钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴压性能试验研究

采用正交试验设计方法,对9根钢管玄武岩纤维混凝土短柱进行轴心受压试验,研究玄武岩纤维掺量、含钢率和混凝土强度三个因素对短柱轴压性能的影响。试验结果表明:试件含钢率对其承载力影响显著,纤维掺量次之,混凝土强度影响不明显;混凝土强度等级为C60、纤维掺量为0.1%和钢管壁厚为6 mm时的承载力均比同因素下其他水平对应的值高;适当掺入玄武岩纤维可提高短柱承载力;随着含钢率的增加,短柱承载力与延性均有增大。     

AFRP加固后钢管再生混凝土承载力分析

为了研究掺加玄武岩纤维以及外包AFRP加固对圆钢管再生混凝土短柱试件轴压承载力的影响,试验设计了12根钢管再生混凝土短柱试件,其中6根为对照组试件,6根为加固组试件;以再生骨料替代率、掺加玄武岩纤维为变量分别讨论AFRP加固后掺加玄武岩纤维及再生骨料取代率对试件轴压承载力及轴向和周向应变的影响。结果发现再生骨料取代率对试件的影响最大。最后通过理论分析对AFRP加固后的钢管再生混凝土短柱进行轴压承载力计算,计算结果与试验数据吻合较好。     

钢管钢纤维自应力自密实柱轴心受压性能

本文通过对6根短柱,包括2根钢管钢纤维自密实混凝土短柱、1根钢管自应力自密实混凝土短柱、1根钢管自密实混凝土短柱和2根钢管钢纤维自应力自密实混凝土短柱的轴心受压试验,分析初始自应力和钢纤维体积掺量对钢管钢纤维自应力自密实混凝土轴心受压短柱力学性能的影响。结果表明,初始自应力将显著提高短柱的承载力和刚度,但会导致其变形能力明显下降;掺入钢纤维可缓解自应力引起的变形能力的下降,并改善钢管对混凝土的约束作用。     

钢管钢纤维高强混凝土短柱轴心受压试验研究

对7根圆钢管钢纤维高强混凝土短柱和3根圆钢管高强混凝土短柱进行了轴心受压试验,研究钢纤维掺量、含钢率和混凝土强度等级对钢管钢纤维高强混凝土短柱受力性能的影响。研究结果表明：随着钢纤维体积掺量的增加,钢管钢纤维高强混凝土短柱的延性逐渐增大,承载力略有提高;随着含钢率的增加,钢管钢纤维高强混凝土短柱的承载力和延性均增大;随着混凝土强度等级的增加,钢管钢纤维高强混凝土短柱的承载力增大,延性逐渐降低;掺入钢纤维对钢管高强混凝土短柱的破坏模式几乎没有影响。最后给出了钢管钢纤维高强混凝土短柱承载力计算式。     

钢管钢纤维混凝土短柱轴压性能的有限元分析

对3根钢管混凝土试件(1根钢管混凝土短柱和2根钢管钢纤维混凝土短柱)进行轴压试验。试验结果表明:掺入钢纤维能有效提高钢管混凝土柱的延性,对其承载力的提高作用较小。在此基础上,采用有限元软件ABAQUS对钢管钢纤维高强混凝土短柱的轴心受压性能进行有限元分析,实验结果与有限元结果符合良好。对轴压短柱进行参数分析,分析钢管壁厚,混凝土强度及钢纤维含量对钢管混凝土柱力学性能的影响。研究表明:钢管壁厚对轴压短柱的承载力影响较为明显,其延性也略有提高;混凝土强度对钢管混凝土柱的承载力有一定提高,但随着强度的增大延性略有降低;钢纤维含量对轴压短柱的承载能力略有提高但对其延性的提高作用较为明显。     

钢管聚丙烯纤维砂浆短柱动态性能试验研究

对3根钢管普通混凝土短柱和6根钢管聚丙烯纤维砂浆短柱进行轴压动态试验,研究应变率、径厚比对钢管聚丙烯纤维砂浆短柱动态力学性能的影响。试验结果表明:应变率ε为10-4s-1时,壁厚为2 mm的钢管聚丙烯纤维砂浆短柱相对于准静态应变率ε=10-5s-1时其极限承载力、初始弹性模量分别提高了5.80%、42.8%,峰值荷载对应的应变降低了6.77%。在试验参数范围内,在极限承载力、峰值荷载应变上,钢管聚丙烯纤维砂浆短柱比钢管普通混凝土短柱对应变率更敏感;在弹性模量上,钢管普通混凝土短柱比钢管聚丙烯纤维砂浆短柱对应变率更敏感。     

绿色纤维钢管混凝土轴压性能有限元分析

为研究绿色纤维对方钢管混凝土短柱受力性能的影响,通过ABAQUS对不同纤维体积掺量钢管混凝土短柱进行数值模拟分析,共设计3组试件,纤维掺入量分别为0%、1%、1.5%,通过观察不同掺量下构件的变形图以及荷载-位移曲线来研究绿色纤维对其构件力学性能的影响。结果表明绿色纤维对构件的横向变形影响较大,随着掺入量的增加,绿色纤维对构件的承载能力有明显提高,改善了构件的脆性和延性,并提高了整体构件的力学性能。     

钢管微膨胀混凝土界面粘结性能的试验研究

对4根钢管微膨胀混凝土短柱和3根普通钢管混凝土短柱先后进行了收缩/膨胀性能和推出试验的研究。试验结果表明,由于膨胀剂的掺入,核心混凝土在钢管的限制作用下产生了一定的预压应力,膨胀剂掺量和水灰比对钢管微膨胀混凝土的限制膨胀性能有重要影响,核心混凝土中的预压应力能有效提高钢管混凝土短柱的界面粘结强度。根据推出试验结果,分析了粘结破坏的发展过程;给出了试件的荷载—滑移曲线;最后建议了一种新的改善组合结构界面粘结性能的方法。     

钢管超高强玄武岩纤维混凝土柱偏心受压性能研究

本文以玄武岩纤维含量分别为0和2％的钢管-超高强混凝土柱(UCS)为研究对象,完成了 18根偏心率(A)分别为0、0.24、0.47和0.71的UCS偏心受压试验,研究了破坏模式、极限承载力、荷载与应变曲线,分析了玄武岩纤维对钢管-超高强混凝土柱影响机理.试验结果表明:①玄武岩纤维有效提高了 UCS的承载力;②偏心率对UCS的极限承载力影响比较大;③玄武岩纤维提高了混凝土的抗剪强度,从而提高了 UCS抗弯能力,当λ=0.71,N=3100kN时,在玄武岩纤维含量为0和2％的UCS中部最大位移分别为4.195mm和3.565mm,玄武岩纤维有效降低了 UCS中部的位移,减少率达到17.7％.     

玻璃纤维增强复合材料筋混杂纤维混凝土短柱轴心受压性能的研究

为了探寻玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏机理和设计方法,进行了5根GFRP筋混杂纤维混凝土短柱和1根普通钢筋混凝土短柱轴心受压性能研究,对GFRP筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏形式、纵筋应变、混凝土压应变、极限荷载值等试验结果进行了分析。结果表明：掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱具有较好的阻裂性能且破坏后可以保持较好的整体性;掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱均有明显的塑性阶段,纤维可以有效抑制微裂缝扩展,改善混凝土延性;钢纤维掺入使混凝土弹性模量减小,聚乙烯醇(PVA)纤维使混凝土弹性模量增加;混杂纤维能有效提高GFRP筋混凝土短柱极限承载力,GFRP筋混杂纤维混凝土短柱中PVA纤维掺量为0.1%、钢纤维掺量为0.8%时比例最好。     

BTRC薄板加固混凝土柱轴压性能试验研究

为研究玄武岩纤维织物网增强混凝土(BTRC)薄板对混凝土柱的约束性能,并考虑织物网层数及BTRC基体中掺入短切耐碱玻璃纤维对约束效果的影响,对4根采用BTRC加固的混凝土柱及1根对比柱进行轴心受压性能试验,分析了加固柱的破坏形态、荷载-位移曲线及变形性能等。研究结果表明:加固后柱的承载力和变形能力均有不同程度提高;2层和4层纤维织物网BTRC薄板加固的柱,其受压承载力分别提高9.45%、23.42%,极限变形分别提高19.14%、25.76%;BTRC基体中掺入短纤维后,加固柱的承载力和极限变形能力能进一步改善。     

方钢管膨胀混凝土偏压短柱的试验研究

方钢管膨胀混凝土结构是一种较为理想的钢管混凝土结构。通过对18根方钢管膨胀混凝土短柱的偏压试验研究,考察了方钢管膨胀混凝土结构的基本偏压力学性能。试验结果表明,掺入适量膨胀剂,方钢管膨胀混凝土偏压短柱的极限承载力提高程度可达3%～12%,另外,分析了膨胀剂、偏心率、宽厚比等因素对构件偏压相关力学性能和变形破坏过程的影响,所得结论可供有关工程设计和理论研究参考。     

关于玄武岩纤维混凝土的增强机理研究

为探究短切玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的影响机制,分析出短切玄武岩纤维对混凝土的增强机理。以C35普通混凝土为研究对象,短切玄武岩纤维长度和掺量为变量,通过静态力学性能试验将玄武岩纤维混凝土与素纤维混凝土的基本力学性能进行对比分析。并通过光学显微镜对玄武岩纤维混凝土的微观结构进行观察与分析,找出在混凝土中掺加玄武岩纤维的最佳纤维长度区间与最佳的纤维掺量区间。掺入玄武岩纤维后,抗压强度普遍降低,最高降低幅度达8.4%。劈拉强度和抗折强度明显提高,劈拉强度最大可提高23.8%。抗折强度最大可提高34.7%。光学显微镜下,玄武岩纤维分散均匀。在混凝土基体材料中呈各向异性,呈现出良好的密闭空间网状结构。     

钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根钢管再生混凝土短柱及3根普通钢管混凝土短柱进行轴压试验,研究不同长径比和再生骨料取代率对钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:钢管再生混凝土短柱的变形破坏形式与普通钢管混凝土短柱相似;随再生骨料取代率及长径比的增加,钢管再生混凝土短柱的极限承载力下降。基于试验验证普通钢管混凝土短柱极限承载力计算方法对钢管再生混凝土短柱的适用性,计算值与试验值吻合较好。     

再生混凝土收缩补偿及其钢管混凝土轴压短柱试验研究

通过掺入不同掺量的膨胀剂对再生混凝土的干缩变形进行补偿,制成补偿收缩钢管再生混凝土,试验分析不同掺量的膨胀剂对于钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。试验结果表明:掺入适量的膨胀剂能够提高再生混凝土的强度和短柱轴压极限荷载,膨胀剂掺量过大则会降低再生混凝土的强度和短柱轴压极限荷载;补偿收缩钢管再生混凝土短柱的钢管与再生混凝土之间相互作用的产生要早于未经收缩补偿钢管再生混凝土;补偿收缩钢管再生混凝土与未经收缩补偿钢管再生混凝土的变形性能较为相似。     

BFRP管膨胀混凝土短柱轴压力学性能试验研究

通过30根玄武岩纤维(BFRP)管膨胀混凝土短柱轴压试验,研究了BFRP布层数、膨胀剂掺量对BFRP管膨胀混凝土短柱轴压力学性能的影响。结果表明:试件脆性破坏特征明显;掺入适量膨胀剂可提高BFRP管混凝土短柱轴压极限承载能力,试件轴压极限承载能力提高幅度随膨胀剂掺量增加呈先提高后降低趋势;对于本试验C40,C50两个系列试件其最大轴压极限承载力对应膨胀剂掺量分别为10%和15%;膨胀剂掺量相同时,随BFRP布层数增加,试件轴压极限承载力有明显提高趋势;试件轴向、环向应力-应变曲线均表现为双折线形。     

钢管混凝土(SRC)短柱的轴向受压性能和强度分析

给出轴压下钢管混凝土短柱性能的试验和理论研究。共对14根圆钢管混凝土短柱和15根方钢管混凝土短柱进行试验,以研究钢管混凝土短柱的失效模式和轴压性能。分析了直径(或宽度)、相对厚度比对钢管性能的影响。试验结果表明:在相同配钢率的前提下,钢管混凝土短柱比普通混凝土短柱的受压承载力大。钢管的弹塑性分析可用于研究轴压下钢管混凝土短柱的破坏机理。基于已有的试验成果,提出求解钢管混凝土短柱的轴向受压强度的方程式。     

玄武岩纤维混凝土梁裂缝和变形试验研究

为研究玄武岩纤维的掺入对钢筋混凝土梁裂缝和变形的影响,以玄武岩纤维体积掺率和纤维长度为变化参数,设计制作5根试验梁,通过静载试验获得了玄武岩纤维混凝土梁在受力过程中的裂缝分布、裂缝宽度和跨中挠度等试验数据,并与普通混凝土梁进行对比。基于试验数据分析结果提出了玄武岩纤维混凝土梁最大裂缝宽度和短期刚度计算方法。结果表明:玄武岩纤维的掺入可有效阻止钢筋混凝土梁裂缝的开展并提高梁构件的延性。     

长期荷载作用对钢管约束的组合短柱变形及承载力的影响

为研究长期荷载作用对钢管约束钢管混凝土柱、钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱变形和承载力的影响,设计并制作了12个钢管约束钢管混凝土短柱、9个钢管约束型钢混凝土短柱和6个钢管约束钢筋混凝土短柱试件,对其中的4个钢管约束钢筋混凝土短柱、6个钢管约束型钢混凝土短柱和8个钢管约束钢管混凝土短柱进行了760 d的持荷试验,随后对所有试件进行了轴压承载力试验。主要研究参数混凝土强度等级为C50和C70,加载时核心混凝土龄期分别为7,14,28 d。对比分析了各类试件长期变形性能和持荷760 d对试件轴压性能的影响,结果表明：1)3类试件的长期变形均主要发生在加载前期,呈现出前期增长较快、后期随时间增长而逐渐减慢的趋势,其中钢管约束钢管混凝土试件的长期变形最小;2)低应力长期荷载作用、核心混凝土及夹层混凝土的长期变形对此3类试件的轴压承载力几乎无影响;试件类型、加载龄期和混凝土强度等级对试件承载力的影响较小;3)是否预先受载对试件破坏模式没有显著影响,钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土试件均表现为明显的剪切破坏,而加载龄期较早或混凝土强度中等的钢管约束钢管混凝土试件呈现较好的腰鼓型截面...     

轴压下带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的试验研究

对7根轴压下L形钢管混凝土短柱(6根带约束拉杆,1根无约束拉杆)进行试验,介绍试件和试验方案的设计,分析钢板厚度、约束拉杆的直径和水平间距等主要参数对带约束拉杆L形钢管混凝土短柱极限承载力和延性的影响.试验表明,在L形钢管混凝土短柱上设置约束拉杆,可以有效地延缓钢管壁的局部屈曲,改善钢板对核心混凝土的约束效应,提高该类构件的极限承载力和延性.最后,将带约束拉杆L形钢管混凝土短柱划分成1个方形和2个带约束拉杆的矩形钢管混凝土短柱,并借鉴带约束拉杆方形钢管混凝土承载力的计算公式,对带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的极限承载力计算方法作初步探讨.