钢筋钢纤维混凝土牛腿正截面承载力试验研究

根据钢筋钢纤维混凝土牛腿受弯试件的试验结果,讨论了钢纤维体积率对牛腿裂缝宽度、挠度以及正截面受弯承载力等的影响,建立了钢筋钢纤维混凝土牛腿正截面受弯承载力的计算模型,给出了与钢筋混凝土牛腿计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土牛腿正截面受弯承载力计算公式。     

FRP筋混凝土梁裂缝宽度的计算方法

本文在本课题组和国外FRP筋混凝土梁试验结果的基础上,对我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)和《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)中纵向钢筋相对粘结特性系数、钢筋混凝土梁裂缝截面内力臂长度系数以及考虑钢筋表面形状的系数进行修正,提出FRP筋混凝土梁最大裂缝宽度设计建议。与ACI440.1R-06相比,采用本文建议公式的最大裂缝宽度计算值与试验值更为吻合。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁斜截面抗裂计算方法

通过钢筋钢纤维增强部分混凝土梁的试验研究 ,建立了反映钢纤维混凝土层厚影响的斜截面抗裂剪力的计算模型 ,提出了与普通钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维混凝土梁相衔接的斜截面抗裂剪力的计算公式     

等径离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆试验研究

通过试验研究300mm,6m钢筋钢纤维混凝土电杆的受力性能,包括抗裂度、裂缝宽度及其分布形态、跨 中挠度、延性和极限承载力等。试验证明:掺入适量钢纤维后(本次试验掺量为1.0%),电杆的抗裂度得到提高,裂缝 宽度减小,部分截面处裂缝呈短细非贯通性分布形态,延性破坏性质增强,极限承载力有所增大。结合电杆离心成型 工艺特点和钢纤维分布规律进行了分析,为工程应用提供了理论依据。     

大比尺钢衬钢纤维自应力混凝土圆形管道在内水压下的性能试验研究

本文通过模型实验,研究钢衬圆形压力管道的外包钢纤维自应力钢筋混凝土在内水压力作用下的性能,包括荷载-变形曲线,管道的开裂和极限荷载以及裂缝宽度,内水压与钢衬、钢筋、混凝土的应力关系等,并结合试验结果对这种管道的适用性进行分析。实验结果表明,钢纤维自应力混凝土能够显著地提高管道混凝土的开裂荷载,能够达到普通管道的2～3倍;钢纤维和自应力管道外包混凝土的裂缝宽度都有减小的作用。     

开裂混凝土中碳钢与不锈钢钢筋腐蚀速率研究

为了揭示裂缝宽度对混凝土中碳素钢与不锈钢钢筋锈蚀速率的影响,本文在钢筋腐蚀电化学理论的基础上,考虑裂缝对混凝土中氯离子和氧气输运的影响、氧气对钢筋锈蚀的作用,建立开裂混凝土数值模型探究了钢筋的腐蚀过程。通过与试验结果的对比分析验证了数值模型的正确性,并以此为基础开展了参数敏感性分析。研究结果表明：阳极极化过程和氧气供给是影响钢筋腐蚀速率的两大制约因素,裂缝除了能够提前钢筋由钝态转化为腐蚀态的时刻,也会对碳钢腐蚀稳定后的腐蚀速率大小产生影响,减小裂缝宽度和氯离子扩散系数能有效限制钢筋的腐蚀速率。与碳素钢筋相比,即使在更恶劣的侵蚀条件下不锈钢钢筋仍表现出了更好的耐蚀性能。     

碳纤维材料在混凝土受弯构件加固中的应用分析

介绍了碳纤维对梁及板的加固,通过对CECS 146—2003《碳纤维片材加固混凝土结构中技术规程》中的公式进行编程计算,分析了影响碳纤维材料对梁板构件受弯和受剪承载力提高的主要因素,指出梁的高宽比、受拉钢筋配筋率及碳纤维厚度是影响受弯承载力的主要因素;而受剪承载力与影响因素多为线性关系,且条带宽度与条带净间距的比值越大,受剪承载力提高的越多。     

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。     

考虑粘结滑移的锈蚀钢筋混凝土梁非线性实用分析方法

本文将锈蚀钢筋混凝土梁视为由锈蚀钢筋和混凝土组成的存在粘结滑移的组合梁,以锈蚀钢筋与混凝土之间的变形协调条件为依据,引入反映锈蚀钢筋混凝土力学性能的本构关系和锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结-滑移本构关系,推导出以纵向受拉钢筋拉力N表达的锈蚀钢筋混凝土梁非线性微分方程。通过求解该微分方程,给出了考虑粘结滑移的锈蚀钢筋混凝土梁非线性解析解,以该解析解为基础,给出了以锈蚀钢筋混凝土梁特征值-λ表达的截面协同工作系数理论表达式。通过该截面协同工作系数,建立了能准确反映粘结滑移的锈蚀钢筋混凝土梁截面承载力与变形的非线性实用分析方法,使锈蚀钢筋粘结强度降低系数与截面协同工作系数之间得到了统一,解决了二者之间长期以来不协调的矛盾,编制了计算机程序,并与已有实验结果进行了对比,说明了该方法的准确性。     

超期服役钢筋混凝土电杆抗弯承载能力研究

对广西电网220 kV西南线运行近50年的混凝土电杆进行了健康状态检测,对3根环形截面混凝土电杆杆段和6个钢板接头试件进行了抗弯试验,以研究超期服役钢筋混凝土电杆的抗弯承载力。通过试验观察各个试件的受力全过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线、开裂荷载、极限荷载、裂缝发展形态及宽度等重要参数。在试验基础上,对该类结构杆件的破坏机理和承载能力计算方法进行了分析。结果表明:钢筋混凝土电杆在服役近50年后,混凝土基本上完全碳化,钢筋已锈蚀,钢板环箍接头锈蚀严重,试验破坏形态均表现为典型的受拉破坏,接头承载能力强于杆身承载能力。研究结果可为超期服役混凝土电杆健康状态评价、安全性评估、剩余寿命预测和输电资产优化管理等提供科学的借鉴和依据。     

配置碳纤维格栅的大保护层钢筋混凝土梁的裂缝试验研究

为了解决水工结构中大保护层钢筋混凝土构件裂缝宽度较大、耐久性差的问题,提出了在保护层中配置纤维格栅,以降低裂缝宽度和改善其裂缝性能。共制作了12根大保护层钢筋混凝土梁进行四点弯曲试验,其中3根梁未配置碳纤维格栅、另外9根梁配有碳纤维格栅。试验研究了保护层厚度、纤维格栅尺寸、纤维格栅层数等参数对梁开裂过程中裂缝数量、裂缝间距和裂缝宽度的影响,然后在现有规范关于裂缝宽度计算理论的基础上,推导出配置纤维格栅的大保护层钢筋混凝土梁的裂缝宽度计算公式。试验结果表明,配置纤维格栅对限制大保护层钢筋混凝土梁的裂缝扩展具有良好效果,且随着纤维格栅网格尺寸的减小、层数的增加,梁的开裂荷载提高,且最大裂缝宽度和平均裂缝间距显著降低。提出的配置纤维格栅的大保护层钢筋混凝土梁的最大裂缝宽度验算公式的计算值与试验值吻合较好,为纤维格栅的应用提供设计依据。     

荷载与锈蚀共同作用下钢筋混凝土梁抗弯试验研究

通过对持续荷载作用下锈蚀梁、加载后卸载锈蚀梁、持续加载不锈蚀梁和参考梁的对比试验,研究不同荷载作用对钢筋混凝土梁中钢筋锈蚀及梁变形性能和剩余承载力的影响。在整个锈蚀试验过程中施加持续荷载,通过对钢筋施加外加电流和交替喷洒盐水加速钢筋锈蚀,达到预定的时间后进行剩余承载力试验。结果表明,荷载对钢筋锈蚀有明显影响,荷载作用使梁锈蚀加速,钢筋产生不均匀锈蚀,梁的挠度增大,破坏形态发生改变,剩余承载力降低。     

基于电子散斑干涉技术的混凝土裂纹扩展特性研究

由于存在断裂过程区,混凝土材料的断裂行为表现出一定的非线性,材料的断裂性能对水工结构的承载力和耐久性评估至关重要。为了研究混凝土的非线性断裂行为,对带预制切口的混凝土梁进行三点弯曲试验,采用电子散斑干涉（ESPI）技术获得梁表面的位移场。通过分析梁试件在15个加载步下的裂纹扩展状态,即COD（裂纹张开位移）与a（裂缝长度）的关系,分析混凝土裂纹扩展规律。鉴于线弹性断裂力学（LEFM）公式不适用于裂纹尖端附近的位移计算,在ESPI测量结果的基础上,通过对COD-a曲线进行分段分析,建立了适用于裂缝全长度的COD-a的函数关系式。     

大型多纵梁矩形渡槽结构静力计算方法研究

根据大型多纵梁矩形渡槽槽身结构及其受力特点,研究了其结构静力计算的方法,并对梁格法、三维实体单元有限元法和实用空间分析法进行了对比。作者提出的实用空间分析法,简单实用又便于配筋,计算结果的精度能满足工程设计的要求。结构设计时可采用作者提出的实用空间法计算内力并进行配筋设计,用三维实体有限元方法校核主要受力断面的应力状态。     

配筋方式对堆石坝面板裂缝扩展的影响

本文根据断裂力学理论和虚拟裂缝模型,结合钢筋与混凝土的粘结模型,详细分析配筋方式对堆石坝面板表面裂缝扩展的作用,对工程中普遍采用的面板中部单层配筋方式提出质疑,认为只有将配筋设置在面板上部,才能很好地控制面板表面裂缝的扩展,充分发挥材料各自的力学特征。首先从混凝土结构学的角度,对以上观点进行论证,并以三点弯曲切口梁为例,详细分析无配筋、单层配筋和双层配筋这三种情况下,极限荷载与裂缝扩展长度的关系。通过对比认为,配筋能有效抑制裂缝的扩展,而在配筋率相同的情况下,将单层配筋置于面板上部比双层配筋更能控制裂缝的扩展,论证了将配筋置于堆石坝面板中部这一做法的不合理性,从而使得面板配筋设计更加科学合理。     

洛热1 号锅炉钢架立柱扭曲、弯曲的校正处理

洛阳热电厂l 号锅炉钢架立柱扭曲、弯曲变形的主要原因是由于存放时间长,焊接应力释放造成的。采用的热校机理与焊接机理相似,只是变形方向相反,用带状加热处理弯曲变形,用三角状加热处理扭曲变形,也可两者同时采用。带状加热时烤把直线移动,同时在宽度方向上作一定幅度的摆动,加热宽度视变形大小而定,且不宜大于钢材厚度的2 倍;三角状加热即加热区域为三角形,底边在被校正钢板的一边,顶点指向校正方向的一边。