钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面开裂弯矩的计算方法

通过12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的试验,分析钢纤维对钢筋高强混凝土梁正截面抗裂弯矩的影响.实验结果表明,钢纤维的加入提高了钢筋高强混凝土梁的正截面开裂弯矩,并随着钢纤维体积率的增加呈增长的趋势,增加幅度在40%～100%之间;纵向钢筋配筋率、梁的高度以及钢筋的强度等级对钢筋高强混凝土梁的开裂弯矩也有影响;开裂弯矩随纵筋配筋率的增大以及随截面高度的减小而增大.结合现行有关规范,提出了钢筋钢纤维高强混凝土梁截面抵抗塑性影响系统的计算公式和钢筋钢纤维高强混凝土梁开裂弯矩的计算公式,并用试验数据验证了该公式的正确性.     

一种新型组合框架滞回性能及地震反应分析

在已有试验研究的基础上,采用平面非线性软件IDARC 2D建立数值模型,对一榀配置核心钢管的混凝土柱和钢骨混凝土梁新型组合框架进行滞回分析,并与试验结果对比.同时,对此框架的套建增层改造实例进行地震反应时程分析.研究结果表明:IDARC 2D能较好地模拟组合框架在低周往复荷载作用下的受力过程,为此类框架滞回性能的模拟提供了合适的方法;此新型框架具有梁铰耗能,延缓柱底出铰的特点,抗倒塌能力较强.     

配筋率对高强度混凝土早龄期抗裂性能的影响

为了控制高强度混凝土早期开裂,开展了端部约束试验法测量不同配筋率混凝土早龄期抗裂性能.试验之前,设计一个约束度很大的刚性框架,测试不同配筋率下高强度混凝土早龄期抗裂性能.测试装置由端部约束框架、夹具、混凝土试件、应变片、数据采集仪等组成.试件通过外框架提供端部约束,试件两端通过夹具固定于端部的约束框架.在试件内部分别布置直径为0、16mm、20mm、25mm的钢筋,通过分析钢筋表面和混凝土表面应变,在端部约束作用下,配筋率对高强度混凝土早龄期抗裂性能的影响.结果表明:配筋率越大,高强度混凝土拉应变越小,开裂可能性越小.     

高温后钢筋混凝土梁的试验及有限元分析

为了研究升温时间、配筋率、冷却方式对高温后混凝土梁的力学性能的影响,对高温后16根混凝土梁进行了试验研究.研究结果表明:升温时间、配筋率对高温后梁的剩余承载力影响较大.基于混凝土和钢筋高温后基本的物理力学特性和理论计算模型,运用有限元的方法对高温后足尺钢筋混凝土梁的力学性能进行了数值分析,并与试验结果进行了比较,吻合良好.     

套建增层预应力型钢混凝土组合框架罕遇地震下抗倒塌性能分析

目的研究罕遇地震作用下套建增层预应力型钢混凝土组合框架在不同抗震设防区和场地土下的倒塌规律,以提高套建增层组合框架结构的抗倒塌能力.方法采用IDARC平面分析程序对一榀单层单跨预应力型钢混凝土梁-角钢混凝土柱组合框架开展滞回性能全过程分析,并与试验结果对比,验证所建数值模型的可靠性,在此基础上建立单跨多层结构形式的套建增层组合框架数值模型,并开展罕遇地震作用下弹塑性时程分析.结果随着套建增层组合框架底层柱高度的增加和增层层数的增多,底层柱损伤呈降低的趋势;同时依据套建增层组合框架底层层高和增层层数,得到了8度和7度抗震设防区下,I、II、III类场地土上套建增层组合框架的倒塌范围.结论倒塌的套建增层组合框架均表现为底层出现层间铰的倒塌机制,依据现行规范对倒塌的套建增层组合框架提高一个抗震等级后均可避免其发生倒塌破坏,可为相关工程设计提供参考.     

细晶粒高强钢筋混凝土梁受弯性能试验与参数分析

为研究配置了细晶粒高强钢筋混凝土梁的受弯性能,制作了HRBF400、HRBF500级钢筋混凝土矩形截面梁各4根进行静力抗弯试验.研究表明HRBF筋混凝土梁在短期荷载作用下的最大裂缝宽度实测值满足规范要求,但计算值不满足.HRBF400级钢筋混凝土梁在正常使用条件下的挠度能满足规范要求,HRBF500级钢筋混凝土梁不能够满足规范要求.推导了HRBF筋混凝土梁在裂缝/挠度控制条件下的承载力计算公式,提出了构件承载力利用系数的概念,分析了钢筋强度、钢筋直径、混凝土强度、配筋率、混凝土保护层厚度、高跨比对构件承载力利用系数的影响.在经济配筋率范围内,HRBF筋混凝土梁的延性基本满足要求.HRBF筋混凝土梁的耗能能力在较低配筋率时与普通钢筋混凝土梁相近,但随着配筋率的提高,其耗能能力较普通钢筋混凝土梁降低的快.同配筋率下,HRBF筋混凝土梁在弹性阶段的耗能能力较普通钢筋混凝土梁要高,且随着配筋率的增大而提高.     

梁板子结构的防倒塌机理研究

在模型验证的基础上,基于有限元软件对无板框架、无约束梁板子结构和有约束梁板子结构的抗连续倒塌能力进行对比,来研究边中柱移除工况下梁板子结构的抗倒塌机理。研究结果表明:连续倒塌发生时,梁板子结构中梁的悬链作用和板的薄膜效应可以提高结构的抗力,增加结构的变形能力;邻近楼板对梁板子结构的板边约束能大大增强结构的抗倒塌能力,但横向梁可能先于双跨梁发生破坏,因此在结构的抗倒塌设计中还应对横向梁的抗倒塌能力予以重视。     

材料滞回特性对RC框架抗地震倒塌能力的影响

为研究材料滞回特性对混凝土框架抗震性能的影响,以某教学楼为研究对象,通过在增量动力分析(IDA)中改变混凝土和钢筋材料的滞回参数,分析其对结构抗地震倒塌性能的影响。结果表明：混凝土强度等级对结构抗地震倒塌能力的影响最为显著;减小混凝土强度退化速率和增加钢筋应变硬化率可小幅提高结构的抗地震倒塌能力;混凝土和钢筋耗能性能对结构抗地震倒塌能力影响较小。研究成果可为新型混凝土材料在结构抗震设计中的应用提供一定的参考。     

混杂纤维高性能混凝土深梁斜截面抗裂度计算方法

为研究混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁的斜截面抗裂度,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土深梁试件和2组未掺纤维的普通高性能混凝土深梁对比试件.通过静载作用下的受剪试验,探讨了钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平分布钢筋配筋率及竖向分布钢筋配筋率等6个因素对高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的影响,通过正交试验的直观分析法比较了各个因素对斜截面抗裂度的影响顺序.试验结果表明:掺入适量的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)后,无腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达34.9%,有腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达83.8%.基于现行规范提出了与钢纤维部分增强钢筋混凝土深梁相衔接的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的计算公式,可为工程设计提供参考.     

混合钢纤维混凝土深梁抗剪承载力分析

为探究混合钢纤维混凝土(HSFRC)深梁的受剪机理,综合考虑混凝土、钢纤维、分布网筋及纵筋对HSFRC深梁抗剪承载力的贡献,将钢纤维并入到深梁的抗拉体系中,建立了基于软化拉压杆模型的抗剪承载力计算方法。然后对4根HSFRC深梁试件进行抗剪性能试验,验证计算方法的合理性,并分析混合钢纤维体积掺量和分布钢筋配筋率对试件抗剪性能的影响。结果表明：计算方法的建立过程合理,可以较准确地预测试件的抗剪承载力;钢纤维掺量的增加会延缓HSFRC应变的发展并提高其最大应变值;分布钢筋对HSFRC应变的影响较小,但其掺量的增加会延缓钢筋应变的发展;钢纤维掺量的增加会提高试件的承载能力、变形能力和初始刚度;分布钢筋配筋率的增加可以提高试件的承载能力并延缓其刚度退化,但试件的变形能力呈现先增大后降低的趋势。     

配筋混凝土砌块墙梁受力性能的有限元分析

为了研究配筋砌块墙梁的受力机理及其承载力影响因素,采用ANSYS有限元分析软件,在单元选取、模型建立、参数设置等方面得到可靠验证的基础上,进行了扩大参数分析,考虑了砌块墙体材料强度、墙梁上的洞口大小、洞口位置、托梁的高度、跨度及其纵筋配筋率、墙体中分布钢筋配筋率等因素对墙梁承载力的影响.结果表明:砌块墙体中的混凝土芯柱、竖向和水平分布钢筋将托梁和灌芯砌块墙体连接为整体,墙梁受力模式类似混凝土深梁;灌芯砌体强度、墙梁的跨度与托梁的纵筋配筋率是影响墙梁承载力的主要因素;洞口的存在会削弱墙梁的拱作用,使拱体形状及传力路径发生改变,造成其承载力降低;简支带洞口配筋砌块墙梁的托梁高跨比可以降低到1/14.     

碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的抗弯性能预测

在碳纤维布加固钢筋钢纤维混凝土梁中,加固效果要受到被加固结构本身性能、加固材料性能以及荷载情况等因素的影响,因此,加固效果具有极高的非线性.针对这一问题, 在试验研究的基础上,运用神经网络方法,以钢纤维混凝土强度、截面尺寸、纵向钢筋配筋率等10个变量作为输入单元,以加固梁的抗弯承载力作为输出单元,建立了预测加固梁抗弯承载力的BP神经网络模型.通过预测值与试验值的对比分析,验证了该模型的科学性和合理性.     

钢-混凝土组合梁连续倒塌性能与倒塌机理分析

为了研究在中柱失效情况下钢-混凝土组合梁的连续倒塌性能,利用ANSYS软件对12根组合梁柱子结构试件进行了有限元建模,分析了混凝土板中配筋率、组合梁跨高比、栓钉间距、梁端纵向约束条件等参数对组合梁连续倒塌性能的影响。结果表明,板中配筋率、跨高比、钢梁高度等参数对组合梁的抗倒塌承载力影响显著;考虑悬链线工作机制的组合梁极限抗倒塌承载力约为按照塑性铰破坏模型计算所得抗倒塌承载力的1.34~1.86倍;进行组合梁的静力倒塌分析时应考虑荷载的冲击作用,倒塌荷载动力增大系数(DIF)可在1.13~1.41之间取值。     

双不锈钢板混凝土组合梁抗剪性能有限元分析

基于数值模拟验证试验正确性基础上,本文采用有限元软件ABAQUS建立6个分析模型,研究了双不锈钢板混凝土组合梁中抗剪钢筋直径和间距对双不锈钢板混凝土组合梁抗剪承载力影响.结果 表明,增大抗剪钢筋直径和缩小间距均可提升试件的极限抗剪承载力,且提升幅度与抗剪配筋率(与直径、间距相关)成正比.该分析结果为后续系统全面地开展双不锈钢板混凝土组合梁参数分析提供参考.     

关于RC梁配筋率的研究

在设计钢筋混凝土RC结构构件时.除考虑混凝土材料的抗压强度外.还应考虑其断裂韧性——断裂能.混凝土材料的强度与韧性在RC结构构件设计时占有同等重要的地位.当RC梁中受拉钢筋的配筋率.超过某一界限(上限)时.即使梁达到极限承载状态.钢筋也不会屈服;相反,当ρ低于某一界限(下限时)时,在梁破坏的最终阶段,钢筋则有可能发生断裂.因此,在进行RC构件延性截面设计时.可通过控制拉的配筋率(严格说是控制受拉配筋率ρ与受压配筋率ρ之差)的办法来避免钢筋出现上述的两种极端情况,以期保证受拉筋充分屈服不断裂.     

钢筋轻骨料混凝土梁使用荷载下受拉钢筋应力计算公式的改进与简化

进行了钢筋轻骨料混凝土梁截面受力的全过程分析,对开裂截面受拉钢筋的内力臂系数（η）进行了研究。在试验和电算分析的基础上,提出了适用于各种配筋率情况的轻骨料混凝土梁使用荷载下受拉钢筋应力计算的简化公式。     

基于Pushdown分析的RC框架抗连续倒塌承载力研究

目的 分析了典型钢筋混凝土框架的抗连续倒塌承载力规律,为抗连续倒塌设计和研究提供参考.方法 采用非线性静力Pushdown方法,对不同抗震设防烈度的非整体现浇板框架和整体现浇板框架的抗连续倒塌承载力进行了分析和对比.结果 层间不均匀内力是导致多层框架梁共同作用时相对承载力偏低的原因.梁机制和悬链线机制作用下框架结构的抗倒塌承载力分别由框架梁的抗弯承载力和抗拉承载力决定.结论 抗震设计增强了框架在梁机制作用下的抗连续倒塌承载力,而对悬链线机制作用下的抗连续倒塌承载力提高有限.楼板显著增强了框架在梁机制作用下的抗连续倒塌承载力,而对悬链线机制作用下的抗连续倒塌承载力的增强效果则取决于参与工作的楼板宽度.     

钢筋混凝土平面问题的含梁组合单元模型

将混凝土内的钢筋模拟为能承受轴向力、抵抗弯曲变形的梁单元,在梁元节点位移服从平面单元位移场的基本假设下,应用虚功原理建立了单元内任意位置含钢筋梁元的钢筋混凝土平面组合单元模型.通过与现有钢筋混凝土平面单元模型比较,本模型更准确全面地反映了钢筋的力学性能,钢筋在平面单元内的位置不再有任何限制,混凝土和钢筋可以各自独立地进行网格划分,为单元离散提供了便利.     

钢筋煤矸石混凝土梁试验研究

本文以安徽两淮煤矿的煤矸石为对象,进行了4榀钢筋煤矸石混凝土梁的静力试验,研究了截面配筋率、混凝土强度等级、剪跨比对钢筋煤矸石混凝土梁荷载-挠度关系曲线、破坏模态和关键部位应变分布规律的影响。试验结果与现有国家规范进行了比较,并提出了煤矸石混凝土的应力———应变关系公式。研究表明,钢筋煤矸石混凝土梁的破坏形式和受力过程与普通钢筋混凝土梁类似,规范GB50010建议的普通混凝土梁正截面强度计算公式适用于煤矸石混凝土梁。     

配HRBF500级钢筋混凝土梁受弯承载力试验

试验设计制作了7根配有500 MPa细晶粒高强钢筋的钢筋混凝土梁,通过变化保护层厚度、纵筋配筋率、混凝土强度等因素,分析研究高强钢筋混凝土梁的承载力.试验结果表明,应用了500 MPa细晶粒高强钢筋的混凝土梁承载力的实测结果与计算值比较接近,可以继续沿用现有的规范计算模式.