高钛重矿渣钢筋混凝土柱轴压力学性能试验研究

采用试验方法对三种高钛重矿渣混凝土类型的钢筋混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究。从破坏形态、极限承载力、荷载-应变关系、压缩量等方面与普通钢筋混凝土轴压短柱进行对比分析。研究结果表明,同条件下三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱的破坏形态与力学性能与普通钢筋混凝土轴压短柱基本相同;三种高钛重矿渣类型的钢筋混凝土轴压短柱塑性性能和极限承载力均优于普通钢筋混凝土。采用现行混凝土结构设计规范计算了本研究所有试件的轴压极限承载力,并与试验结果进行了对比,结果表明可采用现行普通混凝土结构设计规范对高钛重矿渣钢筋混凝土柱的轴压极限承载力进行计算。最后,采用有限元法对所有试件的荷载-变形过程进行了计算,有限元计算曲线与试验结果吻合良好。     

预应力钢带加固钢筋混凝土柱试验研究

通过对2根预应力钢带加固钢筋混凝土柱与2根未加固钢筋混凝土柱的力学性能进行对比试验,研究预应力钢带加固对钢筋混凝土轴心受压柱、偏心受压柱的破坏形态、承载力、刚度、变形能力的影响。试验结果表明:预应力钢带加固钢筋混凝土柱的破坏形态与未加固试件基本相同,但加固试件初裂荷载更大;加固后钢筋混凝土轴心受压试件、偏心受压试件承载力分别提高24%、20%,承载力提升效果显著;预应力钢带加固对轴心受压试件轴向刚度明显提高,从初始加载到荷载达到80%极限荷载的不同加载水平下,加固后轴压试件的轴向刚度与未加固试件轴向刚度的比值在1.12~1.18;经预应力钢带加固后,偏心受压试件极限荷载对应的侧向挠度增大了37%,偏压试件变形能力明显增强。     

锂渣钢筋混凝土偏心受压试件力学性能研究

通过对8根尺寸为250mm×200mm×1400mm不同取代率的锂渣钢筋混凝土偏心受压试件进行试验研究,观察其破坏形态,收集相关数据,得到了试件的荷载-混凝土应变曲线、荷载-钢筋应变曲线、荷载-侧向挠度曲线,并对各曲线进行对比分析,研究其受力性能。研究结果表明,掺锂渣混凝土偏压试件的破坏过程、破坏形态与普通混凝土偏压试件基本一致,掺入锂渣对偏心受压试件的极限承载力有一定提高作用。通过将计算承载力与试验所得承载力进行对比,发现采用现行的规范计算公式计算锂渣钢筋混凝土偏心受压承载力是可行的,有足够的安全储备。     

高钛重矿渣钢筋混凝土柱性能研究

将混凝土粗细集料全部取代为高钛重矿渣材料,分析高钛重矿渣钢筋混凝土的结构性能。试验设计出高钛重矿渣钢筋混凝土柱,分析其轴压性能,并和普通钢筋混凝土柱进行对比。研究表明:高钛重矿渣混凝土的力学性能指标高于普通混凝土,具有较高的界面能;高钛重矿渣钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的结构性能相似,但极限受压承载力比普通钢筋混凝土柱提高了29.68%。认为高钛重矿渣钢筋混凝土结构满足结构设计的要求。     

GFRP约束玄武岩纤维钢筋混凝土柱偏压性能数值分析

使用有限元软件ABAQUS建立了玻璃纤维增强复合材料（Glass fiber reinforce polymer,简称GFRP）约束玄武岩纤维钢筋混凝土柱的偏心受压数值分析模型,借助其二次开发功能,编写了Python脚本,建立了玄武岩纤维在核心混凝土内部空间的随机分布模型。使用已有文献的13个试件试验数据验证了模型的合理性与正确性,结果表明：该模型可以有效模拟玄武岩纤维随机分布对试件偏压承载力的影响,同时可以有效反映试件偏压下的受力情况,得到的试件极限承载力、荷载-应变曲线和荷载-跨中挠度曲线与试验结果吻合良好。在此基础上对玄武岩纤维体积率、偏心距和长细比对组合柱偏压性能的影响进行分析,结果表明：随偏心距或长细比的增大,试件偏压刚度和极限承载力均逐渐减小,玄武岩纤维的掺入可以有效限制核心混凝土裂缝的拓展,增大试件破坏时的侧向挠度,但过高的玄武岩纤维含量会导致组合柱极限承载力的小幅下降。     

高温后圆钢管再生混凝土偏压柱力学性能研究

为研究高温后圆钢管再生混凝土柱偏压力学性能的退化规律,考虑温度作用场、再生粗骨料取代率2个变化参数,对9个设计的圆钢管再生混凝土柱试件进行高温后的偏心受压加载试验。观察其受力破坏过程及形态,获取受力全过程的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限承载力等数据,并分析温度和取代率对高温后圆钢管再生混凝土偏压柱承载力、刚度退化、位移延性、耗能等力学性能指标的影响。结果表明:高温后钢管再生混凝土偏压柱的破坏过程和形态与常温试件相似,具有承载力高、变形性能好的特征;随着温度的升高,钢管再生混凝土偏压柱的极限承载力和初始刚度显著降低,随着取代率的变化,钢管再生混凝土偏压柱的承载力、刚度、位移延性、能量耗散等力学性能指标变化不大。     

锂渣钢筋混凝土轴压短柱试验研究

通过对6根不同锂渣掺量,不同配筋率的钢筋混凝土短柱试件进行单调轴向加载,观察各种试件的破坏形态,收集相关测点的数据并作出分析,以研究锂渣钢筋混凝土与普通钢筋混凝土受压性能的区别。试验结果表明:在混凝土中适量的掺入锂渣,能够在一定程度上提高试件的极限抗压承载力,并且对提高试件的整体刚度也有所帮助;锂渣混凝土试件的破坏形态与普通混凝土试件的破坏形态是相似的;通过对比计算承载力与试验承载力,发现采用现行混凝土设计规范计算锂渣钢筋混凝土承载力是可行的。     

带钢筋桁架高强再生混凝土板受弯性能试验研究

为研究高强再生混凝土板与普通高强混凝土板受弯性能的差异,进行了4个高强再生混凝土板和2个普通高强混凝土板足尺试件的抗弯性能对比试验。试件的再生混凝土粗骨料取代率100%、细骨料用天然砂,混凝土设计强度等级均为C65,加载方式为三分点单向重复加载。试验分析了各试件的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、挠度、裂缝及破坏过程。研究表明:高强再生混凝土板与普通高强混凝土板相比,受弯破坏过程类似,开裂荷载和极限荷载较接近,跨中挠度略大;设置钢筋桁架混凝土板与普通配筋混凝土板相比,开裂后钢筋桁架对裂缝有制约作用,板的极限荷载、后期刚度和延性有所提高;高强再生混凝土板承载力可近似采用混凝土结构设计规范提供的方法,但应乘以与再生粗骨料取代率有关的折减系数,以考虑其长期工作性能与短期试验结果的差异。     

高温后方钢管再生混凝土偏压柱受力性能试验

对9个方钢管再生混凝土偏压柱在火灾(高温)处理后再进行静力单调加载试验,考察再生粗骨料取代率、最高恒温温度2个变化参数,对试件极限承载力、刚度、位移延性和耗能能力的影响,得到试件受力的全过程和试件破坏形态,获取了极限承载力、荷载-变形曲线、截面应变分布等数据。研究结果表明:高温后方钢管再生混凝土偏压柱受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土相似,均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;温度对方钢管再生混凝土偏压柱的力学性能有显著影响,随着温度的升高,试件的极限承载力、抗压刚度明显降低;而再生粗骨料取代率的变化对试件的力学性能影响不大。     

废玻璃粉钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过试验对5根废玻璃粉钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁的抗弯性能进行对比,研究了废玻璃粉钢筋混凝土梁的破坏形态、极限承载力和变形,在不同废玻璃粉掺量和配筋率情况下,分析了废玻璃粉钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的开裂荷载、正截面承载力、跨中挠度和最大裂缝宽度的异同,并通过试验结果验证了规范相应公式的适用性。结果表明:各试件具有相似的破坏形态;随着废玻璃粉掺量的增加,试件的极限承载力略微降低,跨中挠度略有增加;随着配筋率的增大,试件的极限承载力显著增加,跨中挠度显著减小。《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中极限承载力和最大裂缝宽度计算公式适用于废玻璃粉钢筋混凝土梁,但挠度公式需要乘以1.38才能适用于废玻璃粉钢筋混凝土梁。     

预制横向空心混凝土条形板抗弯承载力试验研究

预制横向空心混凝土条形板是灌芯装配式混凝土板的预制构件,对受力钢筋分别为8和6的两种预制横向空心混凝土条形板试件进行静力加载试验。试验结果表明:试件的实际极限承载力高于理论计算极限承载力,属于受弯构件塑性破坏方式;试件的开裂荷载较施工阶段预制横向空心混凝土条形板需承载的荷载大,能够满足试件在施工阶段挠度、裂缝的要求;而且预留孔洞对试件抗弯刚度的影响很小,采用刚度解析法进行开裂后刚度计算具有安全储备。     

3D打印结构柱偏压性能试验研究

进行了6根3D打印结构柱和3根普通钢筋混凝土柱的偏压试验,分析了3D打印结构柱在不同偏心荷载作用下的破坏特征、挠度与承载力,并与普通钢筋混凝土柱进行对比.试验表明:3D打印结构柱与普通钢筋混凝土柱的破坏模式类似,但承载力降低10%～20%;跨中最大挠度随着偏心距的增大其增幅略微增大.所得试验结果可为3D打印结构柱的实际应用提供依据.     

钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土简支梁试验研究

钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁技术,是建立在钢板-混凝土组合梁基础上的一种加固方法。为了研究其受弯性能,对1根钢筋混凝土对比梁和10根钢板-混凝土组合加固简支梁进行了试验研究。加固试件包括直接加固、损伤后加固及持载加固试件。量测分析了试件的荷载、挠度、应变、裂缝宽度及其发展等。试件的破坏形态包括弯曲破坏和新老混凝土剥离破坏。试验表明,组合加固可以大大提高钢筋混凝土梁的承载力和刚度,试件具有良好的延性。采用弹性方法和塑性方法分析了试件的开裂荷载和极限受弯承载力,计算结果与试验吻合良好;用现有规范方法对试件刚度进行估算存在一定误差。     

方中空夹层钢管陶瓷再生混凝土柱偏压力学性能研究

为研究粗骨料类型、空心率、长细比和偏心距对方中空夹层钢管陶瓷再生混凝土柱偏压力学性能的影响,进行了16根试件的偏压试验,其中粗骨料类型分别为废弃陶瓷和天然碎石。试验结果表明：所有试件均表现为弹塑性失稳破坏;试件的极限承载力和抗弯刚度随长细比和偏心距的增大而降低,其中中空夹层试件的极限承载力高于实心试件的相应值;陶瓷再生混凝土试件展现出了较好的延性和变形能力,其极限承载力与普通混凝土试件接近。使用有限元软件对试验进行模拟,模拟得到的荷载-跨中挠度曲线整体与试验曲线接近。采用T/CCES 7—2020和DB 36/J001—2007分别对中空夹层试件和实心试件极限承载力进行计算,计算结果接近试验值。     

CFRP布加固火灾后钢筋混凝土柱的试验研究

通过3根碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固ISO 834标准火灾作用后钢筋混凝土柱的性能试验以及3根ISO 834标准火灾作用后未加固的钢筋混凝土柱和3根常温下钢筋混凝土柱的对比试验,研究了CFRP布加固火灾后钢筋混凝土柱的有效性.试验结果表明:CFRP布加固对火灾后钢筋混凝土柱的刚度修复有一定作用,但刚度提高程度有限,从开始加载到荷载达到80％极限荷载的不同加载水平下,加固后轴压试件的轴压刚度与常温下试件刚度的比值在0.25～0.39之间,偏压试件的抗弯刚度与常温下试件刚度的比值在0.14～0.31之间.CFRP布加固对火灾后试件的承载力提高作用较为显著,能将试件的承载力提高至受火后承载力的1.67～2.37倍,但与常温下试件的承载力相比,依然有一定差距,加固后试件的承载力水平为常温下试件的0.54～0.67倍.     

掺杂锂渣和再生粗骨料大偏压长柱力学性能试验研究

对9根不同锂渣掺量、不同再生粗骨料替代率下的掺杂锂渣和再生粗骨料的大偏压长柱进行加载试验,研究其受压力学性能。结果表明:试件的破坏形态、竖向位移、混凝土应变、中部钢筋应变与普通钢筋混凝土相似;平截面假定适用于试件;400MPa级钢筋在大偏压长柱中的加载过程中能够很好地发挥其作用,通过现行规范计算出的承载力具有较大安全储备,但要精确计算承载力,还需对规范公式进行相应的调整。     

细晶粒钢筋混凝土柱偏心受压性能试验研究

对9根400 MPa级细晶粒钢筋混凝土柱开展偏心受压性能试验,研究轴向力偏心距、纵向受压钢筋配筋率、混凝土强度和长细比对柱偏心受压性能的影响,描述各试件的破坏过程,分析了其荷载-钢筋/混凝土应变曲线、荷载-挠度曲线以及破坏形态的特点。研究表明,现行混凝土结构设计规范关于钢筋混凝土偏心受压柱极限承载力、平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算理论与试验吻合较好。400 MPa级细晶粒钢筋屈服强度设计值取为360 MPa时,细晶粒钢筋混凝土偏压柱承载力具有足够的安全系数并偏向于保守。正常使用极限状态下,400 MPa级细晶粒钢筋混凝土大偏心受压柱在短期荷载作用下的最大裂缝宽度满足要求。     

废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的受压性能

为研究废弃玻璃细骨料对混凝土柱受力性能的影响,对6个普通骨料钢筋混凝土柱和12个废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行了静力受压试验。考虑废弃玻璃细骨料取代率、长细比和偏心距3个因素,分析了不同废弃玻璃细骨料掺量对钢筋混凝土柱的破坏形态、极限承载力、轴向位移、跨中挠度、混凝土应变和钢筋应变的影响。不论是轴心受压还是偏心受压,废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱破坏机理均与普通钢筋混凝土柱相似。掺量100%的废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面承载力较高。废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱的正截面应变符合平截面假定,采用中国相关规范计算试件的极限承载力,并将理论值与试验值进行对比,证明可以采用现行的国家规范对废弃玻璃细骨料钢筋混凝土柱进行正截面承载力计算。研究表明,废弃玻璃细骨料可以100%替代混凝土柱中普通砂,且抗压性能可以满足使用要求。     

#br# 偏压荷载下钢管混凝土柱的抗扭性能试验研究

自重和水平地震作用将对曲线梁桥中墩梁固结的墩柱和拱桥钢管混凝土结构的主拱产生偏压和扭转复合效应。为研究钢管混凝土柱在偏压荷载作用下的抗扭性能,完成了8个不同截面形状钢管混凝土柱试件单调纯扭加载、往复纯扭加载和偏压-往复扭转加载拟静力试验。试验结果表明：钢管混凝土柱在往复扭转作用下的滞回曲线较为饱满,没有“捏拢”现象产生,试件的强度和刚度的损伤退化程度较低,具有较好的耗能能力。矮柱试件破坏现象较高柱试件更为明显,矮柱试件的屈服转角小于高柱,屈服扭矩与高柱相差不大,极限承载力大于高柱,极限转角小于高柱,耗能能力比高柱更好。偏压-往复扭转荷载作用下的方形截面试件刚度退化较为明显,偏压作用导致方钢管混凝土柱试件耗能能力降低。极限状态下,偏压作用改变了钢管的褶皱角度。     

新型高强钢筋混凝土梁短期抗弯性能研究

为研究一种高强、高应变、高抗腐蚀性的新型钢筋替代普通钢筋应用于混凝土梁后构件的抗弯性能,对等强度设计的两种新型高强钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁进行短期受弯性能试验,对比分析两种梁的承载力、变形、裂缝及破坏形态,并基于试验结果,将新型高强钢筋混凝土梁受弯承载力、最大裂缝宽度、挠度的试验值与规范计算值进行对比。结果表明：等强度设计的两种梁承载力相近,但破坏形态有较大的不同,相同外力下,新型钢筋混凝土梁的挠度、最大裂缝宽度、裂缝高度都大于普通钢筋混凝土梁的。新型钢筋混凝土梁的开裂弯矩和极限弯矩按现行规范公式进行计算具有足够的安全储备,正常使用阶段,短期荷载作用下新型钢筋混凝土梁挠度试验值与规范计算值吻合较好,最大裂缝宽度的试验值与规范计算值相比偏大。