钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁受剪抗裂性能试验研究

为解决纤维增强聚合物(FRP)配筋混凝土梁的受剪抗裂性能不足和挠度过大等问题,在混凝土中掺入具有优良阻裂特性的钢纤维是一种有效途径。通过8根钢纤维—玻璃纤维增强聚合物(GFRP)箍筋混凝土梁的受剪试验,研究了钢纤维体积率(0.5%、1.0%、1.5%)和剪跨比(1.5、2.0、3.0)对试验梁斜截面抗裂性能的影响。结果表明：钢纤维能够有效抑制GFRP箍筋混凝土梁内部微裂缝的扩展,提高其整体刚度和抗裂性能。当剪跨比为2.0时,钢纤维体积率为1.5%试验梁的开裂剪力相对于未掺纤维对比梁增加了38.4%。随着剪跨比增加,试验梁受剪抗裂性能逐渐降低。基于试验数据和已有研究结果,提出了钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁开裂剪力的建议计算方法,该方法的计算值与试验值吻合良好。     

钢筋钢纤维混凝土偏心受拉构件受力变形性能的试验研究

本文进行了２２根钢纤维掺量不同的钢筋混凝土偏心受拉构件的加载全过程试验，着重研究了钢纤维对构件抗裂度、裂缝宽度和承地力的影响规律，并得出了基于钢筋混凝土结构计算理论并钢纤维各项参数影响的计算方法。     

钢纤维高强混凝土梁受拉钢筋搭接段粘结性能的试验研究

钢纤维能够增强混凝土的抗拉强度、韧性及阻裂能力,从本质上改变其物理、力学、化学性能。本文将对受拉钢筋搭接范围内无横向箍筋约束但配置钢纤维的情况下的粘结性能做探讨性实验。钢纤维的主要性能指标包括:体积率ρ_1(即钢纤维所占混凝土体积的百分数)、长径比l_f/d_r(即钢纤维的长度与直径或有效直径之比)、含钢特征参数。     

钢纤维高强混凝土梁受剪性能试验及有限元分析

采用非线性有限元模拟与试验研究相结合的方法,以6根钢纤维高强混凝土梁试验为基础,分析钢纤维高强混凝土梁受剪性能。采用ABAQUS分析软件,选择合适的高强混凝土与高强钢筋本构关系,将边界条件和荷载加载到有限元模型上,建立钢纤维高强混凝土梁的非线性有限元模型。将该有限元模型模拟所得与试验所得荷载-变形曲线对比分析,验证模型合理性,并用模型分析试验未考虑因素剪跨比、纵筋率和配箍率对钢纤维高强混凝土梁受剪性能的影响。     

钢纤维轻骨料混凝土无腹筋梁的抗剪性能试验研究

通过设置一组配合比下的7个不同参数浇筑钢纤维轻骨料混凝土无腹筋梁做抗剪试验。试验详述了混凝土梁的裂缝开展情况,分析了钢纤维掺量、剪跨比和配筋率对初裂荷载、极限荷载和跨中挠度的影响。     

钢纤维自密实混凝土梁抗剪性能的试验研究

对15根自密实钢筋-钢纤维混凝土梁和6根普通自密实钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究,通过荷载-跨中挠度曲线、剪跨区荷载-混凝土主应变曲线和荷载-箍筋应变曲线,分析了钢纤维掺量、剪跨比和配箍率对梁抗剪性能的影响。基于试验结果,对比了Rilem TC 162-TDF和CECS 38:2004抗剪公式,并与实测值进行了比较。结果表明,钢纤维能够显著的提高无腹筋梁的变形能力和承载能力,改善破坏形态。由钢纤维部分取代箍筋使梁具有更好的抗剪性能;Rilem TC 162-TDF与实测值吻合较好。     

混凝土剪压强度相关性规律理论研究

将混凝土剪压（包括剪拉）强度相关性规律统一表达为三参数椭圆公式或两参数椭圆公式。其中，三参数椭圆公式符合某些试验结果：而两参数椭圆公式，或是由三参数椭圆公式简化而来，或是由双参数强度准则导出的，将它们分别与试验公式作了比较，其中之二也是可用的。     

部分钢纤维混凝土梁弯曲性能研究

根据收集到的国外部分我钢纤维混凝土梁弯曲性能的试验成果,讨论了钢纤维混凝土层厚度、钢纤维体积率对部分钢纤维混凝土梁抗折强度的影响;并把试验研究成果与理论分析相结合,提出了考虑钢纤维含量特征参数影响的部分钢纤维混凝土梁纤维增强层界限高度及抗折强度的计算方法及其相应的计算公式。     

钢纤维自密实混凝土梁抗剪性能的研究

本文对15根自密实钢筋-钢纤维混凝土梁和6根普通自密实钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究，通过荷载-跨中挠度曲线、剪跨区荷载-混凝土主应变曲线和荷载-箍筋应变曲线，分析了钢纤维掺量、剪跨比和配箍率对梁抗剪性能的影响。基于试验结果，对比了Rilem TC 162-TDF和CECS 38:2004抗剪公式，并与实测值进行了比较。结果表明，钢纤维能够显著的提高无腹筋梁的变形能力和承载能力，改善破坏形态。由钢纤维部分取代箍筋使梁具有更好的抗剪性能；Rilem TC 162-TDF与实测值吻合较好。     

三峡工程岩石拉剪蠕变断裂试验研究

根据三峡工程永久船闸地质勘探中获得的花岗岩岩石，采用了有效的加载方式，模拟了现场岩石节理情况，进行了岩石接剪蠕变断理解的试验研究，研究了花岗夺在拉剪应力作用下的蠕变变形规律，蠕变模型的建立等，为三峡工程的建设提供有效的数据和资料。     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验和计算方法

根据25根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和20根预应力钢纤维混凝土箍筋梁斜截面受力试验研究，分析了箍筋、剪跨比、有效预压力、钢纤维体积率和长径比对预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律. 通过理论推导，提出了预应力钢纤维混凝土梁的斜截面抗裂的计算公式。     

玻璃纤维与聚丙烯纤维混凝土性能的对比试验

设计了常温下普通强度等级混凝土和高性能自密实混凝土的试验,对比分析了玻璃纤维和聚丙烯纤维在掺量一致(0.5kg/m3和1.0kg/m3)、长度相近的条件下对混凝土性能的影响。试验表明,玻璃纤维和聚丙烯纤维均能提高普通混凝土的抗折强度和劈拉强度,但玻璃纤维的效果优于聚丙烯纤维。玻璃纤维和聚丙烯纤维对高性能自密实混凝土抗压强度和抵抗早龄期自由收缩的能力的影响区别不明显,但均能改善高性能自密实混凝土受压时的脆性破坏特征。     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

钢纤维混凝土内时损伤本构模型

本文在作者建立的普通混凝土内时损伤构型的基础上，引入纤维含量特征参数对损伤变量影响的系数。建立了钢纤维混凝土的内时损伤本构模型，该模型的特点是：把内时理论与损伤力学相结合，摆脱了古典塑性力学中屈服面的概念，又使模型中的参数和基本方程大大减少；考虑了不同纤维含量特征参数对本构模型的影响；使钢纤维混凝土和普通混凝土间的本构模型有机地联系在一起，便于应用。     

考虑摩擦接触特性的钢衬钢筋混凝土管道承载机理研究

采用库伦摩擦接触模型模拟钢衬与外包钢筋混凝土间摩擦接触特征,建立了李家峡水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土管道结构模型,系统研究了内水压力作用下外包混凝土起裂荷载、裂缝扩展、管道变形、钢衬与钢筋应力分布特征等承载性能规律。结果表明:考虑钢衬与外包混凝土间的摩擦接触机制时,混凝土裂缝扩展规律与模型试验吻合更好,钢衬应力更为均匀,混凝土裂缝宽度普遍在0.3~0.4 mm,明显大于不考虑摩擦接触特性结果;随着钢衬与外包混凝土间摩擦系数的增加,管顶附近的变形不均匀程度逐渐增加,钢衬应力不均匀程度增加,不利于发挥钢衬的承载性能,但同时上半周裂缝处的钢筋应力峰值明显减小,应变不均匀程度减小,说明摩擦系数的增加有利于裂缝控制。     

不同纤维替代自密实混凝土梁中抗剪箍筋的试验研究

通过对一系列有箍筋和无箍筋自密实混凝土简支梁在两点对称集中荷载作用下的受剪试验分析,研究了纤维类型、纤维掺量以及配箍率等变化参数对混凝土梁斜截面受力性能的影响,并分析了用钢纤维和混杂纤维部分替代抗剪箍筋的可能性。试验梁加载时采用位移控制。结果表明,适量的钢纤维和混杂纤维能够部分替代混凝土梁中的箍筋。当箍筋和混杂纤维共同作用时可显著提高自密实混凝土梁的极限剪力、荷载峰值后的剩余承载能力以及韧性。混杂纤维能够改变按构造要求配置箍筋的混凝土梁的破坏形态,使梁从脆性的剪切破坏转为延性的弯曲破坏。     

钢筋混凝土柱“强剪弱弯”设计可靠度分析

基于现行建筑抗震设计规范(GBJ11 89)，把钢筋混凝土柱的设计参数看作随机变量，柱的破坏看作由抗弯与抗剪失效模式组成的串联体系。本文采用Monte Carlo模拟法，分析了钢筋混凝土柱“强剪弱弯”设计的可靠度。重点分析了不同轴压比下，钢筋混凝土框架柱剪切破坏先于弯曲破坏发生的概率，为合理的确定剪切增强系数提供参考。     

合成纤维改善钢筋混凝土板受弯性能的试验研究

通过掺有合成纤维钢筋混凝土板的受弯性能试验，对不同纤维掺量的钢筋混凝土板的受力和变形性能进行了比较分析，分析认为在正常使用荷载水平下，合成纤维能有效改善混凝土板的开裂形态，增强其变形能力．     

冻融循环对钢纤维混凝土动力性能的影响研究

通过对冻融循环劣化后的钢纤维混凝土试件进行动态三轴压缩试验,分析了冻融循环及钢纤维掺量对混凝土轴向极限抗压强度、轴向峰值应变和应力-应变曲线的影响。结合扫描电子显微镜(SEM)分析冻融前后钢纤维混凝土的微观结构。目的在于探明冻融循环对钢纤维混凝土动态力学性能的影响规律,为寒冷地区钢纤维混凝土在实际工程中的应用提供理论参考。结果表明:增加冻融循环次数导致轴向极限抗压强度下降且100次冻融循环后下降速度明显增大,而轴向峰值应变基本呈线性增大。应变速率的增加导致轴向极限抗压强度增大且轴向峰值应变逐渐减小。冻融循环破坏了钢纤维混凝土内部结构,导致应力-应变曲线包围面积减小,钢纤维混凝土吸收能量的能力降低。钢纤维掺量对冻融劣化后混凝土动力性能影响较大,本试验中1%的钢纤维掺量下冻融劣化后混凝土最优。SEM微观结构揭示了钢纤维增强混凝土抗冻性的强化机理,以及过量掺入钢纤维对抗冻性的弱化机理,与宏观试验结果一致。