预应力GFRP筋混凝土梁受弯性能研究

参照研究预应力钢筋混凝土梁受弯性能的试验方法，对预应力GFRP筋混凝土梁的受弯性能进行了研究，得出了预应力GFRP筋混凝土梁的荷载—挠度曲线，并对其受力过程进行了较为详细的分析。     

GFRP筋钢纤维高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验研究

完成了9根配GFRP筋和1根配钢筋的高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验,观察其破坏过程与破坏形态,分析了纤维掺量、纵筋类型、配筋率及纵筋直径等参数对试件承载能力、弯矩-跨中挠度曲线、裂缝宽度等受弯性能的影响,采用美国ACI 440.1R-15、中国GB 50608—2010和加拿大CSA S806-12、ISIS-M03-07等规范中的建议模型,通过开裂弯矩、承载力、挠度和裂缝宽度等参数评估了各国规范对该类构件的适用性。结果表明：随配筋率的增大,试件破坏模式依次表现为受拉破坏、平衡破坏和受压破坏,受压区破坏面贯穿骨料内部,较为光滑;掺入钢纤维能够有效抑制混凝土裂缝开展,延缓构件刚度退化,使开裂弯矩平均提高51.71%,承载力平均提高22.10%;增大GFRP筋配筋率能够提高构件刚度,但GFRP筋直径变化对试件变形及裂缝宽度无显著影响;GFRP筋梁开裂后刚度退化较配钢筋的对比试件迅速。各国规范计算结果表明：受拉破坏试件承载力计算结果较离散,且均偏于不安全;对于平衡破坏和受压破坏的试件预测结果均偏于保守,有足够安全储备。考虑轻骨料和钢纤维对构件刚度退化规律的影响,修正有效惯性矩并给出建议挠度计算模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

蒸养GFRP筋混凝土板压缩薄膜效应研究

蒸养混凝土板在桥梁结构中广泛应用,GFRP筋的使用可提高蒸养混凝土板的耐久性。然而,现行规范设计未考虑GFRP筋混凝土板内的压缩薄膜效应(Compressive Membrane Action,CMA)而夸大了GFRP筋的负面影响,从而导致过高的配筋率,过高的造价,同时也未考虑钢筋相对不易变形的优势。因此,在考虑薄膜效应的基础上,针对蒸养养护过程中GFRP筋混凝土板的力学性能、GFRP筋与钢筋配筋配制方式展开研究。试验研究结果显示:GFRP筋与钢筋不同布置方式及蒸养混凝土板不同长宽比例,改变了蒸养混凝土板裂缝发展,极限荷载及挠度变形性能;钢筋作为分布筋固定GFRP筋受力筋时,可抑制了结构裂缝的开展,降低了混凝土板的挠度。板的长宽比对性能影响较大,长宽比越大,其变形越明显,同时极限荷载降低,相同配筋方式及相同受力筋面积的I号板与IV号板挠度值相差均达到80%以上。压缩薄膜效应分析同样验证了采用钢筋作为分布筋时,可在一定程度上提高GFRP筋的利用率;不同长宽比的混凝土板挠度变形相对较大,其薄膜效应更为明显。     

BFRP筋钢纤维部分增强再生混凝土梁抗弯性能研究

设计了7根BFRP筋钢纤维再生混凝土梁,研究了钢纤维体积掺量(vsf)和钢纤维混凝土层厚度(hsf)对试验梁抗弯性能的影响,分析了各试验梁受弯破坏模式、承载力变化、裂缝发展及挠度变形。试验结果表明:钢纤维体积掺量和钢纤维混凝土层厚度均对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯承载力具有一定的影响。随着钢纤维体积掺量的提高,BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载均有一定程度的增加,但并非线性增长。同时,发现在混凝土受拉区掺入钢纤维可有效降低BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的挠度,抑制裂缝的发展;且随着钢纤维再生混凝土层厚度的增加,试验梁的极限承载力逐渐增加,当刚纤维掺量为1%,截面高度为全截面高度的0.6倍时,梁受弯承载力为全截面钢纤维再生混凝土梁的91.5%。     

BFRP筋部分增强钢纤维混凝土梁受弯性能研究

以不同钢纤维掺入率（0、0.5%、1%、1.5%）、受压区钢纤维混凝土不同厚度为试验变量,设计了7根玄武岩纤维增强塑料筋（BFRP筋）部分增强钢纤维混凝土梁进行受弯性能试验,研究不同钢纤维体积率以及钢纤维在混凝土中的不同厚度对BFRP筋部分增强钢纤维混凝土梁受弯性能的提升效果。试验结果表明：在受压区掺入钢纤维,其极限承载力约可提高8%～35%,开裂荷载约可提高10%～30%,跨中挠度约可减小25%;同一钢纤维体积率下,部分截面掺加钢纤维的混凝土梁的极限承载力与全截面掺加钢纤维的混凝土梁的极限承载力相近。仅在梁受压区掺入钢纤维,可高效利用BFRP筋与钢纤维的增强增韧作用,进而提高梁的受弯性能。基于修正的钢纤维混凝土受压应力-应变模型和结构设计原理,建立了BFRP筋部分增强钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

蒸养纤维再生混凝土抗渗性能研究

为研究纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维）在不同体积率下对蒸养再生混凝土抗渗性能的影响。设置3种纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维）的体积率均为0、0.5%、1.0%、1.5%,主要从微观和宏观两个方面阐述不同体积率的纤维对蒸养再生混凝土抗渗性能的影响规律。试验结果表明：从微观角度分析混凝土包裹着纤维,混凝土与纤维之间有一定的黏结性,纤维能够打断混凝土内部的裂缝结构,从而抑制裂缝的开展;从宏观角度分析当纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维）体积率为1.0%孔隙率最小且抗渗性能最佳。相比于未掺入纤维的再生混凝土,纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维）体积率为1.0%的再生混凝土孔隙率分别降低了5.06%、6.09%、11.80%;相比于未掺入纤维的再生混凝土,纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维）体积率为1.0%的再生混凝土抗渗性能分别提高了18.50%、25.33%、34.41%;初步确定不同种类纤维再生混凝土孔隙率与渗透高度的关系式。     

钢纤维混凝土扁梁受弯性能研究

在钢筋混凝土扁梁中掺入钢纤维,可有效提高扁梁的抗弯初裂强度及抗弯极限强度。本文通过6根钢纤维混凝土扁梁的弯曲试验,研究在弯曲荷载下的破坏形态及钢纤维含量对受弯性能的影响,着重分析对比了不同试件受力过程、裂缝开展情况、破坏情况和钢纤维的拉结咬合作用,并进行正截面承载力验算,将试验数据与现行纤维混凝土规程(CECS38:2004)对比,验证了CECS38:2004对钢纤维混凝土扁梁的适用性。     

再生骨料混凝土梁受弯性能试验研究

以再生骨料替代率和混凝土强度为试验参数,对6根再生混凝土适筋梁受弯性能进行了试验研究。探讨了再生混凝土梁与普通混凝土在破坏形态等方面的异同,并重点分析了不同再生骨料替代率和混凝土强度等级对再生混凝土梁平截面假定适用性、承载能力、抗裂性能等方面的影响。研究表明:钢筋再生混凝土梁极限承载力没有降低,且能够满足现行规范的要求,但其开裂荷载理论计算值比实测值大,不利于工程应用,建议对再生混凝土梁开裂荷载理论计算值除以1.3进行调整。     

再生混凝土梁受弯性能试验研究

对再生混凝土梁进行受弯性能试验后发现,当再生粗骨料(RCA)取代率(质量分数)为40%,70%和100%时,再生混凝土梁极限承载力较普通混凝土梁分别降低了1.5%,4.1%和10.6%;随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土梁下部根状裂缝数目增多、间距减小.研究表明:平截面假定适用于再生混凝土梁,再生混凝土梁的破坏形态及承载力-挠度曲线与普通混凝土梁相似;现行规范中开裂弯矩公式、极限承载力公式和挠度计算公式不适用于再生混凝土梁,建议将挠度计算值乘以1.3,开裂弯矩和极限承载力计算值乘以与再生粗骨料取代率相关的修正系数.     

FRP筋混凝土梁受弯性能的全过程分析方法

在充分考虑了由于FRP筋与混凝土间的滑移产生的应变损失、梁裂缝的开展情况及受拉混凝土贡献的前提下,提出一种更接近于实际的FRP筋混凝土梁的全过程分析方法。经与试验结果对比,吻合良好,可为相关工程实践提供依据。     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁。通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究。结果表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,但再生粗骨料的使用会降低梁的刚度及变形能力,使梁的剪切脆性破坏特征更为明显;掺加钢纤维或增大配箍率均可以提高梁的承载力和变形能力,有效改善再生混凝土梁的剪切脆性破坏情况;试件的承载能力随剪跨比的减小而增大,但其变形能力随之降低;修正方法得到的抗剪承载力计算值与试验值相比误差较小,可为再生混凝土梁的抗剪设计提供参考。     

碳纤维布加固钢筋混凝土T梁受弯计算分析

以T梁受弯为例,根据受弯梁及碳纤维的性质,作了五点假定,用三种不同的方法对用碳纤维加固T梁的计算进行推导、分析,并作了实例分析,为T梁采用碳纤维布加固提供了计算依据。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究

基于抗弯性能试验结果的总结与分析,对锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯承载力、破坏形态、破坏机制、锈蚀钢筋与混凝土的粘结滑移等进行了较为系统地研究。在此基础上,建立了锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算模型。     

CFRP加固钢筋混凝土梁受弯性能有限元分析

通过ANSYS对4根矩形简支梁不同碳纤维布加固量承载力进行分析,得出模拟值与实验值吻合较好,在此基础上分析了碳纤维布加固对钢筋应变的影响,并进行了不同配筋率、混凝土强度、碳纤维布加固量对梁承载力以及加固效果影响的研究,为实际工程提供参考。     

型钢混凝土梁抗扭性能的研究与展望

为了研究型钢混凝土梁在扭矩作用下的受力性能,进行了2根型钢混凝土梁纯扭试验。通过试验研究,揭示了型钢混凝土梁在纯扭作用下的受力形态,同时总结了国内外对型钢混凝土梁的研究现状,提出了有待进一步研究的问题。     

钢纤维路面混凝土路用性能研究

在分析钢纤维对混凝土增强机理的基础上,研究掺钢纤维混凝土的路用性能,试验结果表明,与普通混凝土相比,钢纤维混凝土具有优良的路用性能,技术经济性分析表明,钢纤维混凝土在路面工程中应用具有显著的社会经济效益,适合大规模推广应用。     

钢纤维混凝土性能与施工工艺研究

提高抗折强度与耐久性是当前路面混凝土发展的趋势.在分析钢纤维对混凝土增强机理的基础上.通过试验研究了掺钢纤维混凝土的路用性能.结果表明,与普通混凝土相比,钢纤维混凝土具有优良的路用性能,如抗折强度提高15%～35%、冲击强度提高3～5倍、抗裂性能提高3倍、耐磨性提高42%.并结合钢纤维混凝土特性,提出了钢纤维混凝土的施工工艺及质量控制方法,对钢纤维混凝土施工具有很强的指导作用.     

Study on seismic performance test and calculation method of recycled steel fiber reinforced concrete shear wall

Recycled steel wire is taken from used tires, and by procedures like mechanical cutting and friction treatment, it can be converted into industrial recycled steel fiber that meets precise criteria. Such green fiber may effectively limit the growth of fractures in concrete and diffuse the fracture energy of concrete when incorporated into concrete. An investigation of the effects of materials and horizontal reinforcement spacing on the seismic performance of shear wall specimens is presented in this research. The test and numerical simulation findings indicate that the RSFRC (recycled steel fiber reinforced concrete) shear wall's fracture is substantially narrower than that of a conventional shear wall and that the shear carrying capacity and deformation ductility of the shear wall have been greatly enhanced. The energy dissipation capacity of the RSFRC shear wall specimen with varying horizontal reinforcement spacing is significantly enhanced when compared to the conventional shear wall, and the ultimate displacements are reduced. RSFRC shear wall specimen has higher stiffness in the early stage, and the overall stiffness decreases slowly. With the decrease of fiber volume fraction of RSFRC shear wall in a certain range, the shear bearing capacity and stiffness of the model will decrease slightly, but the ductility will increase significantly. Compared with the RSFRC shear wall with fiber aspect ratio of 40 and 25, the bearing capacity and ductility of the two are close, but the RSFRC shear wall with low aspect ratio is slightly insufficient. When the axial compression ratio is in the range of 0.2–0.4, the horizontal shear capacity of RSFRC shear wall increases with the increase of vertical load, but the maximum horizontal displacement becomes smaller, and the model is damaged by compression. Using theoretical calculation, this work also creates the simplified calculation method and restoring force model for the bearing capacity of the diagonal section of RSFRC shear wall. The observed findings correspond well with the test hysteresis curve and may serve as a benchmark for future study. This study provides a new research direction for the seismic performance of RSFRC structures, as well as a solid theoretical foundation and promotion for future research.     

钢纤维混凝土的弯拉强度模型

利用已有试验数据,得到钢纤维混凝土弯拉强度与抗拉强度的相互关系,再参考单向短纤维复合材料强度模型,得到钢纤维混凝土弯拉强度的理论公式,经验证,理论结果与试验数据吻合较好.