配置500MPa钢筋的混凝土梁受弯性能试验研究

采用两点对称集中的同步分级加载方式,对14根配500 MPa钢筋的混凝土梁进行静力加载试验,了解其受弯破坏形态、受弯承载力、裂缝分布及变形等情况,为工程中推广应用500MPa钢筋提供试验依据。同时对其中6根配置表层钢筋的混凝土梁进行受弯承载力、裂缝形态及变形的对比分析。试验结果表明,此类构件的受力性能与普通钢筋混凝土受弯构件基本相同,可按照现行《混凝土结构设计规范》计算试验梁受弯承载力和变形,但裂缝宽度计算值偏大。同时,在构件的混凝土保护层中配置表层钢筋能有效控制裂缝间距和裂缝宽度,并能在一定程度上提高构件的刚度。根据试验结果,建议了此类构件的裂缝间距和裂缝宽度计算公式。     

HRBF500钢筋混凝土大偏心受压柱承载力的试验研究

通过对7根HRBF500钢筋混凝土偏心受压柱和1根HRB400钢筋混凝土偏心受压柱的试验,对500MPa细晶粒钢筋混凝土偏压柱性能有了初步了解.分析了荷载-钢筋应变、混凝土应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究表明：500 MPa细晶粒钢筋和普通的HRB400钢筋一样,当作为受力主筋用于受压构件时,其强度能得到充分的利用.在试验和理论分析的基础上,提出了HRBF500钢筋在混凝土柱中的强度设计取值为450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

弱配筋砼构件的裂缝宽度及相应最小配筋率的研究

弱配筋砼构件的裂缝宽度计算是一个急待解决的理论和工程应用问题,目前研究的资料很少。本文通过50多根受弯、大偏心受压弱配盘砼构件的试验研究及概率分析,提出了这种构件裂缝宽度及间距概率分布属性,提出特征裂缝宽度计算公式,并用模糊失效慨率进行了可靠度分析。找出现有计算公式存在的缺点和问题。建议公式与试验结果拟合性较好,可供规范修订和工程设计参考。     

桁架式SRC偏心受压构件受压承载力计算方法研究

斜拉桥桥塔通常配置由槽钢及角钢组成的桁架式型钢骨架.与常规意义的型钢混凝土结构不同的是,其截面型钢配筋率(含钢率)较小,仅与一般钢筋混凝土结构的钢筋配筋率相当.对这类桁架式SRC偏心受压构件进行的试验研究尚不多见,现行各类结构设计规范对其承载能力的计算方法尚无明确规定.参照钢筋混凝土偏心受压构件正截面受压承载力计算方法,推导出了桁架式SRC偏心受压构件受压承载力计算公式,并通过模型试验进行了验证.试验表明,其破坏特征与钢筋混凝土偏压柱相似,型钢与混凝土共同工作性能良好,型钢受力状态与钢筋相同,其承载力可将型钢换算成等截面钢筋后按钢筋混凝土偏心受压构件强度公式计算.     

GFRP筋混凝土大偏心受压柱试验研究

为了探寻GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏机理和设计方法,完成了5根GFRP筋混凝土柱的大偏心受压试验,展现了GFRP筋混凝土大偏心受压柱从开始加载到破坏的全过程。重点分析了GFRP筋混凝土偏心受压柱在受拉区混凝土达到限值裂缝宽度0.5 mm时和受压区混凝土压碎时的状态,并对5根GFRP筋试件进行了有限元仿真分析。结果表明:GFRP筋混凝土大偏心受压柱的破坏模式是受拉区混凝土先达到限值裂缝宽度,然后受压区混凝土才被压碎;当受压区混凝土被压碎时受拉区裂缝宽度已经远远超过了限值0.5 mm,说明GFRP筋混凝土大偏心受压柱的设计极限状态是由裂缝宽度控制的。最后,得出了设计极限状态下受压区混凝土的压应变值,为GFRP筋混凝土大偏心受压柱的配筋计算提供了理论依据。     

水工钢筋砼构件裂缝宽度控制极限状态可靠度分析及分项系数确定

本文根据概率理论和试验统计资料对水工钢筋砼受弯、轴心受拉、偏心受拉和偏心受压等构件的裂缝宽度控制极限状态进行可靠度分析，并对分项系数确定方法进行探讨，可供修订《水工砼结构设计规范》时参考。     

不锈钢筋混凝土柱小偏心受压性能

为了解决氯盐环境下混凝土结构中钢筋的锈蚀问题,采用新型的不锈钢代替传统碳素钢筋,开展不锈钢筋小偏压柱试验研究,探讨不锈钢筋混凝土柱小偏心受压的破坏过程以及各阶段的变形与裂缝发展规律,分析不锈钢筋的本构模型,开展小偏心受压构件极限承载能力的理论计算.结果表明：不锈钢筋混凝土小偏压柱跨中截面应变分布符合平截面假定,受力过程可以分为弹性、开裂、破坏3个阶段;不锈钢筋混凝土柱小偏心受压破坏模式与碳素钢筋小偏压柱相同,但变形较大,与碳素钢筋偏压柱相比具有更好的延性;不锈钢筋本构模型采用双斜线模型时与试验结果符合较好,且具有一定的安全储备,建议受压设计时予以采用;提升混凝土强度能够提高柱子受压极限承载能力,针对本文的不锈钢筋C70左右的混凝土提升效果较好.     

超载运营对服役桥梁受弯性能影响的试验研究

针对超载运营后服役桥梁使用性能的评估,开展了12根钢筋混凝土梁式构件在模拟多次超载行车后的受弯破坏试验.结合9根实桥旧梁构件的受弯试验和5根新梁模型构件的受弯试验资料,解决了基于模型试验的理论分析与服役桥梁构件实际状态之间差异造成的评估难点.基于桥梁构件在各级荷载下的挠度、应变和裂缝宽度等参数的研究分析,比较了各工况下的受弯承载力性能,提出了适用于超载运营的服役桥梁构件裂缝宽度影响系数,为精确评估服役桥梁的剩余承载力和耐久性提供了理论依据.     

预应力及钢筋混凝土构件短期刚度的简化计算

本文提出了一个用于计算矩形截面钢筋混凝土受弯和偏心受压构件,预应力混凝土受弯构件短期刚度的简化公式.建议公式简单实用,计算值与试验结果符合良好.     

HRB400级钢筋混凝土构件裂缝宽度的试验分析

通过4根HRB400级钢筋混凝土简支梁的试验，观测了试件的裂缝发展过程，对试验结果进行了讨论和分析，研究了这种结构的裂缝特点．试验研究结果表明，HRB400级钢筋混凝土受弯构件裂缝特点与普通钢筋混凝土构件相同，且在正常使用状态下，采用规范公式对此类构件进行裂缝宽度验算，实测值均小于计算值，所以利用规范公式进行裂缝宽度的估计是足够安全的．但因两者相差较大，应对裂缝公式进行修正．     

500MPa级钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的试验研究

通过对9根350 mm×200 mm×2200 mm 500 MPa级钢筋混凝土偏心受压柱受力性能的试验,分析了偏心受压柱荷载—挠度曲线、荷载—钢筋应变曲线、荷载—混凝土压应变曲线以及破坏形态的特点.试验研究结果表明,500 MPa级钢筋在柱中与混凝土协同工作性能较好,其强度得到了充分发挥.在试验和理论分析的基础上,提出了500 MPa级钢筋在混凝土柱中的强度设计取值fy=450 MPa和受压承载力计算公式的建议.     

大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型

基于16根箱形钢柱的拟静力试验及85个箱形构件的数值分析,研究反复水平荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的恢复力特性.通过对试验和有限元结果进行回归分析,得到骨架曲线关键点的求解公式.根据试验结果确定了反复荷载作用下偏心常轴压箱形钢柱的刚度退化和强度退化规则.在此基础上,提出大跨度空间结构箱形钢柱的恢复力模型,并与试验结果进行比较,得出恢复力模型的求解精度较高,尤其能准确反映构件的刚度退化和强度退化特征,可用于大跨度空间结构的弹塑性反应分析.     

GFRP 筋混凝土短柱偏压性能试验研究

进行了3组玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋混凝土短柱偏心受压破坏试验,对GFRP筋混凝土偏心受压柱的破坏形态、侧向挠度、内部筋体应变与混凝土表面的应变等试验结果进行了分析。结果表明：GFRP筋混凝土柱的破坏形式为受压破坏,随着初始偏心距的减小,GFRP筋混凝土柱的承载力有增大趋势;GFRP筋作为受压筋与混凝土的协同作用良好,且试件加载时的初始偏心距越小,混凝土与GFRP筋的协同作用越好;GFRP筋有较好的抗压性能,作为受力筋应用到混凝土受压构件中有很大的优越性。     

钢筋混凝土构件设计中两个问题的商榷

钢筋混凝土基本构件设计中,有两个问题值得商榷:(1)双筋受弯构件、大偏心受拉构件以及大偏心受压构件的正截面设计问题中的常见做法是在基于截面等效受压区高度等于界限高度时截面纵筋总配筋量最少的认识下将截面设计成界限截面,但根据推导,界限截面并不是纵筋总配筋量最少的条件,而且设计成界限截面还会丧失截面的延性,降低构件的可靠度.(2)在受弯构件斜截面抗剪承载力计算中,由于规范没有给出简化斜截面的水平投影范围,导致许多设计师无法计算斜截面上的剪力,继而用斜截面始端对应的正截面上的剪力值代替斜截面上的剪力值,这在概念上是矛盾的;同时,在有分布荷载作用时,数值上也是夸大的.     

带预应力约束拉杆R-CFT短柱轴压性能试验研究

为了解约束拉杆预拉力对矩形钢管混凝土短柱受力性能的影响,进行了3个带预应力约束拉杆短柱轴压试验和另外2个对比试验,对比试验试件中1个不带约束拉杆,1个带普通约束拉杆。预应力约束拉杆和普通约束拉杆均由M20高强度螺栓组成,作为普通约束拉杆的高强度螺栓,在构件受轴向压力前与钢管壁焊接成一体;作为预应力约束拉杆的高强度螺栓,在构件受轴向压力前通过扭紧螺帽产生预拉力,然后与钢管壁焊接成一体,由拉杆预拉力对钢管壁和核心混凝土进行预压。试验结果表明,设置约束拉杆后,构件的承载力提高,轴向变形能力增强;与普通约束拉杆相比,预应力约束拉杆能减小构件最大荷载时的变形,但对构件承载能力和后期变形能力影响不大;减小预应力约束拉杆的横向间距,可有效减小构件最大荷载时的轴向变形,提高构件前期刚度,但对构件承载力影响不明显;在截面宽度和拉杆数量不变的情况下,随着截面长宽比的增加,构件后期变形能力减小。     

配置高强钢筋的混凝土梁裂缝试验研究

采用两点对称集中的同步分级加载方式,对8根配置500MPa钢筋和4根配置400MPa细晶钢筋的混凝土梁进行静力加载试验,观测试件的裂缝发展过程,了解此类构件的裂缝特点,为工程中推广应用500MPa钢筋和400MPa细晶钢筋提供试验依据。试验结果表明,配置500MPa钢筋和400MPa细晶钢筋的受弯构件裂缝发展规律与普通钢筋混凝土受弯构件基本相同,但在正常使用状态下,按照现行混凝土结构设计规范对此类构件进行裂缝宽度验算,计算值均大于试验值。同时,结合其它67根配置高强钢筋的混凝土梁试验数据,评估了现行混凝土结构设计规范裂缝宽度公式的适用性,并在该规范的计算模式基础上,提出平均裂缝间距及短期最大裂缝宽度计算的修正公式,修正公式的计算结果与试验结果符合较好。     

配500MPa钢筋后张有粘结预应力混凝土梁受弯试验

目的研究采用500 MPa钢筋作为纵向受拉非预应力筋的后张有粘结预应力混凝土梁的受弯性能,了解其受弯破坏形态、受弯承载力、裂缝分布及变形等情况,为工程中推广应用500 MPa钢筋提供试验依据.方法采用两点对称集中的同步分级反位加载方式,对8根试验梁进行静力加载试验.结果开裂弯矩实测值与计算值比值的均值为1.094.考虑纵向受压非预应力筋参与受弯作用时,受弯承载力实测值与计算值比值的均值为1.032.正常使用状态下短期挠度和曲率实测值与各自计算值比值的均值分别为1.055和0.988.结论试验梁达到受弯极限状态时,尽管钢绞线配筋率较高而未屈服,但500 MPa钢筋可屈服,且梁的破坏仍具有一定延性.根据平截面假定和应变协调条件计算的受弯承载力与实测值符合较好.可按现行《混凝土结构设计规范》公式计算试验梁的变形.     

粘钢板补强偏心受压钢筋混凝土柱的极限强度

在理论分析计算与试验结果对比的基础上,论述和验证了偏压钢筋破柱粘钢板补强后的极限强度,可将钢板换算为钢筋后按普通钢筋桂偏压柱的极限强度计算公式计算。