钢/BFRP混杂配筋混凝土梁受弯性能试验研究

纤维增强复合(FRP)筋已成为混凝土结构中替代钢筋的一种实用建筑材料。然而,FRP筋的脆性大大降低了纯FRP筋增强混凝土梁的延性。为了提高FRP筋增强混凝土梁的抗弯延性,同时保留其高强度的特性,在混凝土结构中将钢筋与FRP筋混合使用,组成钢/FRP混杂配筋混凝土梁。为了研究不同配筋率的混杂配筋梁的受弯性能,文章制作并测试了3种配筋形式的混凝土梁,包括1根普通钢筋混凝土梁。1根玄武岩纤维复合(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋增强混凝土梁和3根钢筋与BFRP筋混杂配筋梁,并对其受弯性能进行试验研究。研究的主要参数为配筋率和BFRP与钢筋的面积比。试验结果表明:钢/BFRP混杂配筋混凝土梁在极限承载力和耐久性等方面要优于普通钢筋混凝土梁;与纯FRP筋增强混凝土梁相比,钢/BFRP混杂配筋混凝土梁具有更高的延性和更好的使用性能。钢筋的加入可以提高钢/BFRP混杂配筋混凝土梁的抗弯延性。     

基于声发射信号表征混凝土断裂过程的异常现象

混凝土作为一种人工石材,由于浇筑过程的影响,其断裂破坏过程不可避免地存在一定随机性。利用声发射实时动态无损监测技术,分析了带预制裂缝混凝土三点弯曲梁试件裂缝扩展发生偏移和钢筋混凝土三点弯曲梁破坏荷载循环增减等特殊试验现象存在的客观性。试验分析发现,预制裂缝尖端粗骨料的存在,致使裂缝并非沿着预制裂缝直接向前扩展,而是出现绕道扩展的现象;配筋率过大时,钢筋混凝土三点弯曲梁试件的破坏荷载值将维持在钢筋极限屈服强度附近循环变化。可见,钢筋混凝土三点弯曲梁试件的失稳荷载取决于配筋率的高低。研究成果表明声发射技术可为开展混凝土损伤断裂试验提供一种新的研究手段。     

无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度的试验研究

影响无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度的主要因素为无粘结预应力钢筋和粘结普通钢筋的配筋率。对１７根配筋率不同的无粘结部分预应力混凝土进行了试验，研究其变位特性，以实测数据为依据，推导出这种梁的挠度计算公式。     

玻璃纤维聚合物筋混凝土梁正截面承载力的计算方法

本文以62根玻璃纤维聚合物筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的试验结果为依据，分析配筋率对开裂弯矩和极限弯矩的影响。结果表明，配筋率对开裂弯矩的影响较小；当玻璃纤维聚合物筋的配筋率在平衡配筋率和弯剪界限配筋率之间变化时，玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的抗弯承载力随着配筋率的增大而增加。最后，讨论了玻璃纤维聚合物筋混凝土梁开裂弯矩和抗弯承载力的计算方法。     

高强钢筋含粗骨料超高性能混凝土梁抗弯承载力的正交分析

为了研究高强钢筋含粗骨料超高性能混凝土(Ultra high performance concrete with coarse aggregate, UHPC-CA)梁抗弯承载力的影响因素,利用正交试验法分析了钢筋等级、钢筋直径、截面有效高度和混凝土强度等级4个因素对高强钢筋UHPC-CA梁抗弯承载力的影响。结果表明:钢筋直径是影响高强钢筋UHPC-CA梁抗弯承载力的重要显著因子,钢筋等级和截面有效高度为一般显著因子,随着三者的增加,梁的抗弯承载力均逐渐提升;混凝土强度等级对高强钢筋UHPC-CA梁抗弯承载力的影响较小,随着混凝土强度等级的增加,抗弯承载力先略有降低后小幅增长。配筋率对普通钢筋UHPC-CA梁抗弯承载力的影响较大,而对高强钢筋UHPC-CA梁抗弯承载力的影响相对较小。     

钢筋混凝土迭合梁受力性能分析

1一期荷载作用下受力性能分析1．1一期荷载作用下迭合梁应力计算公式在一期荷载作用下，若变形的平截面假设成立，钢筋与混凝土处于弹性状态，预制梁裂缝高为C，则经推导可得一期荷载下迭合梁应力计算公式其中各量的意义见图1，。EI为钢筋弹模E。与预制梁混凝土弹。模Ecl的比值，即。EI。L／凡l。图1一期荷载下截面应力图12一期荷载引起的钢筋应力最大值在二期荷载作用下，裂缝高度将不断增大，在裂缝高度小于预制梁高度hi时，若认为MI一直作用在预制梁截面上，由MI引起的钢筋应力的最大值，可由（1）一（4）式求得，其值为其中内力臂…     

玻璃纤维聚合物筋混凝土梁裂缝和挠度的特点及计算方法

通过62根玻璃纤维聚合物筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的弯曲试验，探讨了玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的正截面受力性能。以这些试验结果为基础，本文重点分析了玻璃纤维聚合物筋类型、配筋率对裂缝间距、宽度以及梁挠度的影响，建议了适合于玻璃纤维聚合物筋混凝土梁特点的裂缝宽度和挠度的计算方法。     

UHPC材料连接的预制梁受弯性能试验研究

为研究UHPC预制装配梁的受弯性能,设计了8根梁进行静力加载试验,包括6根不同搭接长度的UHPC装配梁、1根普通混凝土装配梁及1根现浇混凝土对比梁,以分析不同搭接长度对UHPC装配梁受弯性能的影响。研究表明:UHPC装配梁的破坏形态与现浇混凝土对比梁相似,裂缝均匀分布于普通混凝土预制段且随着搭接长度增加,裂缝间距减小;UHPC装配梁承载力实测值与计算值比值大于1.36,并且远大于普通混凝土装配梁;增加钢筋搭接长度对提高UHPC装配梁的开裂荷载影响不大,当搭接长度为10 d时,UHPC装配梁的受弯性能基本与现浇混凝土对比梁相当。     

HRB400钢筋再生混凝土梁受弯承载力研究

通过7根配置HRB400钢筋再生混凝土简支梁和1根普通混凝土梁的对比试验,分析了再生骨料替代率、纵向钢筋配筋率等对再生混凝土梁正截面受力性能的影响。试验结果表明:钢筋再生混凝土梁的正截面破坏过程与普通混凝土梁相似,在受力过程中仍具有明显的弹性、开裂、屈服、破坏4个受力阶段;再生混凝土梁在受力过程中正截面应变变化基本符合平截面假定;采用现行混凝土结构设计规范计算的再生混凝土梁的极限承载力是可行的,而且计算结果具有一定的安全裕量。     

预应力CFRP加固再生混凝土梁裂缝分析

以7根预应力CFRP加固钢筋再生混凝土梁为研究对象,对再生混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式进行参数修正,提出预应力CFRP加固再生钢筋混凝土梁最大裂缝宽度的计算公式,结果表明计算值与试验值误差较小,吻合良好。     

钢筋增强高韧性水泥基复合材料梁受剪延性分析

为分析钢筋增强超高韧性水泥基复合材料简支梁在集中荷载作用下的受剪承载力和延性性能,对9根超高韧性水泥基复合材料梁和1根混凝土梁开展了集中荷载作用下不同配筋率、不同配箍率及不同剪跨比的抗剪试验研究。结果表明,钢筋增强超高韧性水泥基复合材料梁较之普通钢筋混凝土梁具有更好的抗剪性能和延性性能。介绍了加载试验中试件规格、加载方式及测量设备等,分析了影响试件受剪延性性能的因素。     

各因素对简支Ｔ形截面钢筋混凝土 梁抗爆性能的影响

利用ＬＳ－ＤＹＮＡ软件建立了简支Ｔ形截面混凝土梁有限元模型,分别对梁整体振动频率、梁钢 筋应力、混凝土破坏程度进行了分析并研究了配筋率对爆炸荷载作用下梁抗爆性能的影响,以及截面高 度与翼缘尺寸的改变对梁抗爆性能的影响。研究发现:爆炸荷载作用下梁的振动频率均小于固有频率; 与增加纵筋配筋率相比,增加箍筋配筋率能更有效地提高梁抗爆性能,增加梁截面高度会使梁振动频率 增大,提高梁抗爆性能;增加翼缘宽度不利于提高梁抗爆性能,但是增加翼缘厚度能减小梁跨中截面挠 度、增大振动频率、增加梁整体刚度,从而有效地提高梁的抗爆性能;跨中截面梁底纵筋最大应力小于钢 筋屈服强度（ｆｙ＝400ＭＰａ）,支座处箍筋应力超过钢筋屈服强度;“提高箍筋配筋率＋增加梁截面高度＋ 增加翼缘厚度”为提高Ｔ形截面梁抗爆性能的最优组合模式。     

基于ANSYS的再生砖粗骨料混凝土梁受弯性能有限元分析

为深入了解再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能,通过ANSYS有限元分析软件,对不同再生砖粗骨料替代率和不同纵向受拉钢筋配筋率的混凝土梁受弯性能进行了模拟分析。结果表明:混凝土梁的有限元计算结果与试验结果吻合较好,有限元数值分析可以有效的模拟再生砖粗骨料混凝土梁的受弯性能;再生砖粗骨料替代率和纵向受拉钢筋配筋率对混凝土梁的极限弯矩与跨中极限挠度影响显著,再生砖粗骨料影响系数k在配筋率为1.01¹.48%范围内时稳定较好。     

钢筋混凝土集中荷载梁斜截面受剪承载力统计计算

分析了广义剪跨比、混凝土强度、腹筋和纵向钢筋对钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的影响。采用多项式相加的形式,用统计分析的方法,对收集到的307根集中荷载下剪压破坏梁的试验数据进行了分析研究,建立了具有95%保证率的斜截面受剪承载力统计计算方法。对比计算结果表明,该方法与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程模拟

改进后的扩展有限元法位移函数能够更好地反映真实的裂缝尖端渐近位移场,而且无需后处理便可求得应力强度因子,从而为分析裂缝扩展过程提供了便利。为研究钢筋混凝土三点弯曲梁裂缝扩展过程的规律,采用改进后的扩展有限元方法模拟了不同配筋率和不同钢筋位置的三点弯曲梁。文中阐述了改进后扩展有限元法的基本原理,利用虚功原理推导了其支配方程,并介绍了钢筋混凝土三点弯曲梁的应力强度因子计算方法。研究表明:对于超筋结构,起裂断裂韧度与试件配筋率无关;钢筋处于临界位置时起裂韧度与失稳韧度均达到最小值0.567和1.666 9 MPa·m0.5,且钢筋贯穿裂缝时的断裂韧度小于钢筋未贯穿裂缝时的值,对含有宏观裂缝的结构进行锚杆加固时应将锚杆置于裂缝前端。     

锈蚀钢筋混凝土梁截面协同工作系数研究

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和混凝土之间的黏结-滑移本构关系,推导出以纵向受拉钢筋拉力表达的锈蚀梁非线性微分方程。通过求解该微分方程,给出了考虑黏结滑移的锈蚀梁非线性解析解和截面协同工作系数理论表达式,使锈蚀钢筋黏结强度降低系数与截面协同工作系数之间得到了统一。文中还对影响截面协同工作系数的因素,即锈蚀量特征值、荷载作用形式及截面位置进行了讨论,并与试验归纳总结的截面协同工作系数进行了比较分析,说明了该理论表达式的合理性。     

纤维塑料筋混凝土梁挠度的计算方法

本文基于本课题组与国外已有试验研究,根据纤维塑料筋混凝土梁的非线性有限元分析与试验结果的验证,对纤维塑料筋混凝土梁挠度的计算方法进行了较系统的研究.研究表明,纤维塑料筋混凝土梁的刚度随配筋率和混凝土强度的提高而增大;当纤维塑料筋混凝土梁发生受拉破坏时,增加配筋率可提高其极限变形能力,而当发生受压破坏时,极限变形能力与配筋率成反比;纤维塑料筋混凝土梁开裂截面内力臂长度系数可取为0.94.在此基础上,提出了纤维塑料筋混凝土梁挠度的设计建议.按本文建议公式计算的纤维塑料筋混凝土梁挠度值与试验结果吻合良好.     

钢筋混凝土短梁正截面特性的试验研究

(一) 前言随着生产建设的发展,目前我国常用的混凝土标号和钢筋强度日益提高,对截面高度较大的水工建筑物来说,这意味着截面配筋率的越来越小,因此研究低配筋钢筋混凝土构件的受力特性,对水工结构具有实际意义。     

高流态混凝土在山口电站工程中的应用

山口电站引水建筑物为钢筋混凝土受力结构,由于钢筋量大层密,常规的混凝土入仓施工方法很难保证施工质量,因此采用了高流态混凝土进行浇筑。经过试验成功后向泄水建筑物的拦污栅、混凝土预制梁等结构复杂,钢筋密集,常规混凝土振捣困难的结构进行推广运用,为高流态混凝土在水利工程中的应用积累了经验。     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。