跨比为3、配筋率和配箍率较大的试件,在轻微破坏和中等破坏阶段,Kunnath模型计算的损伤指数稍微偏小。付国模型在各阶段均能较好地预测损伤程度,但损伤指数计算值大于1,计算结果不收敛。剪跨比较大的约束混凝土柱会降低其损伤发展速度,轴压比的增加会加剧约束混凝土的损伤程度。高配筋率和高体积配箍率的约束混凝土柱损伤发展速度较慢,相同循环次数下,损伤程度较低。在约束混凝土柱设计中,可通过合理配置纵向钢筋和约束箍筋,降低和延缓约束混凝土柱的累积损伤。     

空心楼盖板柱增强节点抗冲切性能数值分析

为研究现浇空心楼盖板柱增强节点的抗冲切性能,在试验研究的基础上,对纵筋配筋率、暗梁箍筋加密区间距、弯起钢筋直径进行数值分析研究。结果表明:现浇空心楼盖板柱增强节点的裂缝分布规律具有与普通双向板类似的板底"饱满X型"、板顶"椭圆形",节点的破坏形态为弯曲破坏;纵筋配筋率的增加能够提高板柱增强节点的极限承载力和刚度,但纵筋配筋率超过2.54%,极限承载力已不能明显提高。随着纵筋配筋率的增加,节点的破坏形态由弯曲破坏向冲切破坏转变;暗梁加密区箍筋间距的减小和弯起钢筋截面积的增大均可提高板柱增强节点的极限承载力,但提高不明显;现浇空心楼盖板柱增强节点的受冲切承载力可参考普通实心板柱节点的理论计算方法,计算值与试验值吻合较好。     

混凝土结构设计规范几个问题的理解

针对《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)和《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中钢筋的混凝土最小保护层厚度、钢筋的锚固和连接方式、裂缝与挠度和考虑重力二阶效应的偏心受压构件的计算,以及结构构件的安全性能的异同进行理解,结合工程实例,采用高性能、高强度钢筋(梁、柱、墙受力钢筋采用HRB500级,梁箍筋采用HRB400级,墙构造筋及板中钢筋仍采用HRB335级)的混凝土结构可减少钢筋用量5%左右。     

剪力作用下钢筋混凝土大尺寸无腹筋构件安全性研究

结合一钢筋混凝土厚板桥梁的剪切破坏实例,对GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》的无腹筋构件受剪计算公式的安全性进行了分析。根据完成的截面高度为500~1200mm大尺寸梁的剪切试验结果及收集的其他文献的大尺寸梁和厚板试验数据对规范公式进行了验证,分析了最小配箍率和纵向分布钢筋对构件受剪承载力的影响。结果表明,无腹筋梁存在明显的尺寸效应,规范公式虽然引入了截面高度影响系数,但尚不能充分考虑截面高度对受剪承载力的影响;规范公式对纵筋配筋率较低且截面高度大于1000 mm的小剪跨比构件(a/h0<2.0)以及纵筋配筋率小于1.00%和截面高度大于1000 mm的大剪跨比构件(a/h0≥2.0)计算偏于不安全;规范规定的最小配箍率能够有效避免大尺寸构件发生剪切破坏,而配置纵向分布钢筋则不能有效避免截面高度大于1000 mm的无腹筋构件的剪切破坏。     

剪力作用下钢筋混凝土大尺寸无腹筋构件安全性研究

结合一钢筋混凝土厚板桥梁的剪切破坏实例,对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的无腹筋构件受剪计算公式的安全性进行了分析。根据完成的截面高度为500~1 200 mm大尺寸梁的剪切试验结果及收集的其他文献的大尺寸梁和厚板试验数据对规范公式进行了验证,分析了最小配箍率和纵向分布钢筋对构件受剪承载力的影响。结果表明,无腹筋梁存在明显的尺寸效应,规范公式虽然引入了截面高度影响系数,但尚不能充分考虑截面高度对受剪承载力的影响;规范公式对纵筋配筋率较低且截面高度大于1 000 mm的小剪跨比构件(a/h02.0)以及纵筋配筋率小于1.00%和截面高度大于1 000 mm的大剪跨比构件(a/h0≥2.0)计算偏于不安全;规范规定的最小配箍率能够有效避免大尺寸构件发生剪切破坏,而配置纵向分布钢筋则不能有效避免截面高度大于1 000 mm的无腹筋构件的剪切破坏。     

组合封闭式箍筋双筋混凝土梁受弯性能试验研究

组合封闭式箍筋的使用是预制装配整体式混凝土结构关键技术之一。试验研究采用组合封闭式箍筋的双筋混凝土梁受弯性能。试验分两批:第一批试验包括13根一次浇筑梁试件,目的是考察不同箍筋形式梁受力性能差异;第二批6根叠合梁试件,考察足尺和叠合梁受弯力学性能。其他研究参数还包括受压纵筋和箍筋间距。研究表明,对于一次或叠合浇筑的双筋混凝土梁,组合封闭式箍筋可以对受压纵筋提供有效侧向约束,受压纵筋没有在梁破坏之前失稳。在本研究参数范围内,配置组合封闭式箍筋和传统封闭式箍筋双筋梁的受弯性能没有区别,可采用相同的计算方法预测受弯性能。     

预应力区域约束混凝土梁刚度的试验研究

本文对1根预应力普通混凝土梁和3根约束箍筋间距不同的预应力区域约束混凝土梁进行了抗弯承载力试验和研究。对比分析得出预应力区域约束混凝土梁受弯承载力有大幅度提高。由于配筋率的提高,构件的刚度也有较大幅度的提高,因此在相同刚度条件下,可以减小构件截面尺寸,获得较大的建筑空间,减小结构自重,降低造价,从而创造更大的经济效益。     

600MPa级钢筋混凝土结构的研究综述

对近年的研究成果分析后发现,600MPa级钢筋配置于混凝土梁可以显著提高梁的受弯承载力,且梁的破坏特征较好;而在预应力梁中作为非预应力筋既能有效提高预应力筋的极限应力增量,减缓梁的刚度退化,又能充分发挥600MPa级钢筋的强度优势,提高构件的承载力;当配置于混凝土柱中作为箍筋时,能够显著提高柱的承载能力,且能提高混凝土柱的延性、滞回性能及耗能能力;相对于普通钢筋,配置600MPa级钢筋可以显著改善梁柱节点的破坏形态,提高承载力,延性及耗能能力;而600MPa级钢筋的粘结锚固的破坏特征及粘结应力分布与普通钢筋相近且锚固性能良好。     

体外预应力混凝土梁受剪承载力计算方法研究

为研究体外预应力对混凝土梁受剪承载力提高的作用机理和体外预应力混凝土梁受剪承载力计算方法,分析钢筋混凝土梁和体外预应力混凝土梁微元体受力特点的区别,探讨体外预应力对受剪性能影响的机理,求解体外预应力对混凝土和箍筋抗剪贡献的提高系数,得到体外预应力混凝土梁受剪承载力理论计算式。采用已有体外预应力混凝土梁剪切破坏的试验数据对理论计算式进行验证,并与各国规范计算结果进行对比。结果表明,理论计算式得到的受剪承载力计算值与试验值的比值均值为0.950,标准差为0.125,提出的计算式可较好地预测体外预应力混凝土梁的受剪承载力,并可以考虑梁的几何尺寸、剪跨比、预应力筋弯起角度、纵筋率、配箍率、纵筋及腹筋屈服强度、混凝土强度等影响因素。     

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。