500MPa细晶粒箍筋混凝土梁的斜裂缝宽度试验研究

通过对16根配置500MPa细晶粒箍筋、一根配置HRB400箍筋以及一根配置HRB600箍筋的混凝土梁在集中荷载下的受剪试验,分析了混凝土强度等级、配箍率、剪跨比、截面形式以及箍筋强度对配置高强箍筋混凝土梁斜裂缝宽度的影响。短期加载试验结果表明:将500MPa细晶粒钢筋的抗拉强度设计值取为420MPa,当斜裂缝长期荷载影响系数为1.25时,则混凝土梁斜裂缝宽度可以满足正常使用阶段斜裂缝宽度为0.2mm的限值要求。     

配置高强钢筋的混凝土梁裂缝试验研究

采用两点对称集中的同步分级加载方式,对8根配置500 MPa钢筋和4根配置400 MPa细晶钢筋的混凝土梁进行静力加载试验,观测试件的裂缝发展过程,了解此类构件的裂缝特点,为工程中推广应用500 MPa钢筋和400 MPa细晶钢筋提供试验依据。试验结果表明,配置500 MPa钢筋和400 MPa细晶钢筋的受弯构件裂缝发展规律与普通钢筋混凝土受弯构件基本相同,但在正常使用状态下,按照现行混凝土结构设计规范对此类构件进行裂缝宽度验算,计算值均大于试验值。同时,结合其它67根配置高强钢筋的混凝土梁试验数据,评估了现行混凝土结构设计规范裂缝宽度公式的适用性,并在该规范的计算模式基础上,提出平均裂缝间距及短期最大裂缝宽度计算的修正公式,修正公式的计算结果与试验结果符合较好。     

大保护层混凝土梁的裂缝试验

采用两点对称集中的同步分级加载方式,对4根配置500 MPa钢筋的大保护层混凝土梁进行了静载试验,观测试件的裂缝发展过程,了解此类构件的裂缝特点;同时,结合另外24根大保护层混凝土梁的试验数据,建议了此类构件的裂缝间距及裂缝宽度的计算公式,并根据配置表层钢筋或箍筋的混凝土梁试验结果,对大保护层混凝土梁提出了裂缝宽度控制建议。分析结果表明:配置500 MPa钢筋的大保护层混凝土梁裂缝发展规律与普通钢筋混凝土梁基本相同,但在正常使用状态下,混凝土构件的裂缝宽度较大,难以满足规范要求;按照中国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)对大保护层混凝土梁进行裂缝宽度验算得到的计算值普遍大于实测值。     

500MPa级钢筋工程应用的试验与研究

对采用500MPa级钢筋的混凝土框架结构进行了设计计算及结构原位加载试验,研究了混凝土梁裂缝宽度。对配置500MPa级钢筋混凝土梁的裂缝宽度实测值,按现行《混凝土结构设计规范》的计算值以及按修正规范《导则》的计算值进行了对比、分析,并参考了国外规范的有关规定,提出了配置500MPa级钢筋的混凝土构件计算方法。可供工程设计和科研人员参考应用。     

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。     

配置600 MPa高强钢筋的混凝土梁裂缝宽度试验研究

为研究配置600 MPa高强钢筋混凝土梁的裂缝分布与宽度的变化规律及平均裂缝间距与最大裂缝宽度的计算方法,分别进行了4组8根不同配筋率的配置600 MPa高强钢筋混凝土梁,以及1组2根配置400 MPa钢筋对比梁受弯加载试验.通过实测各类型裂缝的分类统计分析,明确了结构设计中配置600 MPa高强钢筋混凝土梁的裂缝宽度验算对应的主要裂缝(开裂后各级荷载作用下可持续延伸,或迅速扩展到中性轴附近的裂缝)形态特征.结合试验研究结果,建议了裂缝截面有效受拉高度的计算方法.基于实测平均裂缝间距与各级荷载作用下实测最大裂缝宽度与采用现行国内外规范验算模式计算结果的比较分析,建立了适用于配置600 MPa高强钢筋的混凝土梁的平均裂缝间距计算式,提出了2种最大裂缝宽度的验算模式.由试验实测值与计算值的比较结果可知,所建议计算式的精度较好,且更适用于配置600 MPa高强钢筋的混凝土梁的裂缝宽度验算.     

配置600 MPa高强钢筋的混凝土梁裂缝宽度试验研究

为研究配置600 MPa高强钢筋混凝土梁的裂缝分布与宽度的变化规律及平均裂缝间距与最大裂缝宽度的计算方法,分别进行了4组8根不同配筋率的配置600 MPa高强钢筋混凝土梁,以及1组2根配置400 MPa钢筋对比梁受弯加载试验.通过实测各类型裂缝的分类统计分析,明确了结构设计中配置600 MPa高强钢筋混凝土梁的裂缝宽度验算对应的主要裂缝(开裂后各级荷载作用下可持续延伸,或迅速扩展到中性轴附近的裂缝)形态特征.结合试验研究结果,建议了裂缝截面有效受拉高度的计算方法.基于实测平均裂缝间距与各级荷载作用下实测最大裂缝宽度与采用现行国内外规范验算模式计算结果的比较分析,建立了适用于配置600 MPa高强钢筋的混凝土梁的平均裂缝间距计算式,提出了2种最大裂缝宽度的验算模式.由试验实测值与计算值的比较结果可知,所建议计算式的精度较好,且更适用于配置600 MPa高强钢筋的混凝土梁的裂缝宽度验算.     

短期荷载作用下600MPa级超高强钢筋混凝土梁裂缝宽度试验研究

为研究600MPa级超高强钢筋混凝土梁受弯性能,进行18根配置600MPa级高强钢筋和1根配置HRB400钢筋的混凝土梁受弯静载试验,分析600MPa级超高强钢筋对混凝土梁裂缝分布、承载力、平均裂缝间距、最大裂缝宽度等影响。研究结果表明：配置该类型钢筋的受弯构件开裂弯矩和极限弯矩仍然可以按照现行规范公式进行计算;短期荷载作用下平均裂缝间距、最大裂缝宽度等参数计算值与现行混凝土结构设计规范公式计算值存在一定差异,平均裂缝间距计算值偏大,最大裂缝宽度计算值与试验值相比偏小。最后根据试验数据对配置该类型钢筋的受弯构件裂缝宽度计算公式进行适当修正,第一种方法是在现行规范计算公式基础上引进裂缝宽度综合调整系数,第二种方法是对现行规范裂缝宽度计算公式中的平均裂缝间距采用修正公式代替,短期裂缝宽度扩大系数采用修正值。修正结果表明第一种修正方法得到的计算值与试验值吻合度高,同时考虑到规范的连续性,建议采用第一种方法进行裂缝宽度修正。     

配置HRB500级钢筋的聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

通过12根配置HRB500级钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受弯试验,分析了试验构件的受弯性能,讨论了GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中关于受弯承载力和裂缝宽度计算公式的适用性,同时对掺入聚丙烯纤维的构件进行了对比试验研究。试验结果表明:配置HRB500级钢筋的混凝土梁的受力性能与普通钢筋混凝土梁相同,可以按照《混凝土结构设计规范》中的相关公式计算受弯承载力及裂缝宽度。同时掺入聚丙烯纤维能够提高受弯构件的开裂荷载,增加裂缝数量,减小裂缝间距及裂缝宽度。     

HRB500级钢筋混凝土梁裂缝与变形性能试验研究

通过4根足尺的钢筋混凝土简支梁(3根采用HRB500级钢筋、1根采用HRB335级钢筋)受弯性能试验,研究HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能和裂缝开展规律。试验结果表明,短期荷载下的HRB500级钢筋混凝土梁具有良好的受弯性能;采用大直径(32mm)HRB500级钢筋配筋的混凝土简支梁的最大裂缝宽度实测值小于《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)公式的预测值,但大于混凝土规范规定的最大裂缝宽度容许值。试验梁的挠度、裂缝间距和最大裂缝宽度与钢筋应力、钢筋直径和配筋率等因素的关系基本上可用现有模型预测。为满足正常使用极限状态的要求,建议对正常使用极限状态的荷载代表值和规范公式的相关参数进行适当调整。     

500MPa级带肋碳素钢筋混凝土简支梁的受弯试验

通过对5根500MPa级带肋碳素钢筋混凝土简支梁及HRB335、HRB400级钢筋混凝土简支梁各1根的对比试验,观察试件的裂缝、挠度、承载力及破坏形态。对试验结果研究分析表明,500MPa级带肋碳素钢筋混凝土简支梁正截面符合平截面假定;实测挠度符合要求,但大于计算挠度;实测裂缝宽度较大,但小于计算裂缝宽度。     

无粘结部分预应力砼梁裂缝宽度的试验研究

本文报告了33根矩形截面直线配筋和2根T形截面配置曲线预应力筋的无粘结部分预应力砼梁的裂缝宽度的试验研究成果。试验表明,在无粘结预应力砼梁中配置普通有粘结筋对梁在开裂后的裂缝分布有重要影响。本文分析了影响裂缝宽度的主要因素,根据预应力筋与周围砼无粘结而可互相滑动的特点,提出了将预应力筋对砼的预压力作为截面上的纵向压力,求解与弯矩共同作用下普通有粘结筋的应力(?),而后引用普通钢筋砼构件裂缝宽度的公式计算普通钢筋(?)水平处的裂缝宽度和近似计算预应力筋(?)。水平处的裂缝宽度。用本文33根矩形截面梁的裂缝宽度试验数据及文献[2]的数据对所建议的计算方法进行了校核,符合程度较好。此外用本文报告的2根6m跨长配置曲线预应力筋的无粘结部分预应力砼T形梁进行了补充验证,得出最大裂缝宽度的计算值略大于试验值而偏于保守。最后对最大裂缝宽度允许作了讨论。     

Deflection and crack-width prediction of concrete beams reinforced with glass FRP rods

Concrete beams reinforced with fiber reinforced polymer (FRP) bars exhibit large deflections and crack widths as compared to concrete beams reinforced with steel due to the low modulus of elasticity of FRP. Current design methods for predicting deflections at service load and crack widths developed in concrete structures reinforced with steel bars may not be used for concrete structures reinforced with FRP bars. Thus, the ACI 440 Committee has provided design guidelines for concrete beams reinforced with FRP bars. Verification of the ACI 440 methods for predicting deflections and crack widths for glass fiber reinforced polymer reinforced concrete beams are presented in this paper. In addition, improvement to the crack width equation was suggested to account for 2 layers of reinforcement. This study shows that ACI 440.1R-01 can be effectively used to predict deflections in concrete beams reinforced with FRP bars and crack width in beams with one-layer FRP bars. However, when FRP bars are placed in two layers, ACI 440.1R-01 can be used after some parameters are modified. Six full concrete beams reinforced with different GFRP reinforcement ratios were load tested and the measured deflections and crack widths were analyzed and compared with those predicted by the proposed models. The experimental results compared well with those proposed by the model.     

高强钢筋混凝土梁短期裂缝计算方法评析

收集和整理近年来国内完成的114根配置400MPa或500MPa级热轧带肋钢筋混凝土梁受弯试验短期裂缝结果,对GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》的裂缝计算公式进行评估分析。分析结果表明：规范的短期裂缝计算方法仍可适用于配置高强带肋钢筋的混凝土受弯试件,但平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度试验值与按规范公式计算的结果相比总体上偏低,二者之比的均值分别为0.930、0.711和0.739,因此建议对部分参数进行修正。利用试验数据进行参数回归分析,得到裂缝间距和裂缝宽度计算模式的修正公式,修正后的计算值和试验值符合较好,但对配置多层钢筋的情况有待进一步研究。图6表7参14     

配置HRB500E钢筋混凝土梁柱组合体抗震性能研究

HRB500E是我国新开发的一种高强抗震钢筋,目前国内对其工程应用研究还处于起步阶段。关于配置HRB500E的钢筋砼梁柱组合体的抗震性能还缺乏相关的试验研究,因此,本文参照现行相关规范设计了4个钢筋砼梁柱组合体足尺试件,其中2个配置HRB500E,另2个配置HRB335,并对这些试件进行了低周往复加载试验。对配置HRB500E的试件在裂缝发展、破坏形态、滞回特性、耗能、延性和刚度退化等方面与等体积配置HRB335的试件作了对比分析。结果表明:配置HRB500E的钢筋砼梁柱组合体与配置HRB335的钢筋砼梁柱组合体存在着类似的破坏现象,同时两者均具有良好的延性。但配置HRB500E的钢筋砼梁柱组合体有更高的承载力、变形能力和耗能能力,表现出了良好的抗震性能。     

The effects of hydraulic pressure and crack width on water permeability of penetration crack-induced concrete

Cracks in concrete generally interconnect flow paths and increase the permeability of concrete. The increase of permeability due to gradual crack growth allows more water or aggressive chemical ions to penetrate the concrete and facilitate deterioration. This research aims to study water permeability and how it is affected by hydraulic pressure and crack widths in cracked concrete.Tests were carried out as a function of hydraulic pressure and crack width, using the splitting and reuniting method to manufacture concrete specimens with controlled crack widths. Crack widths were examined using a microscope. The results showed a considerable increase in water transport as crack width and hydraulic pressure increased. But when the crack width was smaller than 50 μm, it had little effect on concrete permeability. Due to autogenous healing, the water flow through such cracks was gradually reduced over time. However, when the crack width was between 50 and 100 μm and hydraulic pressure was greater than 0.025 MPa, concrete permeability increased rapidly.     

高强不锈钢钢筋混凝土梁短期受弯裂缝宽度和刚度计算方法研究

部分国产500 MPa不锈钢热轧带肋钢筋具有高延性、低弹性模量的特点,为研究配置此类不锈钢钢筋混凝土梁的短期裂缝与刚度特征,进行了6根配置不锈钢钢筋和2根配置普通钢筋的混凝土梁受弯性能试验,并分析不同混凝土强度和纵筋配筋率对短期裂缝和刚度的影响。试验结果表明：其他条件相同下,不锈钢钢筋梁与普通钢筋梁的裂缝形态基本相同,但不锈钢钢筋梁侧纵筋中心位置和梁底处的裂缝宽度均大于普通钢筋梁的;钢筋屈服前,不锈钢钢筋梁纯弯段的弯矩-平均曲率曲线呈双折线,但其开裂后刚度较普通试件的偏低,二者刚度之比平均为0.63;增加纵筋配筋率可减小裂缝宽度并提高受弯刚度。进一步收集相关文献中9根配置同类型国产不锈钢钢筋梁的试验数据,并对GB 50010—2010中短期裂缝与刚度计算公式的适用性进行评估。分析结果表明,按GB 50010—2010中的短期裂缝宽度公式计算得到的梁侧面纵筋位置处的平均裂缝宽度与最大裂缝宽度较试验值偏大,计算值与试验值之比平均分别为1.348和1.588;短期受弯刚度计算值较试验值偏小,二者之比平均为0.890,有必要对相关公式进行修正。建议将不锈钢钢筋梁的裂缝宽度控制位置调整至受拉边缘,且将裂缝宽度限值取为0.4 mm。通过统计分析,提出短期受弯裂缝宽度和刚度计算公式的修正建议。建议公式计算值与试验值吻合较好。     

Investigating correlations between crack width,corrosion level and anchorage capacity

In assessing existing structures, inspection results need to be linked to the effects on load-carrying capacity; to provide such information, this study has investigated the correlation between splitting crack width, corrosion level and anchorage capacity. The study was based on 13 reinforced concrete beams that had been exposed to natural corrosion for 32 years, 11 beams with splitting cracks and 2 without. The crack pattern and widths were documented before undergoing structural testing of anchorage capacity. Thereafter, the reinforcement bars were extracted and their corrosion levels measured using two methods, gravimetric weight loss and 3D scanning. The corrosion level from the weight loss method was approximately twice as large; possible reasons are horizontal or subsurface corrosion pits, and the cleaning method. Further, for the same corrosion level, the specimens in this study had much larger crack widths and slightly lower bond capacity than the artificially corroded tests in the literature; a possible reason is that these specimens had been subjected to combined corrosion and freezing. However, the corrosion level and reduction in bond capacity related to crack width were both lower in the present than in previous studies in the literature. Thus, by formulating a damage indicator from the damage visible in the form of crack widths from artificial test data, the structural capacity is estimated to be on the safe side.     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

对7根HRB500级低成本高性能钢筋混凝土梁进行正截面试验研究,分析HRB500级高性能钢筋与高强混凝土匹配下梁的破坏形态、变形和承载力特点,研究现行规范的承载力、裂缝宽度和挠度等计算公式对HRB500级高性能钢筋混凝土梁的适用性。结果表明：HRB500级低成本高性能钢筋混凝土梁承载力实测值略大于计算值,梁裂缝间距实测...