高温后钢筋混凝土梁剩余承载性能试验研究

通过对7根高温后钢筋混凝土简支梁试件和3根常温对比梁试件的静力试验,研究受火时间、剪跨比、配箍率、楼板翼缘对钢筋混凝土梁剩余受剪性能和剩余受弯性能的影响。利用有限元程序,分析ISO 834标准升降温全过程对混凝土梁截面内各点最高过火温度的影响,提出了三面受火后钢筋混凝土梁受剪承载力的计算方法。研究结果表明：高温作用使梁的受弯承载力和受剪承载力降低、挠度增大;楼板翼缘对梁的受弯承载力具有一定的提高作用,但对受剪承载力影响不大;降温段对截面内部混凝土曾经历的最高过火温度影响较大,梁截面宽度250 mm、高度400 mm的混凝土矩形截面按ISO 834标准曲线三面受火1h、2h后,是否考虑降温段可使截面内最高过火温度最大相差283、251℃;提出的高温后钢筋混凝土梁受剪承载力计算式具有一定的安全保证率。     

再生混合钢筋混凝土梁受剪性能试验研

为揭示再生混合钢筋混凝土梁的受剪性能,开展了12个再生混合钢筋混凝土梁试件与2个常规混凝土梁试件的对比试验,研究了试件的斜截面受力与变形特性,基于试验结果提出了再生混合钢筋混凝土梁的受剪承载力计算公式。研究结果表明：再生混合钢筋混凝土梁具有与常规混凝土梁几乎相同的初始刚度;无腹筋时,再生混合钢筋混凝土梁的开裂荷载和受剪承载力均比常规混凝土梁明显偏低,但有腹筋时两类试件的开裂荷载和受剪承载力十分接近;采用现行规范计算有腹筋再生混合钢筋混凝土梁的受剪承载力具有与常规混凝土梁相近的安全性。图12表3参12     

型钢混凝土暗梁受力性能试验研究

为研究型钢混凝土暗梁的受弯和受剪性能,分别进行了6个试件的受弯试验和6个试件的受剪试验。试验着重研究了不同型钢截面尺寸、暗梁截面高度和型钢截面类型(蜂窝式型钢和实腹式型钢)对试件破坏形态、受弯承载力、受剪承载力的影响规律。试验结果表明:受弯试验中,所有试件均表现出良好的受弯性能,延性较好,蜂窝式型钢对试件的变形能力和受弯承载能力影响较小。受剪试验中,所有试件的剪切延性良好,但蜂窝式型钢弱化了型钢混凝土暗梁的抗剪能力。在试验结果的基础上,给出了型钢混凝土暗梁的受弯承载力计算公式,并提出了型钢混凝土暗梁的受剪承载力计算公式,计算结果精度较高,可用于该形式下暗梁的受弯和受剪承载力计算。     

火灾后陶粒混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋陶粒混凝土结构的受力性能,对一组陶粒混凝土简支梁进行高温过火及火灾后的常温加载试验.与火灾前相同陶粒混凝土和普通混凝土构件进行对比,过火后试件的正截面受弯和斜截面受剪承载力均有不同程度的降低.同时,对陶粒混凝土试件的高温过火及过火后的加载试验进行有限元模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析.     

高性能混凝土深梁火灾反应及火后抗剪性能

设计了C30,C50和C80高性能混凝土深梁试件各3个,先针对其中的2个分别完成了在600℃和800 ℃高温下的火灾试验.通过对经历温度场、高温后试件的表面颜色、裂缝和完整性的观察,进行了普通混凝土和高性能混凝土深梁在无荷载状态下的火灾反应对比分析.之后对高温后的深梁进行了抗剪性能试验,在与常温下深梁受力性能对比分析的基础上,完成了高温后各深梁的挠度、承载力等抗剪性能的研究.最后通过试验与计算分析对比,建议了高性能混凝土深梁高温后抗剪承载力计算理论模式.     

部分预制装配型钢混凝土梁受力性能试验研究

结合国内外现有研究成果,提出部分预制装配型钢混凝土梁。结合2个系列7个梁试件的受弯性能静力试验及3个系列17个梁试件的受剪性能静力试验,对部分预制装配型钢混凝土（PPSRC）梁、空心部分预制装配型钢混凝土（HPSRC）梁的受弯性能以及处于正、负弯矩区段的部分预制装配型钢混凝土（PPSRC）梁和采用蜂窝型钢的部分预制装配型钢混凝土（PPCSRC）梁的受剪性能进行试验研究。结合与全现浇型钢混凝土（SRC）梁试件的比较分析,对制作方式、截面形式和现浇混凝土强度对PPSRC梁、HPSRC梁以及PPCSRC梁受力性能影响进行了分析。结果表明,文中提出的预制外壳能够很好地与现浇混凝土协同工作,浇筑方式及现浇混凝土强度对试件的承载力影响较小。基于试验结果提出适用于PPSRC梁及PPCSRC梁的实用抗剪公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

高温后型钢再生混凝土梁受弯试验及承载力计算

为揭示高温后型钢再生混凝土(SRRAC)梁的受弯破坏机理,以高温温度和再生粗骨料取代率为变化参数对12个试件进行不同温度作用后(20,200,400,600℃)的静力单调加载试验,观察并获得不同温度后试件的外观变化以及受力破坏过程和形态,获取了荷载-挠度曲线、截面应变分布和极限荷载等重要信息,然后对各变化参数对试件力学性能的影响进行分析。结果表明:高温后型钢再生混凝土梁的受弯破坏形态与常温下基本相同,表现为弯曲破坏、黏结破坏和斜压破坏三种。高温后型钢再生混凝土梁仍具有较好的后期变形性能,但600℃高温后,梁抗弯承载力下降明显,且全再生混凝土梁承载力下降幅度最大。最后给出了高温后型钢再生混凝土梁剩余抗弯承载力的计算方法。     

碳纤维布加固低强度混凝土开孔梁受力性能研究

对碳纤维布(CFRP)加固低强度混凝土开孔梁的受力性能进行了试验研究,孔开设在梁剪弯段,分为圆孔和方孔两种。研究了开孔梁加固前后的承载力、变形性能,并与未开孔梁进行了对比。试验结果表明,剪弯段开孔后梁的承载力比未开孔梁降低,开孔梁底部钢筋不能发生屈服,呈明显的剪压破坏状态;经碳纤维布加固后,开孔梁的承载力有明显的提高,与未开孔梁基本相当;开孔梁底部钢筋发生屈服,与未开孔梁一样呈明显的受弯破坏状态;试验结果还表明,在加固前后,开圆孔的梁的受力性能均好于开方孔的梁。这些试验结果可为今后混凝土开孔梁的进一步研究提供参考。     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁受剪性能试验研究

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受剪性能,设计了6个混凝土梁试件,首先按照ISO 834国际标准升温曲线对其中5根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板高度与螺栓间距对加固梁受剪承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明：梁侧锚固钢板加固法能显著提高高温后钢筋混凝土梁的受剪承载力,并改善原混凝土梁的整体受力性能;受剪性能的加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小;在梁侧锚固钢板加固梁中,钢板与混凝土存在纵向与横向滑移;螺栓间距对钢板与混凝土之间协同工作的程度影响较大。     

蜂窝型钢高性能混凝土梁受力性能试验研究

针对不同的型钢保护层厚度、剪跨比、型钢形式以及有无抗剪键这四个因素,对6根蜂窝型钢高性能混凝土梁和1根实腹型钢高性能混凝土梁进行静载试验,以此来探讨这种新型结构的受力性能。试验结果表明:蜂窝型钢高性能混凝土梁符合平截面假定;梁在剪跨比λ≥1.5时的破坏可分为弯剪破坏、剪切劈裂破坏、一般弯曲破坏与弯曲劈裂破坏四种形态;蜂窝型钢高性能混凝土梁的黏结滑移性能明显优于实腹型钢高性能混凝土梁;在蜂窝型钢中加入抗剪键对梁的极限承载力、黏结滑移及挠度变化影响不大;蜂窝型钢高性能混凝土梁的刚度比扩张前的实腹型钢高性能混凝土梁的刚度大,且延性要好;型钢保护层厚度对梁的极限承载力影响较大;梁的极限承载力及开裂荷载与剪跨比有关,具体表现为随着剪跨比的减小而变大。研究将为蜂窝型钢高性能混凝土梁的相关计算理论及工程应用提供参考。     

受火后钢筋RPC简支梁受力性能试验研究

为了研究受火后活性粉末混凝土(RPC)构件的力学行为及其变形性能,完成5根受火后钢筋RPC简支梁受弯试验,获得了梁的正截面剩余承载力、荷载 跨中位移曲线及裂缝发展规律,考察了配筋率、荷载水平、受火时间等因素对受火后钢筋RPC简支梁受力性能的影响,并将试验结果与常温下受力性能进行对比分析。结果表明：配筋率为220%~5.13%、受火时间135min时,受火后钢筋RPC简支梁均保持为适筋破坏,且配筋率越大,剩余承载力越高,荷载水平越高、受火时间越长,剩余承载力越低;通过简化计算模型得到受火后钢筋RPC简支梁正截面剩余承载力计算值,与试验值吻合较好;受火后配筋率不低于3.94%的各试验梁剩余承载力与常温下相比降低了10%左右,钢筋RPC简支梁受明火作用后的承载力损失较小。     

FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力计算修正方法

针对FRP筋混凝土深受弯构件,为了建立可以考虑多因素影响及尺寸效应的受剪承载力计算方法,搜集国内外相关文献,整理得到316组FRP筋混凝土深受弯构件的受剪承载力试验数据。采用灰色关联度分析法分析相关因素(梁截面高度、剪跨比、跨高比、配筋率等)对FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力影响的重要程度,定量揭示各因素对受剪承载力的影响规律。研究结果表明：梁截面高度、纵筋率、剪跨比、跨高比及腹筋率等是影响FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力的重要因素。通过对试验数据的回归分析,提出了尺寸效应、纵筋率、剪跨比和跨高比修正系数及腹筋安全系数,建立了可以考虑多因素影响的FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力的计算方法。通过受剪承载力计算值与试验值的对比,验证了计算公式的合理性及准确性。     

高温后型钢再生混凝土梁的受力性能及承载力计算

为了研究高温后型钢再生混凝土梁的受力性能,以温度、再生粗骨料取代率和剪跨比为变化参数,设计32个试件进行高温后的静力加载试验,观察了高温后试件的外观变化和受力破坏形态,获取其荷载-挠度曲线、截面应变分布和极限承载力等重要参数,分析了各变化参数对高温后型钢再生混凝土梁力学性能的影响,并探讨了其极限承载力计算方法。研究结果表明：高温后型钢再生混凝土梁的表面颜色由灰色变暗黄、表面龟裂,受力破坏形态与常温下基本相同;随温度的升高,试件的极限承载力和刚度逐渐降低,延性变差;再生粗骨料取代率的变化对试件的承载力和刚度影响不大,但对延性有一定的影响;随着剪跨比的增大,试件的承载力和刚度降低,延性却更好。     

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。     

部分预制装配型钢混凝土梁受弯性能试验研究

为充分发挥型钢混凝土在受力性能及预制装配结构在施工等方面的优势,提出两种部分预制型钢混凝土梁。通过7个T形截面梁试件的弯曲静力试验,对部分预制装配型钢混凝土梁（PPSRC）、部分预制装配型钢混凝土空心梁（HPSRC）及全现浇型钢混凝土梁（SRC）的受弯破坏形态和承载能力进行对比分析,研究了预制装配、梁截面空心和现浇混凝土强度对PPSRC梁和HPSRC梁受弯性能的影响。研究结果表明：HPSRC梁和PPSRC梁具有相似的受弯承载力与破坏形态,预制装配与截面空心对两种梁的受力性能影响较小;随着现浇混凝土强度的提高,HPSRC梁和PPSRC梁的受弯承载力均有所提高;对两种部分预制装配型钢混凝土梁进行截面受弯承载力分析,其计算结果与试验结果吻合较好。     

受弯混凝土箱梁翼缘有效宽度试验研究与分析

在大比例长悬臂梯形截面混凝土箱梁模型受弯性能试验研究的基础上,结合混凝土箱梁的特点,通过选用相应的单元类型和材料本构关系,运用ANSYS大型有限元分析程序模拟了试验全过程,模拟结果与试验结果吻合较好;大量参数分析表明：在弹性受力范围内,宽跨比是影响翼缘有效宽度计算系数的主要因素;在承载力极限状态下,影响翼缘有效宽度计算系数的主要因素有宽跨比、纵向受拉区钢筋配筋率、钢筋屈服强度以及混凝土抗压强度。分别给出了翼缘有效宽度计算系数在弹性工作状态下和承载力极限状态下的计算公式,为初等梁理论应用于解决混凝土箱梁正截面受弯承载力计算提供了试验和理论依据。     

机制砂钢筋混凝土梁受弯与受剪性能试验研究

为了从机制砂骨料的细观指标出发,研究机制砂混凝土梁的受弯与受剪性能,选取了天然砂和3种机制砂,对比了不同骨料的颗粒级配、细度模数、石粉含量、MB值等材性指标,利用图像分析处理技术获取不同骨料的形状参数,通过试验对比了不同细骨料混凝土的工作性能、抗压强度和体积稳定性能;分别设计了受弯和受剪天然砂及机制砂钢筋混凝土梁,通过荷载试验,比较不同细骨料混凝土梁的开裂荷载、挠度曲线和承载力等受力性能指标。研究结果表明：采用延性参数与圆度参数可以反映不同类型骨料间的颗粒形状差异,颗粒级配合理、形状参数良好的机制砂混凝土的强度和长期干缩性能可以达到甚至超过天然砂混凝土的,机制砂和天然砂钢筋混凝土梁的受弯、受剪破坏形态相似,承载力与其混凝土强度相关,可采用现行设计方法对机制砂混凝土梁进行承载力设计。天然砂钢筋混凝土梁抗裂能力略优于机制砂钢筋混凝土梁的,为此,采用现行开裂荷载计算方法会高估机制砂混凝土梁的开裂荷载,建议对机制砂钢筋混凝土梁的开裂荷载设计进行适度调整。     

温度-荷载耦合作用下端锚CFRP加固RC梁受弯性能研究

为研究端部锚固对碳纤维增强聚合物(CFRP)加固钢筋混凝土(RC)梁高温性能的影响,进行了温度和荷载耦合作用下带有端部锚固的CFRP加固梁受弯性能试验,采用纯外贴、钢压板锚固和自锁式锚固等不同端锚形式,对比分析端部锚固措施对加固梁受弯性能的影响。结果表明：与纯外贴CFRP加固梁相比,端部锚固提高了加固梁常温及高温下的受弯性能;钢压板锚固在常温下可以有效限制CFRP端部剥离,CFRP强度利用率由43.6%提高至79.3%,极限荷载提高12%左右;但是温度达100℃后钢压板锚固无法限制CFRP剥离,承载力退化至未加固水平,加载过程中最大强度利用率只有50.5%;自锁式锚固法在任何温度下均可限制CFRP剥离,其破坏形式多为CFRP拉断,可以最大限度地提高CFRP强度利用效率;在试验温度100℃下极限荷载相比纯外贴形式的提高了22.7%,在试验温度120℃下极限荷载相比钢压板锚固试件仍提高10%。引入了承载力退化系数,给出了温度-荷载耦合作用下端锚CFRP加固梁正截面受弯承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

高温后预制装配式叠合梁受弯性能试验研究

为研究荷载比、受火时间、叠合参数对预制装配式混凝土叠合梁高温后残余受弯性能的影响，共设计了14根T形截面叠合梁，其中12根梁分别进行受火试验及受火后静载试验，剩余2根梁进行常温静载试验；采用有限元软件ABAQUS中的三维弹簧单元模拟了预制-现浇混凝土叠合面的相互作用，提出了叠合梁受火后受弯承载力计算方法。研究结果表明：随受火时间增加，叠合梁残余承载力逐渐降低；相同受火时间下，荷载比越大，叠合参数越小，截面所历经的最高温度越大。荷载比与叠合参数均对叠合梁残余承载力有一定影响，受火时间为120 min时，同一叠合参数下，荷载比为0的梁的残余承载力较荷载比为0.44的提高了19%;相同荷载比下，叠合参数为0.6的梁残余承载力较叠合参数为0.4的提高了24%。考虑到高温后普通混凝土梁残余承载力计算式不再适用于叠合梁，通过引入折减系数，提出了适用于火灾后叠合梁残余承载力简化公式，其计算值与试验值误差4%～12%,精确度较高。     

超高性能混凝土有腹筋梁受剪性能及受剪承载力研究

为了研究超高性能混凝土（UHPC）有腹筋梁的受剪性能,对7根UHPC梁进行了受剪性能试验,变化参数包括剪跨比、纵筋配筋率、配箍率、钢纤维掺量等。试验结果表明：UHPC有腹筋梁的破坏形态有弯曲屈服后的剪切破坏和剪压破坏,破坏时梁表面呈现斜向多条裂缝形态;箍筋可以提高UHPC梁开裂后刚度,钢纤维和箍筋均可以提高UHPC梁的变形能力和受剪承载力,足够的箍筋和钢纤维共同作用可以进一步提高UHPC梁的延性;配箍率增加,梁腹部会出现较密的短斜裂缝。提出了UHPC有腹筋梁受剪承载力计算模型,其中包括剪压区混凝土、斜裂缝处钢纤维、箍筋及纵筋销栓作用对于梁受剪承载力的贡献,模型计算值与试验值吻合良好。