再生混凝土梁受弯性能试验研究

通过试验比较了4根再生混凝土梁和1根天然混凝土梁在集中荷载作用下的抗弯性能,分析了再生骨料取代率对再生混凝土梁承载力、抗裂度、变形以及裂缝宽度等方面的影响,并对现行《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力公式对再生混凝土梁极限承载力计算的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大,抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力安全可行但安全储备有所减小。     

再生混凝土梁受弯性能试验研究

对再生混凝土梁进行受弯性能试验后发现,当再生粗骨料(RCA)取代率(质量分数)为40%,70%和100%时,再生混凝土梁极限承载力较普通混凝土梁分别降低了1.5%,4.1%和10.6%;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁下部根状裂缝数目增多、间距减小.研究表明:平截面假定适用于再生混凝土梁,再生混凝土梁的破坏形态及承载力-挠度曲线与普通混凝土梁相似;现行规范中开裂弯矩公式、极限承载力公式和挠度计算公式不适用于再生混凝土梁,建议将挠度计算值乘以1.3,开裂弯矩和极限承载力计算值乘以与再生粗骨料取代率相关的修正系数.     

钢纤维大粒径再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为研究掺入钢纤维的大粒径再生粗骨料混凝土梁的受弯性能,设计了 4根再生混凝土梁,主要设计参数为钢纤维掺量、再生粗骨料取代率、碳纤维布(CFRP布)加固.通过单调加载试验对4根梁的破坏特征、荷载-挠度曲线、钢筋应变以及抗弯承载力进行了研究,并采用ABAQUS有限元软件对4根梁进行了建模分析.结果表明,各试件梁均发生受弯破坏且平截面假定仍然成立;再生粗骨料取代率为50％和100％时,梁的承载力分别提高约8.4％和2.8％,采用碳纤维布加固后梁的承载力提高约7％;ABAQUS有限元软件分析结果与试验结果符合较好,基于现行规范公式得到的各试件梁极限抗弯承载力计算结果与试验结果符合较好,对钢纤维大粒径再生粗骨料混凝土梁设计具有较好的适用性.     

掺锂渣再生粗骨料混凝土梁变形性能试验研究

为分析掺锂渣再生粗骨料混凝土梁的变形性能,设计并制作了9根不同锂渣掺量及不同再生粗骨料取代率的试验梁,对其抗弯变形性能进行分析。结果表明:掺锂渣再生粗骨料混凝土梁受弯过程大致满足平截面假定。锂渣和再生粗骨料都可以提高梁试件的正常使用极限荷载,且锂渣对其影响更明显。梁试件跨中挠度随锂渣掺量的增加而减小,随再生粗骨料取代率的增加而先减小后增大。现行规范中关于正常使用极限荷载和挠度验算的相关规定和公式适用于掺锂渣再生粗骨料混凝土受弯梁,且计算偏于安全。     

型钢再生混凝土梁受弯性能试验及承载力计算

为了研究型钢再生混凝土(SRRAC)梁的受力性能,设计6个试件进行静力加载试验,考虑了再生粗骨料取代率和混凝土强度等级两个变化参数。通过试验,观察了该类梁的裂缝形态和破坏特征,获取其受力破坏全过程荷载-挠度曲线、截面的应变分布、极限承载力等重要参数;深入分析了再生粗骨料取代率、混凝土强度对型钢再生混凝土梁受力性能的影响规律;基于试验数据,探讨了型钢再生混凝土梁的正截面承载力计算方法。研究结果表明:再生粗骨料取代率对型钢再生混凝土梁的承载能力有一定的影响,随着取代率的增加,型钢再生混凝土梁的承载力有所提高,提高的幅度为5.95%¹7.63%;受力过程中截面的应变分布符合平截面假定,型钢再生混凝土梁具有良好的承载能力和变形性能。最后,提出了型钢再生混凝土梁正截面极限承载力计算方法,研究结果可供相关科学研究和工程应用参考。     

自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了不同纵向受拉钢筋配筋率的自密实轻骨料混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的抗弯性能。结果表明,在同级荷载作用下,自密实轻骨料混凝土梁纯弯段的裂缝分布较普通钢筋混凝土梁均匀,其极限抗弯承载力和截面刚度较小,各试验梁在受力过程中正截面平均应变符合平截面假定;通过增加受拉钢筋配筋率能够有效抑制裂缝的发展、增大截面刚度和提高极限抗弯承载力。提出了自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度计算公式,验证了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的梁的抗弯极限承载力计算公式适用于本文设计的试验梁,计算结果与试验结果均吻合。     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

再生砖轻骨料混凝土梁正截面抗弯性能研究

利用陶粒和以废砖为主的再生骨料制成7根不同再生砖骨料取代率(0,20%,40%,60%,80%,100%)的钢筋混凝土梁,通过正截面承载力试验,对相同强度等级的普通混凝土梁和再生砖轻骨料混凝土梁的正截面抗弯受力特点、破坏形式、裂缝开展特点、极限承载力,平截面假定进行了研究。对比分析2类梁受弯性能的异同点。试验结果表明:再生砖轻骨料混凝土梁与普通混凝土梁的受弯过程相似,都符合平截面假定,并且受取代率的影响较小。由于再生砖轻骨料混凝土梁质轻,与普通混凝土梁抗弯性能相差不大,具有一定的优越性,可以应用于工程中。     

震后建筑废物再生混凝土梁力学性能分析

为合理利用震后建筑废物,研究再生粗骨料混凝土的基本物理和力学性能,进行了钢筋再生混凝土梁的抗弯性能研究。分析了再生粗骨料取代率和配筋率对其受力性能的影响,比较了试件的载荷-位移曲线和承载力计算结果,得到了试件的裂缝扩展与试件参数间的对应关系。结果表明:再生粗骨料取代率越大,混凝土内部缺陷越复杂,钢筋再生混凝土梁刚度越低,试件破坏时裂缝数量越多,变形能力越强但仍符合平截面假定。根据再生混凝土的应力-应变关系,利用数值计算方法对钢筋再生混凝土梁的变形过程进行分析,建立了试件承载力的理论计算公式,其结果试验结果符合较好,且其分析方法安全可行,研究成果可为再生混凝土的工程应用提供参考。     

再生混凝土梁抗弯性能非线性有限元分析

采用有限元软件ANSYS对再生混凝土梁的抗弯性能进行非线性有限元分析。针对不同的再生粗骨料取代率和纵向受拉钢筋配筋率,在其余试件参数完全相同的情况下,研究再生混凝土梁正截面的抗弯性能。分析结果表明再生混凝土梁与普通混凝土梁的变形和裂缝开展情况基本相同,但抗弯刚度和延性存在差异。随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁的抗弯刚度有下降的趋势,但延性有所提高。另外,随着纵向钢筋配筋率的增大,梁的抗弯承载力不断提高,但变形能力逐步下降。最后,再生混凝土梁的抗弯过程与普通混凝土梁基本相同,平截面假定仍然成立。     

再生混凝土T形截面叠合梁受弯性能试验研究

通过对5根相同断面,相同配筋率,翼缘采用再生粗骨料取代率依次为0%、30%、50%、70%及100%的再生混凝土,腹板采用普通混凝土制备的T形截面叠合梁的弯曲试验,研究了各梁的受弯性能、变形特征及极限破坏形态等。结果表明:再生混凝土T形截面叠合梁的受弯性能和极限破坏形态与普通混凝土T形截面叠合梁类似;梁正截面的平截面假定依然适用;现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》依然适用于再生混凝土T形截面叠合梁极限承载力的计算。     

再生混凝土有腹筋简支梁斜截面抗剪试验研究

根据普通混凝土梁斜截面抗剪性能试验方法设计,对7根再生混凝土简支梁斜进行截面抗剪性能试验,研究再生混凝土梁斜截面受力特点和抗剪破坏机理,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁斜截面抗剪性能的影响,最后探讨再生混凝土梁抗剪强度计算公式,认为GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中普通混凝土梁抗剪承载力公式对再生混凝土梁同样适用,具有一定安全储备,并基于工程要求建议更适用于再生混凝土梁的抗剪公式。     

无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能

设计制作了5根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁,并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验,研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态、承载力、裂缝宽度及跨中挠度等力学性能。基于试验数据建立了与《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）相协调的无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁预应力钢筋应力增量计算公式,提出了无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的最大裂缝宽度及刚度的设计建议。结果表明:再生粗骨料替换率对无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的破坏形态、裂缝宽度、跨中挠度影响不大;达到承载力极限状态时无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量比无粘结预应力混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量大,但再生粗骨料替换率对应力增量的影响不显著。     

纵向配筋率对RC矩形梁挠度及裂缝宽度的影响

基于GB50010-2002混凝土结构设计规范的挠度及裂缝宽度验算公式,针对钢筋混凝土矩形截面梁,探讨了不同纵向配筋率对挠度及裂缝宽度的影响,从而有利干更好地理解相关参数变化的影响。     

钢筋再生混凝土简支梁的使用性能研究

通过8根钢筋再生混凝土简支梁正截面性能的试验,分析了再生混凝土梁的正截面受力性能。试验结果表明:在其他条件相同时,钢筋再生混凝土梁的挠度和最大裂缝开展宽度大于普通钢筋混凝土梁的挠度和最大裂缝宽度,且其挠度和裂缝宽度随再生骨料替代率的增加有增大的趋势,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)关于受弯构件的短期刚度和裂缝宽度计算方法已不适用于再生混凝土梁的挠度和裂缝宽度计算,需对再生混凝土的弹性模量和钢筋应变不均匀系数进行修正,文中给出了近似处理方法,具体计算方法有待进一步研究。     

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500 MPa钢筋和4根配置400 MPa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500 MPa钢筋和400 MPa细晶钢筋提供试验依据。试验结果表明,配置500 MPa钢筋和400 MPa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。     

HRB500级钢筋混凝土梁裂缝宽度试验研究

对15根配置HRB500级钢筋的混凝土梁进行裂缝宽度试验,研究试验梁中裂缝特性,分析GB50010—2002《混凝土结构设计规范》的裂缝宽度计算方法。分析结果表明:对于配置HRB500级钢筋的混凝土梁,钢筋应变εsm-εs平行性关系仍然成立;截面内力臂系数取0.87,与试验结果符合良好;裂缝间距及裂缝宽度试验值较规范公式计算值小,调整钢筋粘结特征系数为1.2,可提高规范公式计算精度;规范的裂缝计算模式能够反映实际裂缝规律,但最大裂缝宽度计算结果偏于保守。     

再生混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根不同再生骨料取代率配置500 MPa级钢筋的混凝土柱受力性能进行试验,分析再生混凝土柱的受压构件破坏形态、构件侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变等特征。将试验结果与按规范确定的承载力进行对比。研究结果表明,再生混凝土柱的破坏过程、形态、跨中侧向挠度曲线、混凝土应变、钢筋应变与普通混凝土区别不明显,取代率对柱的承载力影响不大。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》规定计算的受压承载力与试验结果符合良好,500 MPa级钢筋在再生混凝土柱中与混凝土协同工作性能较好,其抗拉强度和抗压强度均能得到充分发挥。在受压承载力计算中,500 MPa级钢筋的抗拉和抗压强度的设计值按GB 50010—2010规定取值均有较大安全储备。