混凝土极限压应变对FRP筋混凝土梁极限承载力的影响研究

计算FRP筋混凝土梁正截面承载力时,假定混凝土极限压应变按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)简化的应力-应变曲线取值。但当混凝土中加入钢纤维时,由于钢纤维具有增韧、阻裂作用,计算FRP筋钢纤维混凝土梁正截面承载力时,如果混凝土极限压应变还按原来取为0. 0033,计算结果就不准确,因此需要修改混凝土应力-应变曲线图。研究表明,钢纤维的加入提高了混凝土的极限压应变,当混凝土极限压应变从0. 0033变为0. 005时,极限承载力平均增大了约20%。     

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.     

温度-恒载耦合作用下钢纤维混凝土损伤时变规律及其声发射响应

为研究建筑工程发生火灾时钢纤维混凝土和普通混凝土材料性能的变化规律,通过MTS电液伺服材料测试系统及其配套的高温炉,对高温下2类混凝土的应变曲线进行了研究;同时对2类混凝土施加其极限压应力30%的荷载并维持定值,对钢纤维混凝土以及普通混凝土进行了恒定荷载下的高温应变试验,并采用声发射技术对升温及恒温过程进行了全程实时跟踪和在线监测.结果表明:在温度-恒载作用下,钢纤维混凝土在目标温度加温段的应变比普通混凝土小,其抵抗破坏、变形的能力更强;在加载破坏时钢纤维混凝土的应变比普通混凝土大,其延性更好;钢纤维混凝土的振铃累计计数高于普通混凝土,钢纤维的掺入可以有效延缓混凝土的损伤.     

钢纤维混凝土二桩厚承台的试验研究

为了研究钢纤维增强混凝土(SFRC)二桩厚承台的传力机理和破坏模型,以及钢纤维在混凝土二桩厚承台中的作用,对30个混凝土和钢纤维混凝土二桩承台进行了静力加载试验和非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土二桩厚承台的开裂荷载、极限荷载、裂缝开展、承台内部应变分布、钢筋应力分布等力学性能。结果表明:钢纤维的掺入能有效提高混凝土承台的开裂荷载和极限荷载,阻碍裂缝的发展,降低承台的厚度;钢纤维混凝土二桩厚承台破坏形态为冲切破坏,其传力模型符合拉杆拱模型或桁架模型。提出了基于桁架模型的钢纤维混凝土二桩厚承台承载力设计计算公式,其计算值与试验值吻合较好。该研究成果可为有关规程的编制及实际工程的应用提供参考。     

蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能研究

为提高废弃混凝土利用率,以及解决钢筋容易腐蚀的问题,同时能将蒸养的优势运用到工程中来,研究了不同体积率的钢纤维对蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能的影响,本试验制作了4根试验梁分析其裂缝形态、开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度曲线、平截面假定、受拉钢筋应变.同时制作了8个再生混凝土立方体试块测其抗压强度、观测其破坏形态.试验结果表明:钢纤维可提高再生混凝土抗压强度,且以钢纤维体积率为1.0％时最优,钢纤维可改善再生混凝土的脆性;钢纤维体积率越大,试验梁的开裂荷载和极限荷载提高越明显;4种GFRP筋钢纤维再生混凝土梁的破坏方式均为正截面受弯破坏并符合平截面假定;钢纤维能提高试验梁的抗裂能力并降低试验梁挠度及受拉钢筋应变.     

预应力钢纤维混凝土空心板受力性能试验研究

针对预应力混凝土空心板制作和使用过程中容易出现裂缝的问题,提出在预应力空心板制作中应用钢纤维混凝土,形成新型材料构件-预应力钢纤维混凝土空心板。设计了不同钢纤维掺量的7块预应力钢纤维混凝土空心板,对其进行受力性能试验。试验表明,预应力钢纤维混凝土空心板与普通预应力钢筋混凝土空心板破坏形态相似,钢纤维的掺入可以有效提高混凝土空心板的抗裂性能和极限承载力,减小构件反拱,提高其抗弯性能。     

钢纤维钢筋混凝土扁梁柱节点极限抗剪承载力的计算方法

在四个扁梁柱节点试验的基础上,研究了钢纤维钢筋混凝土节点内钢筋应变的变化规律,分析了节点内、外核心区的混凝土、剪力筋和钢纤维对扁梁柱节点极限抗剪承载能力的贡献,提出了节点极限抗剪承载力的计算公式及截面限制条件,并给出了节点的两种破坏形态的判别方法.计算结果与试验情况符合良好.提出的计算公式可供工程设计参考使用.     

超短钢纤维混凝土动态力学性能研究

利用φ74 mm的变截面SHPB装置对钢纤维长6mm,长径比40,钢纤维体积含量分别为0%、3%、6%的超短钢纤维混凝土进行了冲击压缩试验,得到了不同应变率下的全过程应力应变曲线.试验结果表明：随着钢纤维含量和应变率的提高,钢纤维混凝土的峰值应力增加.结合试验现象,通过分析微裂缝的萌发与扩展的原理对钢纤维的增强机理及应变率效应进行了阐述.     

预应力钢纤维混凝土电杆的研制

通过试验系统研究了大直径离心成型预应力钢纤维混凝土锥形杆和等径杆的受力性能,主要包括抗裂度、裂缝的分布与宽度、变形及承载力等。试验证明,预应力钢纤维混凝土电杆具有良好的裂缝闭合和变形回复能力;掺入适量钢纤维以后,电杆的抗裂度明显提高,裂缝宽度显著减小,变形性能明显提高,极限承载力有所增大,呈现出一定的延性破坏性质,表明钢纤维对预应力混凝土电杆的受力性能特别是裂缝和变形两方面改善效果明显。在此基础上提出了预应力钢纤维混凝土电杆正截面承载力计算方法和正常使用极限状态验算方法的建议公式。     

盾构隧道管片接头三维有限元分析

钢筋混凝土管片作为盾构隧道最基本的结构单元,其承载力影响管片环的整体性能。接头对管片环有削弱作用,使得对接头力学行为的分析显得尤为重要。通过对盾构隧道管片接头进行精细的三维有限元分析,得到接头的极限荷载及极限荷载下的应力、裂缝分布。研究发现,正弯矩作用下的接头强度取决于接头的局部强度;接头极大降低了管片环的整体承载能力;螺栓等连接件与管片混凝土之间的强度匹配也影响了管片接头强度。