钢纤维混凝土梁的剪切性能试验研究

通过对钢纤维钢筋混凝土梁的斜截面抗剪试验分析,研究了在不同纤维掺量、配箍率的情况下,钢纤维对混凝土梁斜截面裂缝的形成和扩展、极限荷载的影响,试验结果表明钢纤维能够显著地提高梁的极限荷载。     

基于修正压力场理论的钢纤维自密实混凝土梁受剪性能研究

为研究不同钢纤维掺量和配箍率对自密实钢筋混凝土梁受剪性能的影响,制作16个钢纤维自密实混凝土梁试件,对其进行了四点弯曲试验。根据试验得到荷载-位移曲线和破坏形态,对试件受剪承载力及纤维混凝土构件在剪切变形过程中能量吸收能力、峰值后继续承受荷载的能力、等效受剪强度进行了分析。结果表明：钢纤维的加入可以明显提高混凝土梁的受剪承载力与等效受剪强度。基于修正压力场理论提出了钢纤维混凝土梁的受剪承载力计算式,采用该式对试件的受剪承载力进行预测,并与Rilem TC 162-TDF以及 CECS 38:2004建议的纤维混凝土受剪承载力公式进行了对比。计算结果表明,该式计算的受剪承载力与试验结果比值的变异性较小,能较准确地预测纤维混凝土梁的受剪承载力,可用于纤维混凝土梁的受剪分析与设计。     

钢纤维钢筋混凝土梁开裂荷载影响因素研究

采取梁截面b×h为120 mm×200 mm、长为2 100 mm的试件,进行加载试验,探究钢纤维体积率、钢纤维铺设层厚及腐蚀时间对钢纤维钢筋混凝土开裂荷载的影响。结果表明,钢纤维钢筋混凝土梁开裂荷载受钢纤维体积率、钢纤维混凝土层厚及试件梁腐蚀时间而影响程度不同。钢纤维层厚对钢纤维混凝土梁的开裂荷载的影响作用最为突出,钢纤维体积率的影响作用较为突出。     

钢纤维增强钢筋混凝土深梁受剪机理研究

本文根据钢筋钢纤维混凝土深梁的试验研究,建立斜截面受剪破坏模型,分析钢纤维对钢筋混凝土深梁斜截面受剪承截力的影响,探讨钢纤维的受剪增强机理。     

提高约束钢筋混凝土短梁抗震性能的设计方法研究

本文利用71根约束钢筋混凝土短梁在反复荷载下的试验研究结果，综合分析了剪跨比（跨高比）、梁端上部配筋特征、附加交叉腹筋、垂直与水平分布腹筋、钢纤维、以及剪压比诸参数对短梁的破坏形态、抗弯与抗剪承载力、延性、耗能的影响；同时对提高短梁抗震性能的设计方法进行了研究。最后提出了延性约束钢筋混凝土短梁的抗震设计方法建议。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的实用设计方法

根据钢筋混凝土理论,推导出钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的下限计算公式,并结合钢筋钢纤维增强部分混凝土梁斜截面受剪承载力的试验研究成果,提出了满足可靠度要求的受剪承载力的设计公式。该公式和新规范规定的钢筋混凝土梁的计算公式相衔接,可用于实际工程设计,且结果偏于安全。     

钢纤维钢筋混凝土梁弯曲性能与疲劳寿命试验研究

通过对不同钢纤维掺量下钢筋混凝土梁进行弯曲静载和等幅疲劳试验,分析了混凝土和钢筋应变的变化规律,研究了纤维掺量对梁弯曲变形性能和疲劳性能的影响,结果表明掺入钢纤维可以延缓中性轴的上升,提高梁的变形性能;各梁的应变发展均随着循环荷载的增加而呈现三阶段的规律;相同的应力水平条件下,钢纤维钢筋混凝土梁的疲劳寿命高于普通钢筋混凝土梁。     

钢筋超高性能混合钢纤维混凝土梁受剪性能研究

自密实超高性能钢纤维混凝土具有高强、高韧、高流动性和高耐久性的优势,但其抗拉强度仍远低于抗压强度。通过静力加载试验,研究超高性能纤维混凝土梁的抗弯性能,以及配置550 MPa受拉纵筋时超高性能钢纤维混凝土无腹筋梁,在剪跨比分别为2.5、3时的受剪性能。试验梁的钢纤维体积率为2%,其中超细钢纤维和端弯钢纤维以3∶1比例混合,基体混凝土强度大于C100的强度,梁试件采取自密实成型和常温标准养护方法。试验结果表明:与无钢纤维混凝土梁相比,混合钢纤维超高性能混凝土梁的极限荷载和延性得到明显改善。无腹筋梁的初裂荷载提高了25%～180%、裂缝宽度0.2 mm时的荷载提高了73%～183%、极限荷载提高了68%～317%、延性提高了3.2倍～4.4倍。     

钢纤维混凝土剪力墙斜截面裂缝试验研究

分别对不同钢纤维体积率、相同混凝土强度等级的5个钢筋混凝土剪力墙试件及不同混凝土强度等级、相同钢纤维体积率的3个钢筋混凝土剪力墙试件,进行了低周反复荷载作用下的受剪性能试验研究,分析了钢纤维体积率及钢纤维混凝土强度等级对钢筋混凝土剪力墙的斜截面抗裂性能和斜裂缝的影响.试验及分析表明:掺加钢纤维的钢筋混凝土剪力墙的斜截面开裂荷载比普通钢筋混凝土剪力墙明显提高,斜裂缝显著降低.斜截面抗裂性能较好.     

自密实混凝土梁抗剪性能试验研究

针对自密实钢筋混凝土梁的塑性开裂问题,提出了在自密实混凝土无腹筋梁中加入钢纤维,以约束混凝土内部裂隙扩展,从而提高其抗剪承载力。通过试验进行了钢纤维掺入量对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力的影响规律研究。结果表明:当钢纤维体积率低于0.5%时,钢纤维对梁抗剪承载力的影响很小;当钢纤维体积率在0.5%～2%时,梁的开裂裂隙数量减少、裂隙长度缩短、分布范围减小,钢纤维明显提高了梁的抗剪承载力和延展塑变性能;值得指出的是,当钢纤维体积率超过1.5%后,梁抗剪能力的增长趋于平缓。     

钢纤维混凝土梁抗剪强度简化计算试验研究

通过钢纤维混凝土梁和普通混凝土梁斜截面破坏的试验对比，分析了钢纤维混凝土梁斜截面破坏的机理，提出了其极限状态的传力机制和简化计算模型，推导出无腹筋钢纤维混凝土梁斜截面抗剪强度的简化计算公式，并用试验结果予以验证     

Prediction of shear strength of steel fiber RC beams using neural networks

This paper presents the development of artificial neural network models for predicting the ultimate shear strength of steel fiber reinforced concrete (SFRC) beams. Two models are constructed using the experimental data from the literature and the results are compared with each other and with the formula proposed by Swamy et al. and Khuntia et al. It is found that the neural network model, with five input parameters, predicts the shear strength of beams more closely than the network with four input parameters. Moreover, the neural network models predict the shear strength of SFRC beams more accurately than the above-mentioned formulas. Further, the accuracy of predicted results is found not biased with concrete strength, shear span to depth ratio and the beam depth. Limited parametric studies show that the network model captures the RC beam’s underlying shear behavior very well.     

Experimental and finite element analysis on the steel fiber-reinforced concrete (SFRC) beams ultimate behavior

Steel fiber-added reinforced concrete (SFRC) applications have become widespread in areas such as higher upper layers, tunnel shells, concrete sewer pipes, and slabs of large industrial buildings. Usage of SFRC in load-carrying members of buildings having conventional reinforced concrete (RC) frames is also gaining popularity recently because of its positive contribution to both energy absorption capacity and concrete strength.This paper presents experimental and finite element analysis of three SFRC beams. For this purpose, three SFRC beams with 250 × 350 × 2000 mm dimensions are produced using a concrete class of C20 with 30 kg/m³ dosage of steel fibers and steel class S420 with shear stirrups. SFRC beams are subjected to bending by a four-point loading setup in certified beam-loading frame, exactly after having been moist-cured for 28 days. The tests are with control of loads. The beams are loaded until they are broken and the loadings are stopped when the tensile steel bars are broken into two pieces. Applied loads and mid-section deflections are carefully recorded at every 5 kN load increment from the beginning till the ultimate failure.One of the SFRC beams modeled by using nonlinear material properties adopted from experimental study is analyzed till the ultimate failure cracks by ANSYS. Eight-noded solid brick elements are used to model the concrete. Internal reinforcement is modeled by using 3D spar elements. A quarter of the full beam is taken into account in the modeling process.The results obtained from the finite element and experimental analyses are compared to each other. It is seen from the results that the finite element failure behavior indicates a good agreement with the experimental failure behavior.     

钢纤维混凝土焊钉-橡胶连接件受剪承载力试验研究

为建立钢-混凝土组合结构桥梁使用的钢纤维混凝土(SFRC)焊钉-橡胶连接件受剪承载力设计计算方法,设计并制作了18组54个SFRC焊钉-橡胶连接件,通过单调加载与循环加载推出试验,研究了混凝土强度、焊钉直径、钢纤维体积掺量、橡胶套筒高度及厚度、加载模式等对其受剪承载力的影响规律.基于准牛顿法进行非线性拟合,提出了SFR...     

早龄期钢纤维混凝土弯曲韧性试验与分析

设计并制作了不同纤维掺量（0．6％、1．2％、1．8％）的36个小梁试件,进行了不同龄期（1d、2d、3d、7d、28d）钢纤维混凝土弯曲韧性试验。利用ASTMC1018韧度指数法对试验结果进行评价。结果表明,不同龄期条件下钢纤维混凝土韧度指数变化不明显,但纤维掺量对韧度指数有较大影响,且对早龄期混凝土影响显著。随龄期增长,初裂韧性有显著提高。早龄期钢纤维混凝土弯曲韧度指数比值介于1．95-2．20之间,与理想弹塑性参数2较为接近。纤维掺量1．2％的钢纤维混凝土有良好的塑性性能。     

钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力基于八面体强度的计算模型

针对钢筋钢纤维混凝土梁柱节点的受剪性能与承载力计算方法,采用混凝土八面体强度模型,并以国内外钢筋钢纤维混凝土梁柱节点相关试验数据为基础,对其进行了理论研究。建立了梁柱节点破坏时核心区混凝土正应力与剪应力之间的关系,提出了钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法,并分析了影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力的因素。结果表明,钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力随柱端轴压比、混凝土强度、节点核心区配箍率以及钢纤维含量特征参数的增加而增大;梁柱截面高度比对受剪承载力的影响较小。基于相关的试验数据,通过趋势分析验证了所提出的计算方法能够综合反映柱端轴压比、混凝土强度、节点核心区箍筋以及钢纤维含量特征参数的影响。研究结果可为钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算提供理论依据。     

SFRC/SCC钢筋复合梁受弯性能试验研究

设计了一批受拉区为SFRC、受压区为SCC的钢筋复合梁,分析了纵筋配筋率、SFRC替换层钢纤维体积掺量以及替换层高度对复合梁在四点弯曲荷载作用下的承载力、挠度以及裂缝形态的影响,并与普通混凝土梁进行了对比.通过理论分析计算得出了SFRC/SCC复合梁的承载力表达式,并将理论计算结果与试验数据进行了对比分析,以验证表达式...     

Enhancing the fire resistance of composite floor assemblies through the use of steel fiber reinforced concrete

This paper presents a strategy for achieving the required fire resistance in composite floor systems through the use of steel fiber reinforced concrete (SFRC). Both experimental and numerical studies were carried out to evaluate the fire performance of floor systems comprising unprotected steel beams and concrete/SFRC deck slabs. The results from these studies show that SFRC composite deck slabs develop significant tensile forces (through tensile membrane action) that transfer load from fire-weakened steel beams to other cooler parts of the structure. Preliminary results indicate that the combined effect of composite construction, tensile membrane action, and the improved properties of SFRC under realistic fire, loading, and restraint conditions can provide sufficient fire resistance in steel beam-concrete deck slabs without the need for external fire protection on the floor assembly.     

基于MCFT理论的钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪性能计算方法

在分析钢筋钢纤维混凝土梁柱节点破坏特征及受剪机理的基础上,将裂缝处乱向分布钢纤维的作用等效为钢纤维有效拉应力。基于修正压力场理论(MCFT),建立了钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪性能的计算模型,分析了钢纤维体积率和节点核心区水平配箍率对受剪承载力的影响。结果表明,随钢纤维体积率和水平配箍率的增加,节点受剪承载力均有提高,但钢纤维体积率的影响较水平配箍率小。最后,提出了与普通钢筋混凝土梁柱节点受剪承载力计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力简化计算公式。     

钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元分析

在试验研究的基础上 ,通过分析叠合梁二次成型、二次受力的过程 ,考虑材料非线性 ,提出钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元分析方法 ;运用C+ + 语言编制了钢纤维混凝土叠合梁从加载→开裂→破坏的全过程分析程序 ,经与试验结果对比 ,两者吻合较好