钢筋锈蚀对混凝土梁抗剪性能的影响

钢筋锈蚀是混凝土构件主要病害之一。与梁底纵筋相比,箍筋易首先腐蚀,且腐蚀程度更为严重。本文在研究锈蚀RC构件抗剪承载力衰减模型的基础上,借助MonteCarlo模拟,分析了钢筋锈蚀对RC梁抗剪承载力的影响。结果表明,箍筋的锈蚀率明显大于纵筋,构件抗剪失效的可能性大大增加,对梁的安全性和耐久性具有潜在危害。     

不同剪跨比高强钢筋超高性能混凝土梁抗剪性能研究

为了探究超高性能混凝土(UHPC)简支梁的抗剪性能,对3根有腹筋UHPC简支梁和3根无腹筋UHPC简支梁开展抗剪试验。根据梁的实测抗剪承载力,并基于桁架-拱模型修正高强钢筋UHPC梁的抗剪承载力计算式。结果表明:主拉应变在开裂荷载以前呈线性增长,达到开裂荷载后主拉应变激增,应变方向发生突变;在传统桁架-拱模型的基础上,考虑UHPC的软化效应、抗拉贡献及纵筋销栓作用,构建高强钢筋UHPC梁受剪承载力修正式,其计算值与试验值吻合较好。     

钢纤维对钢筋自密实混凝土梁抗剪性能的影响

对9根钢纤维钢筋自密实混凝土粱进行了试验研究,主要的变化参数是纤维掺量和配箍率.基于试验结果,分析了钢纤维对钢筋自密实混凝土粱的极限承载能力、抗剪强度、破坏形态及抗剪韧性的影响.试验结果表明:加入钢纤维可以显著提高梁的极限承载力和韧性,改善梁的破坏形态;提出了与普通钢筋混凝土梁相协凋的钢纤维钢筋自密实混凝土梁的极限承载力的经验公式,并建议端部弯钩型钢纤维的增强系数取值为1.78.     

高强混凝土梁抗剪性能试验研究

为了研究高强混凝土梁的抗剪性能,设计了5根剪跨比为2.6的高强混凝土梁,在集中荷载作用下来观察试件的裂缝发展和破坏形态,根据试验结果来分析不同混凝土强度和配箍率对抗剪性能和承载力的影响,并将实测承载力与我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和美国规范(ACI 318—11)进行对比。结果表明:高强混凝土梁的破坏形态与普通混凝土梁相似,配箍率的提高可以增加梁的承载力和延性;剪跨比为2.6的高强混凝土(C100)梁的承载力总体能满足我国规范,美国规范的安全储备高于我国规范。     

高强混凝土梁抗剪性能研究现状及展望

改善高强混凝土梁的抗剪性能对提高结构安全性具有重要意义。总结了近十几年来国内外对高强混凝土梁、型钢高强混凝土梁及预应力高强混凝土梁抗剪性能的研究现状及存在且亟需解决的主要问题。结合预应力钢筋、型钢和超高强混凝土的优点,对预应力型钢超高强混凝土梁的可行性及优越性进行了展望。     

配筋率和纵筋强度对RPC无腹筋梁抗剪性能的影响

为研究配筋率及纵筋强度对RPC无腹筋梁抗剪性能的影响,制作了4根仅纵筋配置不同的试验梁,进行四分点加载试验。通过观察整个试验过程,以及对加载过程中挠度、纵筋应变等数据进行分析,得出纵筋配置对该试验梁抗剪承载力与剪切延性的影响规律。试验结果表明:在某一固定剪跨比下,RPC钢筋混凝土梁抗剪承载力随着配筋率的增加而增加,随着纵筋强度的降低略有降低。配筋率的提高不仅能提高纵筋与RPC的销栓作用,同时也能提高斜裂缝顶部混凝土受压区高度,而提高纵筋强度只能提高混凝土受压区高度,故提高配筋率比提高纵筋强度更能有效提高构件抗剪承载力。     

超高强混凝土梁抗剪性能的有限元分析

结合18根立方体抗压强度为100MPa以上的超高强混凝土有腹筋约束梁在集中荷栽作用下抗剪性能的试验研究,利用超高强混凝土的各种基本物理力学性能参数,以非线性有限元分析为基础,采用较为完善的非线性本构模型和破坏准则,编写了超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度有限元分析程序以模拟试验。在非线性有限元分析模拟试验结果和已有试验实测数据的基础上,统计回归出了超高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度计算公式。应用该公式所得结果与试验结果符合较好。     

中等剪跨比高强钢筋活性粉末混凝土无腹筋梁抗剪性能试验研究

为了探究剪跨比对高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁抗剪性能的影响,对中等剪跨比条件下,3根HRB500级钢筋活性粉末混凝土无腹筋简支梁进行抗剪性能试验研究,分析不同剪跨比对高强钢筋RPC梁受剪破坏形态、斜裂缝宽度、开裂荷载与极限荷载的影响。通过研究得出:高强钢筋RPC梁比普通混凝土梁传递剪力的能力和延性显著增强;临界斜裂缝倾角大小随剪跨比的增大而减小;开裂荷载与剪跨比大小无比例关系,极限荷载随剪跨比的增大而减小;基于桁架-拱模型无腹筋梁的抗剪承载力计算式,比较适用于高强钢筋RPC无腹筋梁抗剪承载力的计算。     

500MPa钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪试验研究

为了研究高强钢筋高强混凝土无腹筋梁抗剪性能,进行了6根不同剪跨比梁在集中荷载下抗剪性能试验。观察了试件从裂缝出现到失去承载力全过程的试验现象,分析了试件在各级荷载下的纵筋应变值、挠度值以及抗剪承载力。将抗剪强度试验结果与GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算结果进行了比较分析,结果表明:借用GB 50010—2010公式计算小剪跨比和大剪跨比的无腹筋双高钢筋混凝土试件梁抗剪强度与实测抗剪强度出入较大。     

高强钢筋和剪跨比对混凝土构件直剪性能的影响

配置高强钢筋是否可提高钢筋混凝土构件的直剪承载力,以及在何剪跨比范围内可能发生直剪破坏,目前的认识仍不清楚。设计8个配置HRB400和HRB500钢筋的Z形直剪试件,配筋率0.48%~1.10%,通过对比试验,研究钢筋种类对直剪性能的影响。设计4个牛腿形试件,剪跨比0.21,0.43,0.74和0.87,试验研究破坏形态转变规律及直剪破坏范围。结果表明,与配置HRB400钢筋相比,配置HRB500钢筋试件的直剪承载力可提高2%~8%;随着剪跨比的增大,试件的破坏形态经历了从直剪到斜压,最后到弯曲的转变;当剪跨比小于0.3时易发生直剪破坏。     

纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗剪性能影响

为深入了解纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,对3根不同锈蚀程度和1根未锈蚀的钢筋混凝土梁进行跨中加载试验。首先,利用静电流加速试验,即将试件浸泡在3%Na Cl溶液中并外加直流电,通过控制通电时间,获取不同锈蚀程度的钢筋混凝土梁。然后,采用简支梁静力试验分析纵筋锈蚀程度、锈胀裂缝平均宽度和最大宽度对梁抗剪承载力的影响,并与其他相关研究进行对比分析。研究表明:试验梁的抗剪承载力随着锈蚀率、锈胀裂缝平均宽度或锈胀裂缝最大宽度的增大而减小。试验梁的破坏形态由剪跨比决定,纵筋锈蚀程度只影响试验梁抗剪承载力的大小,不对试验梁的破坏形态产生影响。     

高强混凝土梁抗剪强度的有限元研究

结合 1 8根立方体抗压强度为 1 0 0～ 1 5 0 MPa的高强混凝土有腹筋约束梁 ,在集中荷载作用下抗剪性能的试验研究。利用高强混凝土的各种基本物理力学性能参数 ,以非线性有限元分析为基础 ,采用较为完善的非线性本构模型和破坏准则 ,编写了高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度有限元分析程序以模拟试验。在非线性有限元分析模拟试验结果和已有试验实测数据的基础上 ,统计回归出了高强混凝土有腹筋约束梁抗剪强度计算公式 ,应用该公式所得结果与试验结果符合较好。     

钢筋锈蚀后钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究与分析

为了研究箍筋与纵筋锈蚀对钢筋混凝土（RC）梁抗剪性能的影响,设计了10根RC梁进行试验研究,分析了箍筋与纵筋的锈损机理及其影响。试验过程中,采用了机械切割的方式对箍筋进行锈蚀模拟,采用了包裹Teflon薄膜绝缘层的方式对纵筋进行无黏结模拟,采用了填充丙烯酸板的方式对纵筋锈胀裂缝进行模拟。以现有的试验数据,对箍筋锈蚀影响因子与箍筋截面损失率的相关性进行了拟合分析。结果表明：Teflon薄膜包裹钢筋与丙烯酸板填充模拟轴向裂缝模拟纵筋锈蚀效果较好;箍筋和纵筋锈蚀对构件斜截面抗剪性能影响显著,随着锈蚀率增加,抗剪性能退化程度增大。     

HRBF500钢筋C100混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。     

配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能试验研究

目前国内外有代表性的混凝土结构设计规范对配置三向预应力混凝土箱梁的抗剪设计均未考虑竖向预应力对梁抗剪承载能力的影响,并对梁内抗剪钢筋的抗拉设计强度取值进行了限制,是否合适值得重新审视。对4片配置高强竖向预应力筋混凝土工字梁的抗剪性能进行了试验研究,主要研究纵向和竖向预应力的施加对配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能的影响以及试验梁剪切破坏时高强竖向预应力筋的强度发挥水平。结果表明:就所研究的情形而言,施加3.2MPa竖向预压应力可使梁斜截面开裂荷载提高约22%、临界斜裂缝倾角增加约17°、抗剪承载能力提高约30%。剪切破坏时,竖向预应力筋是否张拉对加载过程中抗剪钢筋的应变增量影响很小,未张拉的竖向抗剪钢筋内最大应力为713MPa,预张拉后,抗剪钢筋最大应力增量为709MPa,但叠加其初始张拉应力后其内最大应力可达1440MPa。对竖向抗剪钢筋进行张拉能使高强抗剪钢筋的强度得到较好发挥,但同时导致临界斜裂缝的倾角增大、水平投影长度减小。因此,与配置普通箍筋的混凝土梁抗剪设计相比,配置竖向高强预应力筋混凝土梁竖向抗剪钢筋的最小间距、最小配筋率及初始张拉应力均应特别考虑。     

混凝土梁抗剪性能的研究进展

影响混凝土梁抗剪机理的因素有很多,其中包括剪跨比、混凝土强度、水平钢筋屈服强度和竖向钢筋屈服强度。对于混凝土构件的抗剪机理的研究是一个复杂的过程,因此,混凝土构件的抗剪机理是国内外工程领域非常关注的一个问题。本文分别介绍了国内外对混凝土构件抗剪性能研究的主要成果,并对今后拟开展的研究工作提出了建议。     

配有高强钢筋的高强混凝土梁抗裂与裂缝宽度验算

通过九根高强钢筋高强混凝土梁的受弯试验研究,提出了既反映高强混凝土的特性、又与现行混凝土结构设计规范GBJ10—89衔接的抗裂度及裂缝宽度的计算方法.     

600 MPa级新型高强抗震钢筋的混凝土梁抗裂性能研究

研究配制最大力总伸长率大于9%的600 MPa级新型高强抗震钢筋的混凝土梁的抗裂性能。进行了不同混凝土强度等级(C30、C40、C50、C60)和不同钢筋强度等级(335、400、600 MPa)的钢筋混凝土梁抗裂度的系统试验,结果表明:钢筋强度的增加对混凝土抗裂性能提高有限,混凝土强度仍是影响抗裂的重要因素。通过开裂弯矩试验值与GB 50010、JTJ 267、DL/T 5057等现行规范计算值的详细比较分析可知:现行各混凝土设计规范中,对于混凝土强度fcu≥50 MPa的情况,其计算值都高于实测值较多,即现行规范高估了强度等级为C50以上的钢筋混凝土梁的抗裂性能,其设计抗裂安全性偏低。由此,基于试验实测数据,给出了钢筋混凝土梁抗裂度的修正公式,其与试验结果吻合良好。     

体外预应力预制节段高强混凝土梁抗剪性能的试验研究

体外预应力预制节段高强混凝土干接缝梁(下文缩写为ETDJ-PHCSBs)凭借自重轻、施工便捷的优势,已经成为多数工程快速施工的有力竞争方案。在已有的研究中,针对预应力预制节段混凝土梁的抗弯性能的研究较多,针对其抗剪性能的研究相比较为匮乏,对ETDJ-PHCSBs的研究更少,而对于预应力预制节段梁而言,其抗剪性能较为薄弱,是桥梁设计中不容忽视的关键。本试验对包括1根体外预应力高强混凝土整体式简支T梁和4根体外预应力预制节段预应力高强混凝土简支T梁进行了四点加载抗剪试验研究。试验以施工方法、混凝土强度和剪跨比为主要研究参数。试验结果表明:提高混凝土强度可以有效地提高ETDJ-PHCSBs的抗剪承载力。所有试验的试件的剪跨比均与抗剪强度成反比,同等条件下,剪跨比越大,则试件的抗剪承载力越低。本研究成果可供桥梁设计借鉴和参考。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗剪性能研究

基于试验结果的总结与分析,对锈蚀钢筋混凝土梁的斜截面抗剪承载力、破坏形态、变形能力等进行了较为系统地研究。在此基础上,考虑锈蚀钢筋截面损失与力学性能退化的影响,建立了锈蚀钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力计算模型,为抗剪性能的进一步研究奠定了基础。