火灾后配筋混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋混凝土结构的受力性能,对3根有粘结预应力混凝土简支梁和2根钢筋混凝土简支梁进行了抗火试验和火灾后的常温静力试验,基于试验结果,提出了火灾后配筋混凝土梁正截面承载力计算公式、裂缝宽度计算公式和刚度计算公式.从5根试验梁中取出20根普通钢筋和9根预应力钢丝进行单向拉伸力学试验,获得了火灾后HPB235级钢筋、HRB335级钢筋、1670级低松弛高强钢丝的力学性能.     

钢筋混凝土简支梁纵筋锈蚀对受剪承载力的影响

纵向钢筋的锈蚀将对钢筋混凝土梁的受剪承载力产生不利影响,而这一点往往易被忽视.以普通钢筋混凝土梁的“梁作用”和“拱作用”抗剪机理为基础,分析了无腹筋梁中纵向钢筋的锈蚀对“梁作用”和“拱作用”抗剪机理的不利影响和由此带来的受剪承载力的降低,并结合已有的试验结果,提出了受剪承载力降低系数α的计算方法以及无腹筋梁纵向钢筋锈蚀后受剪承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好,为进一步研究有腹筋梁钢筋锈蚀后的受剪承载力奠定了基础.     

钢筋混凝土梁电化学锈蚀及受弯承载力试验研究

设计电化学加速锈蚀试验,对钢筋混凝土梁进行加速退化,并对混凝土梁中钢筋锈蚀程度进行宏观、定量评定. 通过对试验梁锈蚀后的加载试验,研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁受弯承载力的影响. 试验结果表明:钢筋锈蚀对于钢筋混凝土梁的破坏形式和受弯承载能力有影响;严重的钢筋锈蚀对梁的刚度有明显的影响;钢筋对弯曲裂缝开展的抑制作用随着锈蚀程度的加深而降低.     

锈后无黏结钢筋混凝土梁的模拟疲劳试验与分析

根据6根模拟试验梁的疲劳试验结果,分析了钢筋严重锈蚀、黏结力基本丧失后钢筋混凝土梁的破坏形态、刚度及疲劳寿命退化.指出局部无黏结梁中钢筋的疲劳断裂位置都处有无黏结的分界面上;试验梁的刚度随跨中完全无黏结区段长度的增加而减小,荷载水平越高刚度退化越明显;试验梁中钢筋的应力范围是影响梁疲劳寿命的最主要因素;锈后钢筋混凝土梁疲劳寿命的降低主要是由钢筋的截面积减小和疲劳强度退化引起的,与黏结退化的关系不大,仅梁中钢筋最大应力的增大与黏结退化有关,且荷载水平越高黏结退化的影响越大;建议分析锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命时认为黏结退化对的梁的疲劳寿命无显著影响.     

油池火下横隔梁对多肋钢筋混凝土T梁桥温度场的影响

基于油池火焰蔓延特性,探究了火灾下横隔梁对多肋钢筋混凝土T梁桥温度场的影响。理论分析了T梁底火焰蔓延总长度与热释放速率间的无量纲关系,用FDS建立4种火灾场景的流体计算模型,分析T梁边界温度时空分布规律,将FDS计算结果加载到T梁桥有限元模型上,计算截面内部温度场。结果表明：在开放空间,T梁底火蔓延与无量纲热功率之间的线性比值大于封闭空间的2.58;横隔梁有效降低了火焰邻近区域的温度,在顺桥向将T梁边界温度场分成4个区域,各分区间温度比无横隔梁时分别降低9.7%、41%、56.8%。说明横隔梁限制了热传递,使火源直接作用的梁构件温度梯度梁肋中部提高33%,梁底提高13.3%,翼板底提高5%。     

GRF薄壁空心管混凝土梁构件的力学性能实验研究

通过对GRF薄壁空心管混凝土梁构件的实验研究和理论分析表明,在弹性阶段,外荷载和GRF薄壁空心管混凝土梁构件的各个部位的应变关系与弹性理论计算结果基本一致,由此可见,设计计算时采用弹性理论计算公式是合理的,梁构件的弹性极限荷载为其极限承载力的25%左右;在反复外荷载的作用下,其极限承载力可增加16%左右;当外荷载接近其极限承载力时,斜裂缝向上延伸到集中荷载作用点位置,向下延伸到纵向钢筋,并沿着纵向钢筋向支座发展,产生撕裂裂缝,直至破坏.这些可为现浇钢筋混凝土GRF薄壁空心楼板的设计计算提供参考.     

SRC梁受力性能的试验研究——刚度、裂缝和受弯极限承载力

通过对12个SRC受弯梁的试验,对SRC梁的刚度、裂缝宽度和受弯极限承载力进行研究和理论分析。研究表明SRC梁的变形性能较RC梁优越,这是因为SRC梁中型钢对混凝土的变形存在有效的约束作用,型钢屈服后,这种约束作用减弱,变形急剧增加。考虑了型钢对混凝土的约束作用,以试验分析为基础,建立了SRC梁的刚度公式以及建议了计算SRC梁裂缝宽度所取用的型钢、钢筋和混凝土应力分布以及钢筋和型钢与混凝土粘结应力分布的简化图形。在此基础上导出了简单、实用的裂缝宽度计算公式。     

火灾过程中混凝土构件内的温度分布

研究了火灾过程中混凝土构件内温度的分布情况，建立了确定火灾过程中构件内部任一点所达到的最高温度的计算公式，从而可以确定温度场在混凝土构件内的分布情况为进行破损检测和残余承载力估算提供依据。     

钢筋混凝土深受弯构件受剪承载力分析

钢筋混凝土浅梁和深梁受剪承载力计算公式的衔接一直尚未较好解决。在分析浅梁、短梁和深梁破坏特征及主要影响因素的基础上，根据深受弯构件受力模型，探讨了深梁、短梁和浅梁的衔接，分析了与混凝土、竖向分布钢筋和水平分布钢筋受剪承载力对应统一的深受弯构件受剪承载力计算公式。     

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.     

集中荷载钢筋混凝土有腹筋梁的受剪承载力

根据国内外的大量试验资料，研究了混凝土强度、剪跨比和配箍率对集中荷载作用下钢筋混凝土箍筋梁的受剪承载力影响规律。在笔者原已提出的集中荷载钢筋混凝土无腹筋梁的受剪承载力计算公式基础上，给出了概念明确，形式简捷的集中荷载钢筋混凝土梁的受剪承载力统一计算公式     

混杂纤维增强RPC加固混凝土梁抗弯性能

为了研究混杂纤维增强活性粉末混凝土(HFRPC)的加固效果,进行了高强钢筋HFRPC加固普通钢筋混凝土梁抗弯性能的试验和理论研究,并与未加固梁比较。共完成7根梁抗弯试验,其中1根是未加固梁,6根为HFRPC加固梁。变化参数为:HFRPC厚度、HFRPC与旧混凝土界面粘结方式和粘贴纤维布等。试验结果表明:采用高强钢筋HFRPC加固梁能有效提高抗弯承载力,HFRPC加固层与旧混凝土粘结牢靠,未发生脱粘破坏;HFRPC加固层裂缝数量众多、宽度明显减小;旧混凝土表面经凿坑处理比凿沟处理的加固梁承载力更大;HFRPC中配置高强钢筋,能发挥高强钢筋优势;HFRPC加固层厚度40 mm比30 mm梁抗弯承载力提高5%;采用纤维布箍约束新旧混凝土,可阻止弯曲裂缝扩展,峰值荷载后承载力下降较慢。最后,给出了加固梁开裂荷载、屈服荷载和极限承载力计算公式,计算值与试验结果吻合较好。     

钢筋混凝土约束梁高温后力学性能的实验研究

通过对4根缩尺钢筋混凝土约束梁三面受火的火灾实验,获得高温作用下的构件温度场分布,在构件常温冷却后进行了静力加载实验,并对不同火灾损伤级别的构件进行了极限承载力和刚度对比分析.结果表明,火灾损伤后钢筋混凝土约束梁承载力降低程度不大,但刚度有较大降低.文中的研究结果可为钢筋混凝土梁受火损伤后加固设计提供依据.     

钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁裂缝宽度试验研究

根据钢纤维全轻混凝土叠浇配筋梁、钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的受弯性能试验,结合裂缝分型统计分析,研究了纵向受拉钢筋配筋率和钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面主要裂缝分布平均间距、平均宽度和最大宽度的影响规律,提出了钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正截面裂缝计算公式。研究成果为钢纤维全轻混凝土配筋叠浇梁正常使用极限状态裂缝验算提供了计算方法。     

火灾对RC,PC构件材料性能的影响

在火灾过程中,由于混凝土的热传导作用,使构件内部形成不均匀的温度场。文中对混凝土、钢筋及预应力钢筋的高温性能进行了分析研究,提出了不同温度下各种材料强度及弹性模量的计算公式;并对钢筋与混凝土的粘结进行了分析,提出了相应的计算方法。文中公式可用于防火设计和灾后承载力估算。     

碳纤维布加固受损钢筋混凝土梁锚固方式的试验研究

钢筋混凝土梁在加固时可能存在不同程度损伤,为了研究碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,试验采用9根钢筋混凝土梁,其中1根对比梁加载至破坏,其余8根梁加载至最大裂缝宽度达到0.2~0.3 mm后卸载采用碳纤维布进行加固锚固的抗弯试验。试验结果表明,在加固层数相同时不同位置的U形箍锚固措施对损伤钢筋混凝土梁极限承载力有不同程度的影响。1层碳纤维布加固时,U形箍在端部的锚固措施比在其他位置的锚固措施的抗弯承载力大;2层碳纤维布加固时,U形箍在端部和加载点两侧都采用锚固措施比在其他位置锚固措施的抗弯承载力大,试验结论能够为损伤结构的补强提供一些参考。     

受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁延性分析

为了研究受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性退化规律,分别利用截面分析法和分形理论对受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性进行了分析计算.在平截面假定的基础上,考虑钢筋和混凝土的腐蚀特点,讨论了钢筋锈蚀与混凝土腐蚀对钢筋混凝土梁延性的影响,分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律;根据受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁力学性能的实验研究结果,建立了受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁截面延性系数的简化计算公式,得到了构件表面裂缝分形维数与构件延性之间的关系.     

基于数字图像相关技术的钢筋混凝土梁裂缝试验

为探讨剪跨比对钢筋混凝土梁裂缝萌发和发展的影响,根据我国规范,设计了一组剪跨比分别为4.0、3.0、2.5、2.0的钢筋混凝土梁,利用数字图像相关（DIC）技术捕捉钢筋混凝土梁构件在荷载作用下裂缝萌发及发展的全过程,重现了钢筋混凝土梁在各级荷载作用下裂缝的分布及其宽度,并将试验结果与各国规范公式的计算结果进行对比。结果表明：DIC技术是一种较好的试验观测手段;裂缝的分布与剪跨比有着十分重要的联系,试验梁的宽度较大裂缝主要分布在纯弯段;同时,在纯弯段范围内裂缝的位置及宽度近乎均匀分布。这与各国混凝土结构设计规范中裂缝计算公式的建立依据基本一致。     

锈蚀双筋混凝土梁抗弯承载力计算模型分析

为完善和发展锈蚀钢筋混凝土结构的计算方法,基于混凝土结构中钢筋锈蚀后,锈蚀钢筋的截面损失、力学性能下降,钢筋和混凝土之间的粘结性能退化,钢筋锈胀力导致混凝土锈胀开裂等因素,将造成钢筋混凝土梁的承载能力及整体刚度都会有所下降的事实。借鉴已有的研究成果,得到了钢筋不同锈蚀率对钢筋混凝土梁中钢筋与混凝土间协同工作的影响公式,并结合现有的关于钢筋混凝土梁抗弯承载力的规范计算方法,建立了锈蚀双筋混凝土梁抗弯承载力的计算模型。最后,利用所建立的计算模型对已有的试验成果进行了验证分析,结果表明,所建立的的计算模型能够与试验结果较好地吻合。     

集中荷载钢筋混凝土无腹筋梁的受剪承载力

根据国内外的大量试验资料，采用数理统计和理论分析相结合的方法，研究了混凝土强度、剪跨比和配筋率对集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋梁的受剪承载力影响规律。提出的集中荷载钢筋混凝土无腹筋梁的受剪承载力计算公式，概念明确，形式简捷，与试验结果符合良好。