钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能研究

通过12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的试验,分析了纵筋配筋率、钢纤维体积率、梁高和钢筋强度等级等因素对钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯极限承载力的影响,并提出了适合工程应用的钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面极限承载力计算公式。     

影响钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能的因素分析

本文阐述了12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的基本试验条件;分析了纵筋配筋率、钢纤维体积率、梁高和钢筋强度等级等对钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯极限承载力和初裂弯矩的影响;并给出了相应的结论。     

钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯承载力研究

钢纤维高强混凝土作为一种新型材料,综合了钢纤维混凝土和高强混凝土优点,相比于普通混凝土,具有更好的刚度、延性、抗裂度、耐久性等性能。选取22根钢筋钢纤维高强混凝土试件梁及3根钢筋高强混凝土对比梁受弯承载力进行研究,对其开裂弯矩和极限弯矩进行计算,将计算值与试验值进行对比分析,对计算公式进行优化并提出新的计算方法。结果表明,运用新方法计算出的结果,开裂弯矩和极限弯矩的试验值理论值之比的平均值均为1. 00,标准差分别为0. 13和0. 05,整体吻合较好。对于钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯承载力的计算,提出新的计算方法具有较高的精度和稳定性。     

钢筋钢纤维高强混凝土板冲切承载力

通过对6块尺寸为1 800 mm×1 800 mm×150 mm钢纤维高强混凝土板的冲切试验,研究混凝土强度等级和钢纤维体积率对板冲切极限承载力的影响。结果表明:钢纤维高强混凝土板冲切破坏之前的变形主要是弯曲变形,钢纤维的掺入提高了钢筋混凝土板的冲切承载力。在试验结果的基础上,运用统一强度理论和塑性极限分析方法,建立钢筋钢纤维高强混凝土板冲切极限承载力的计算公式。     

钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能的试验研究

通过 2 5根钢筋钢纤维混凝土梁的抗弯性能试验 ,研究了钢纤维和高强混凝土对受弯构件初裂强度、极限强度和延性的影响。给出了钢筋钢纤维高强混凝土受弯构件的正截面承载力计算公式     

高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

为研究高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁在集中荷载作用下的受弯性能,对6根掺量不同的聚丙烯纤维矩形截面梁进行了试验研究,对比分析了高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、正常使用阶段的裂缝宽度及变形.结果表明,高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受力性能和普通钢筋混凝土梁相同;高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、挠度及裂缝宽度均可以按照现行GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中相关公式计算.     

半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能试验研究

为研究半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁(简称半预制梁)的受弯性能,设计了5根半预制梁进行了三分点单调加载试验,分析了预制外壳混凝土强度、钢纤维掺量以及键槽间距等因素对半预制梁承载力、挠度、裂缝发展变化规律的影响,并与现浇HRB600级钢筋高强混凝土梁(简称现浇梁)进行了比较.结果 表明,半预制梁与现浇梁表现出相同的受力特点和变形特征;预制外壳加入钢纤维可提高试验梁的开裂荷载,改善延性,减小裂缝宽度;提高预制外壳混凝土强度可提高试验梁的极限承载力;设置键槽,可提高梁的极限承载力,延缓刚度退化,改善延性;设置键槽的半预制梁在受弯荷载下的承载力、裂缝宽度、挠度可按《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:2004)计算.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁正常使用极限状态研究

通过25根钢筋钢纤维混凝土梁的试验,研究了影响钢纤维高强混凝土梁在正常使用极限状态下裂缝宽度的各种因素。试验结果证明,在相同的配筋率下,钢纤维的体积掺率是主要因素。给出了钢筋钢纤维高强混凝土受弯构件的裂缝宽度计算公式,计算结果与试验结果符合良好。该公式简单实用,适用于工程计算,为《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38:2004)采用。     

钢纤维高强混凝土与钢筋的粘结性能试验研究

通过126个尺寸为150mm立方体的钢纤维高强混凝土标准试件，进行了钢筋全长粘结的拔出试验，分别量测出光圆钢筋、变形钢筋与钢纤维高强混凝土的荷载与自由端的粘结滑移关系，研究了钢纤维体积率和钢纤维类型对钢纤维高强混凝土粘结性能的影响。根据现行《钢纤维混凝上试验方法》进行的试验结果表明，钢纤维的加入对光圆钢筋与高强混凝土的极限粘结强度无显著影响；对变形钢筋与高强混凝土的极限粘结强度有一定影响，但缺乏明显的规律性。通过对试件破坏形态及试验结果的分析得出结论，现行《钢纤维混凝土试验方法》有关粘结性能的试验方法不适用于高强混凝土及钢纤维高强混凝土。     

高强钢筋高强混凝土梁受弯性能的有限元模拟

采用大型通用有限元软件ADINA,对3根高强钢筋高强混凝土梁进行了受弯性能的非线性有限元模拟,研究表明,模拟结果与试验吻合良好,ADINA可以非常准确地模拟高强钢筋高强混凝土梁的整个受力过程。     

钢纤维水泥砂浆钢筋网加固RC梁受力性能研究

对钢纤维水泥砂浆加固的抗弯足尺混凝土梁一、二次受力进行了试验研究。试验包括1根对比梁和6根用钢纤维水泥砂浆钢筋网加固的试验梁。试验梁采用三面U形加固形式,量测试验梁裂缝分布形态、荷载-挠度曲线、钢筋和混凝土及加固砂浆应变发展规律等。通过改变加固梁的加固配筋率和受力形态,研究了这种加固方法对RC梁的承载力、破坏形态、截面刚度及裂缝分布等的影响。试验结果表明,钢纤维水泥砂浆加固是一种有效的加固方法,能够显著提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力、截面刚度以及抗裂性能。     

An experimental study on the flexural behavior of heavily steel reinforced beams with high-strength concrete

In recent years, an emerging technology termed high-strength concrete (HSC) has become popular in construction industry. Present study describes an experimental research on the behavior of high-strength concrete beams in ultimate and service state. Six simply supported beams were tested, by applying comprising two symmetric concentrated loads. Tests are reported in this study on the flexural behavior of high-strength reinforced concrete (HSRC) beams made with coarse and fine aggregate together with Microsilica. Test parameter considered includes effect of being compressive reinforcement. Based on the obtained results, the behavior of such members is more deeply reviewed. Also a comparison between theoretical and experimental results is reported here. The beams were made from concrete having compressive strength of 66.81-77.72 N/mm² and percentage reinforcement ratio (ρ/ρ_b) in the range of 0.56%–1.20%. The ultimate moment for the tested beams was found to be in a good agreement with that of the predicted ultimate moment based on ACI 318-11, ACI 363 and CSA-04 provisions. The predicted deflection based classical formulation based on code provisions for serviceability requirements is found to underestimate the maximum deflection of HSC reinforced beams at service load.     

Torsional behavior of steel fiber reinforced concrete beams

Torsion of structural members and the behavior of steel fiber reinforced concrete became the area of interest of many researchers in the past and it is still newsworthy. In this study, 12 reinforced concrete (R/C) beams with Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) were tested to observe the failure under torsional moments. The volumetric steel fiber content, fiber aspect ratio, and the longitudinal reinforcement were the variables of the investigation. Unit torsional angle of twist versus torsional moment (torque) response of each specimen was monitored during the experiments, and the effect of above variables on this response was critically investigated. It was observed that not only the torque capacity of R/C beam is modified by the addition of Steel Fiber Reinforcement (SFR) but also the energy absorption capacity is significantly affected by the SFR addition. Besides, an empirical equation relating the torque to twist for SFRC beams is proposed and tested against the test data.     

单调荷载作用下高强混凝土梁受弯性能尺寸效应研究

进行了不同截面尺寸高强混凝土梁的弯曲试验,研究了梁高对其受弯性能的影响。试件采用C70高强混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋。试件截面尺寸不同,截面长宽比、剪跨比和配筋率等参数保持一致。分析了不同截面尺寸对高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩、名义极限弯矩、延性以及塑性转动能力的影响。研究结果表明,高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩和名义极限弯矩无明显尺寸效应,而试件的位移延性系数和塑性铰区的塑性转动能力则表现出明显的尺寸效应,随截面尺寸的增大梁的位移延性系数和塑性铰区塑性转动能力有所降低。     

纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究

高强混凝土具有抗压强度高、韧性差的特点,容易产生脆性破坏。为了扩大高强混凝土的应用范围,提高其韧性性能,通过用ASTM-C-1018、ASTM-C1399-98和PCSm(post-crack strength)三种方法分析钢纤维高强混凝土、钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土与素混凝土的韧性对比试验数据,研究纤维的加入对高强混凝土韧性性能的影响。     

预应力碳纤维布材加固混凝土梁受弯性能非线性分析

根据平截面变形假定,考虑材料的非线性性质,用分级加应变的方法计算预应力碳纤维布加固的混凝土梁的荷载-挠度关系,得到的5根预应力碳纤维加固混凝土梁和4根非预应力加固混凝土梁的荷载-挠度曲线与试验结果吻合较好。并在此力学模型的基础上对预应力碳纤维布加固的受弯构件的二次受力性能进行了非线性分析,研究了碳纤维初始应变、截面高度、预应力大小对被加固梁受弯性能的影响。分析结果表明：预应力可有效发挥碳纤维高强性能,二次受力条件下预应力碳纤维布材的加固效果远好于非预应力碳纤维布材加固,可有效解决构件二次受力应力应变滞后问题。     

钢纤维高强混凝土牛腿受剪性能试验研究

通过集中竖向荷载作用下9根剪跨比为0. 2～0. 4、钢纤维体积掺量为0～1. 5%钢纤维高强混凝土双面支撑牛腿的受剪性能试验,研究剪跨比、纵筋配筋率、箍筋配筋率、钢纤维掺量对牛腿试件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响。采用我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中牛腿承载力计算方法对9根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的规范ACI 318-14、EN 1992-1-1:2004和CSA A23. 3-04的计算结果进行对比分析。研究结果表明:小剪跨比混凝土牛腿主要发生斜压破坏和斜剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,牛腿承载力显著减小;提高钢纤维体积掺量,有助于提高牛腿开裂荷载和延性;随着纵向配筋率的提高,牛腿承载力显著提高;提高箍筋配筋率有利于提高牛腿开裂荷载和受剪承载力。由于牛腿同时承受正应力和剪应力的作用,属于复杂受力状态,采用拉压杆模型计算牛腿承载力具有清晰的力学概念,但计算结果较为保守,各参数取值尚需进一步研究;而GB 50010—2010中采用经验公式计算牛腿的受剪承载力,与试验结果较为接近。