再生骨料混凝土长龄期收缩及基本力学性能研究

通过对再生骨料替代率为0、30％、50％、70％、100％混凝土及配筋混凝土进行收缩测试,研究分析混凝土的干燥收缩、收缩应力,及对不同替代率、不同龄期的立方体混凝土抗压强度.试验结果分析表明:再生混凝土的干燥收缩高于普通混凝土;在相同龄期下,其普通混凝土的立方体抗压强度高于再生混凝土;配置钢筋的混凝土构件,受到钢筋的约束作用而产生收缩应力,其再生混凝土的收缩应力高于普通混凝土,在180d龄期,100％替代率的收缩应力约为普通混凝土的3倍,对再生混凝土收缩应力的研究,对实际工程中再生混凝土构件尺寸设计有一定的理论指导.     

配筋高性能混凝土收缩徐变试验研究

为获得苏通大桥连续刚构桥所用高强高性能混凝土的收缩徐变规律,在自然环境下开展了为期两年多配筋混凝土(配筋率分别为0、0.38%、0.76%和1.71%)的收缩徐变试验。徐变试件加载应力水平约为15MPa,与实桥最大应力水平相近。加载龄期有四种,分别为7d、14d、21d和28d,分别模拟了实桥节段施工混凝土的加载龄期。在收缩徐变试验基础上拟合出收缩徐变曲线。试验结果表明,实桥所用高强高性能混凝土的收缩徐变小于现行桥梁规范JTGD62-2004取值,配筋混凝土的收缩徐变小于素混凝土的收缩徐变。采用有限元软件ANSYS/CivilFEM分析了配筋对混凝土收缩徐变的影响,分析结果和试验结果一致:当配筋率较低时,配筋对混凝土的收缩徐变影响较小,在工程应用范围内,可以不考虑配筋的影响;当配筋率较高时,配筋可以有效地减小收缩徐变的发展。研究成果可为实桥主梁时变分析提供参考依据。     

钢筋对混凝土收缩应力的影响

研究了钢筋对收缩应力的影响。提出了描述约束关系的新的力学模型。基于增量分析,推导了钢筋内约束系数(配筋构件相比素混凝土构件的收缩应力增幅)的表达式。研究表明,钢筋内约束系数随配筋率增大而线性增大,但增长速度(直线斜率)受外约束大小影响,外约束越大,增长速度越小。现有的以钢筋混凝土为计算对象的收缩应力计算方法,一方面由于忽略了钢筋的内约束效应,另一方面错误地将钢筋内约束与骨料约束类同,因此将导致其低估通常配筋构件的实际收缩应力,计算结果约低10％～40％。     

钢筋对混凝土收缩应力的影响

研究了钢筋对收缩应力的影响,提出了描述约束关系的新的力学模型。基于增量分析,严格推导了钢筋内约束系数(配筋构件相比素混凝土构件的收缩应力增幅)的表达式。研究表明,钢筋内约束系数随配筋率增大而线性增大,但增长速度(直线斜率)受外约束大小影响,外约束越大,增长速度越小。现有的以钢筋混凝土体为计算对象的收缩应力计算方法,一方面由于忽略了钢筋的内约束效应,另一方面错误地将钢筋内约束与骨料约束类同,因此将导致计算结果低估常规配筋构件的实际收缩应力约10％～40％。     

钢筋混凝土收缩的计算方法研究

首先分析了配筋对混凝土构件收缩的影响,采用两种工程中较为常用的计算方法计算非对称配筋条件下混凝土梁的收缩,最后通过ANSYS有限元分析软件所得到的结果与计算结果加以比较,并讨论了非对称配筋对梁收缩的影响。     

配筋混凝土干燥收缩变形的试验研究

从宏观的应用角度出发,结合工程对配筋混凝土的干缩变形进行了深入的试验和理论分析.对40个配筋混凝土构件的约束干燥收缩变形从数据采集到试验结果进行了为期360天龄期的分析研究,在混凝土自由干燥收缩估算公式的基础上,考虑了钢筋及混凝土徐变综合的影响,提出了配筋混凝土干燥收缩应变多系数估算公式,公式的计算结果与186组试验数据符合良好.公式的提出是对以往收缩公式的改进和发展,并具有较好的工程适用性,为今后修订《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中有关耐久性的条目提供了重要的试验数据和背景材料.     

商品混凝土收缩过程中的徐变变形分析

在无筋混凝土干燥收缩的多系数估算公式和配筋混凝土干燥收缩多系数估算公式的基础上,通过素混凝土构件和配筋混凝土构件(考虑徐变变形)的收缩应变差和钢筋混凝土间的拉压平衡条件,推导出配筋混凝土收缩过程中的徐变变形计算公式.利用徐变公式绘出了试验配筋混凝土构件在收缩过程中的徐变变形图,分析了徐变变形的特点.本文的研究成果可为今后修订现行GB50010-2002(混凝土结构设计规范>中有关耐久性的条目提供重要的试验数据和理论依据.     

体表比对混凝土开裂风险的影响研究

研究了体表比对混凝土干燥收缩的影响以及混凝土轴向抗拉强度和弹性模量与龄期的关系,建立了混凝土收缩预测公式,计算了混凝土内部收缩应力,评价了体表比对混凝土开裂风险的影响.结果表明:混凝土轴向抗拉强度和弹性模量与龄期均成双曲线关系,且相关性较高.随着试件体表比的降低,混凝土的干燥收缩值增加,内部收缩应力增大,其开裂风险提高...     

钢筋混凝土柱收缩徐变分析

准确评估高层建筑中钢筋混凝土柱在长期荷载作用下的竖向变形是设计的一项重要任务。总的竖向变形包括两部分:瞬时弹性变形和随时间变化的收缩徐变变形。钢筋和混凝土是性质不同的两种材料,收缩徐变导致钢筋和混凝土之间内力重分布。把钢筋混凝土柱简化为轴向受力构件进行弹性分析和收缩徐变分析。假设柱子均匀徐变,应力应变均匀分布,满足平截面假定和叠加原理。柱中混凝土应力由常应力σ0 c和变应力-Δσ1 cr两部分构成。收缩徐变模型采用欧洲规范CEB-FIP(MC 1990),计算加载龄期t0=7天到计算龄期t=50年(结构设计使用年限50年)时混凝土应力和应变。同时考虑设计轴压比相同时,研究不同配筋率钢筋混凝土柱初始弹性应变和收缩徐变应变以及各部分材料弹性应力和收缩徐变应力。通过对不同配筋率钢筋混凝土柱的收缩徐变分析,得出柱子的最佳配筋率为2%~3%。     

高性能混凝土板式构件的早期收缩特性及预测模型

以桥面板等高性能混凝土板式构件为研究对象,通过实验测试了板式构件不同截面厚度位置处早期收缩分布情况,探讨混凝土早期收缩变形与温度、湿度发展过程。结果表明,混凝土板式构件的内部厚度方向不同位置处的相对湿度随龄期都呈现逐渐减小趋势,并呈现两阶段特征,同时,混凝土板式构件早期收缩变形厚度方向不同步,导致板式构件表面产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会出现浅层裂缝,这与实际工程中发现的板式构件表面开裂情况相吻合。混凝土板式构件早期收缩变形与相同配合比混凝土的早期自由收缩变形进行比较,引入相对约束度并建立了混凝土板式构件早期收缩变形的预测模型,并验证了该模型的准确性,其特点是能预测高性能混凝土板式构件不同截面厚度位置的早期收缩变形,对控制混凝土桥梁板式结构的早期收缩裂缝具有实际意义。