冻融循环作用后钢筋混凝土梁受剪性能研究

为研究冻融循环作用对钢筋混凝土梁受剪性能的影响,对分别经历0,75,100,125,150次冻融循环作用的立方体试块进行了抗压强度试验,并对设计制作的45根钢筋混凝土梁分别经历0,75,100,125次冻融循环后的静力受剪性能进行试验。分析了混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度、相对抗拉强度与冻融循环次数的关系。研究不同冻融循环次数、不同箍筋间距对混凝土梁受剪性能的影响。研究结果表明:混凝土试块质量、相对动弹性模量、相对抗压强度和相对抗拉强度均随着冻融循环次数的增加而下降;梁的开裂荷载、极限荷载都随着冻融循环次数的增加而降低;GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》关于梁受剪承载力的计算理论适用于冻融循环作用后的钢筋混凝土梁。     

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究冻融循环作用后的钢筋混凝土梁受弯性能,对经历0、50、100、125次冻融循环的混凝土立方体试块进行抗压强度试验;设计并制作了48根钢筋混凝土梁试件,分别经历0、50、100、125次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度等参数与冻融循环次数的关系。研究冻融循环次数、混凝土强度等级对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。结果表明：混凝土试块质量、相对动弹性模量和立方体抗压强度均随冻融循环次数的增加而下降,高强度等级混凝土可延缓冻融循环造成的破坏;部分设计适筋混凝土梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏。推导了受弯梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏的界限配筋率计算式,并通过试验验证了其正确性;冻融循环作用后钢筋混凝土梁的开裂弯矩、受弯承载力仍可采用现行混凝土结构设计规范相关理论计算。     

冻融循环作用下透水生态混凝土力学性能研究

对3种尺寸的透水型生态混凝土试块,即100 mm×100 mm×400 mm棱柱体试块、100 mm立方体试块和150 mm立方体试块,分别进行了冻融循环试验,探索了其宏观力学性能与冻融循环次数的关系。试验结果表明,试块的质量、相对动弹性模量和抗压强度都随着冻融循环次数的增加而降低,其中棱柱体试块的质量损失最多,100 mm立方体试块的抗压强度损失比150 mm立方体试块的更快。透水型生态混凝土在膨胀应力和渗透压力的作用下微裂缝逐渐产生并出现水泥浆颗粒剥落、骨料剥蚀和试块开裂等破坏现象。     

冻融循环后再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究冻融循环对再生粗骨料混凝土梁受弯性能的影响,首先通过冻融循环试验研究不同冻融循环次数对再生粗骨料混凝土质量损失率、立方体抗压强度和相对动态弹性模量的影响;然后对经历不同冻融循环次数（0、25、50、75）的再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、开裂荷载和极限荷载、混凝土和钢筋应变、跨中挠度等。结果表明：冻融循环次数由0增加到25次时,再生混凝土的质量呈增加趋势,冻融循环超过25次后,再生混凝土的质量呈不断减小的趋势;抗压强度和相对动态弹性模量随着冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载随冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的极限挠度随冻融循环次数的增加呈现出不断减小的趋势。     

冻融环境下普通混凝土力学性能的试验研究

对经过0、25、50、75、100、125次冻融循环的四个不同等级的普通混凝土立方体试块和少部分棱柱体试块进行了试验研究。主要测定了立方体抗压强度、劈拉强度、动弹性模量及质量损失等数据,随后对试验结果进行了分析,综合冻融次数和混凝土等级两个因素建立了简单的数学表达式,为寒冷地区建筑物的设计、维护及其寿命预测等提供试验及理论依据。     

栓钉连接对预制UHPC-现浇普通混凝土抗剪性能影响

为研究栓钉连接件对预制UHPC-现浇普通混凝土组合试件界面抗剪性能的影响,文中对光滑界面和不同栓钉连接件长度界面的组合试件进行双面剪切试验,记录加载过程中的剪切荷载与界面滑移,通过剪切荷载-滑移曲线分析栓钉连接件长度对组合试件抗剪性能的影响。研究结果表明,栓钉连接件显著提高预制UHPC-现浇普通混凝土组合试件界面抗剪强度。其中20mm栓钉露出长度界面的组合试件界面抗剪强度与抗剪刚度均最大,抗剪强度达到光滑界面的4.16倍。栓钉连接件组合试件表现为延性破坏。随着界面栓钉露出长度的增加,组合试件的界面抗剪强度与刚度均先上升再下降。为使用UHPC免拆模板进行界面处理提供参考。     

混凝土冻融循环后的力学性能研究

对混凝土试块进行25、50、75次快速冻融循环试验。研究混凝土试块在冻融循环作用下的表面情况,还有其质量、抗压强度和弹性模量的变化规律,并分别建立混凝土试块的质量、抗压强度和弹性模量与冻融循环次数的关系式。研究结果表明,冻融循环对混凝土的弹性模量损伤最大,其次是混凝土的强度,最后是混凝土的质量损失。而且,在混凝土冻融循环过程中,混凝土冻融损伤的过程就是混凝土内部冻胀微裂纹由内部逐渐发展到混凝土表面的过程。     

冻融循环下CFRP—高性能混凝土的粘结性能

通过双面剪切试验,研究了冻融环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能的发展规律。对比分析了未经冻融和经历25、50、100、150、200及300次冻融循环作用试件的破坏特征、剪应变分布、荷载滑移曲线、粘结承载力以及粘结破坏机理。结果表明,所有试件的界面破坏均发生在混凝土表层内,但随着冻融循环次数的增加,破坏界面有向胶层发展的趋势;经受冻融循环次数较少时(25、50次),界面的粘结强度、刚度及开裂荷载的变化不明显,甚至略微提高;但随着冻融循环次数的进一步增加,界面粘结性能有明显的变化,界面粘结强度、端部滑移量减小,刚度退化,初始开裂荷载水平降低,非线性特征增强。粘结极限承载力与混凝土立方体抗压强度均随冻融循环次数的增长存在先提高后下降的趋势,混凝土强度变化是界面粘结性能变化的最重要因素。     

低温下栓钉连接件的抗剪性能试验研究

为了研究低温下栓钉连接件的抗剪承载力,通过15个栓钉连接件在低温下的推出试验,对栓钉连接件在低温下的破坏形态、荷载-位移曲线、抗剪承载力和抗剪刚度进行了研究。结果表明:低温下栓钉连接件的破坏形式会由混凝土破坏转变为栓钉剪断破坏;随着温度降低,栓钉的抗剪承载力近似呈线性提高,但塑性及延性变差;栓钉的抗剪刚度随温度降低而提高,且直径越大,提升幅度越小。     

冻融循环下透水再生混凝土力学性能损伤分析

为研究冻融循环作用对透水再生混凝土力学性能的影响,采用快冻法进行了不同再生粗骨料取代率下的透水再生混凝土冻融试验,并测试相应阶段的动弹性模量、抗折强度和立方体抗压强度.试验结果表明:透水再生混凝土的相对动弹性模量、相对抗折强度和相对立方体抗压强度均随冻融循环次数或再生粗骨料取代率的增大而下降,衰减速率从大到小依次为:相对抗折强度、相对立方体抗压强度和相对动弹性模量.以动弹性模量为损伤变量,通过数据拟合发现,透水再生混凝土的相对抗折强度、相对立方体抗压强度与损伤度均可用指数函数表示,且相关性较好.     

冻融损伤混凝土力学性能研究与等效冻融循环次数计算模型

为研究人工气候环境下冻融损伤混凝土的力学性能退化规律,以冻融循环次数(FTCs)、混凝土强度为设计参数,共设计制作了21组混凝土试块,先后对其进行冻融循环试验与轴心受压试验。结果表明:随冻融循环次数的增加,抗压强度逐渐降低,且降低速率逐渐增大;不同强度等级混凝土的相对动弹性模量P均逐渐降低,且降低速率大致相等;随设计混凝土强度等级的增大,相对抗压强度增加,且增加速率逐渐增大;当冻融循环次数<100时,相对动弹性模量基本不变;当冻融循环次数>100时,相对动弹性模量则逐渐增大。基于试验结果,得到了不同冻融条件下的等效冻融循环次数计算模型,实现了不同冻融条件研究结果的相互利用与对比验证。     

疲劳-冻融多次交互作用下混凝土损伤特性试验研究

通过对混凝土棱柱体试件进行疲劳荷载和冻融循环交互试验,分析疲劳荷载及冻融循环次数对试验后试件外观形貌、质量、相对动弹性模量和抗压强度的损伤劣化影响。试验结果表明:随着交互试验次数的增多,混凝土试件表面的坑洼面变多、孔洞变大,粗细骨料分离,质量出现先增加后减小的变化趋势,相对动弹性模量及试件的抗压强度下降速率明显加快。3个试验周期后,交互作用的试件与仅冻融循环的试件相比,试件的质量损失率增加0.36%,相对动弹性模量下降30.6%。混凝土的抗压强度降低18.1%。     

新型可拆卸组合梁连接件剪切刚度研究

为了使钢-混凝土组合桥梁的混凝土板可以方便地维修和更换,设计了三种新型可拆卸组合梁连接件,维修时可以解除上部混凝土板与下部钢梁的连接,大大缩短维修和更换混凝土板的时间。为了更方便地将新型连接件和传统焊接栓钉的剪切刚度相对比,设计了一种新型单个栓钉试块和加载装置,进行了三组新型连接件试块和一组焊接栓钉连接件试块,共12个试块的单个栓钉试验。结果表明,三种新型可拆卸组合梁连接件为焊接栓钉连接件的剪切刚度的90%左右,剪切刚度相接近,具有在实际工程中应用的可行性和进一步的研究价值。     

装配整体式钢-混凝土组合梁栓钉抗剪连接件受力性能试验研究

为研究装配整体式钢-混凝土组合梁中栓钉抗剪连接件的受力性能,设计了10个栓钉抗剪连接件,对其进行推出试验,得到了现浇混凝土板和预制混凝土板中栓钉抗剪连接件在单调和重复荷载作用下的界面剪力-滑移曲线以及破坏形态。结果表明:预制混凝土板中栓钉受剪承载力比现浇混凝土中栓钉受剪承载力略低,均为栓杆剪断和栓钉根部焊缝破坏;重复荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移明显大于单调荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移;重复荷载作用下的峰值界面剪力与单调荷载下的峰值界面剪力相当,其界面剪力-滑移曲线基本一致。     

混凝土冻融损伤劣化规律与等效冻融循环次数模型

为探究“人工气候”环境下混凝土材料层面的冻融损伤劣化规律，以冻融循环次数NFTCs、混凝土强度为变化参数，浇筑了21组尺寸为150mm的立方体试块，进而对其展开了冻融循环试验、扫描电镜试验，量测了其抗压强度、相对动弹性模量P、质量变化。研究表明：随NFTCs的增大，C-S-H由颗粒状转变成纤维状；混凝土抗压强度与P均逐渐降低，且降低速率基本相等；混凝土试块的质量在NFTCs≤80时略有增加，而后逐渐下降。随混凝土强度的提高，C-S-H凝胶体由纤维状逐渐转变为网状；抗压强度、P以及混凝土试块的质量均逐渐增大。基于材性试验结果，分别建立了相对抗压强度、相对动弹性模量、质量变化率计算式；进而以P为冻损指标，构建了两种不同冻融制度的NFTCs转换式；从而建立了冻损RC构件荷载与位移时变化剩余评估模型，初步实现了实际冻融损伤环境下各服役龄期RC构件力学与变形性能的时变化定量评估。     

Experimental study on mechanical behavior of shear studs in assembled monolithic steel-concrete composite beam

为研究装配整体式钢-混凝土组合梁中栓钉抗剪连接件的受力性能,设计了10个栓钉抗剪连接件,对其进行推出试验,得到了现浇混凝土板和预制混凝土板中栓钉抗剪连接件在单调和重复荷载作用下的界面剪力-滑移曲线以及破坏形态。结果表明：预制混凝土板中栓钉受剪承载力比现浇混凝土中栓钉受剪承载力略低,均为栓杆剪断和栓钉根部焊缝破坏;重复荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移明显大于单调荷载作用下峰值界面剪力对应的界面滑移;重复荷载作用下的峰值界面剪力与单调荷载下的峰值界面剪力相当,其界面剪力-滑移曲线基本一致。     

钢-正交胶合木组合梁浆锚栓钉连接件受剪性能

为研究钢-正交胶合木(CLT)组合梁浆锚栓钉连接件(GSC)的受剪性能，设计8组GSC和2组浆锚螺栓连接件(BCGP)进行推出试验。试验参数包括栓钉直径(16～22 mm)、栓钉排数(单排、双排)、开槽方式(单向、双向)、开槽倾斜角度(0°～30°)、连接件类型(栓钉、螺栓)和灌浆料是否添加钢纤维。试验结果表明：GSC破坏模式为栓钉弯曲或剪断，同时伴有灌浆体转动与开裂；BCGP破坏模式为螺栓剪断，同时螺栓根部灌浆料被压溃；随栓钉直径从16 mm增加至19 mm, GSC受剪承载力与剪切刚度近似呈线性增长；相比于矩形槽口，随着楔形槽口倾斜面的增加，连接件受剪承载力降低，剪切刚度有所提高；槽口倾斜角度由0°增加至30°时，受剪承载力呈先下降后上升的趋势，剪切刚度呈先上升后下降的趋势，相较于矩形槽口，楔形槽口灌浆块体转动现象更为明显；受群钉效应的影响，双排与单排栓钉连接件的总承载力和总剪切刚度并不呈两倍关系。理论推导了GSC槽口处CLT板表层局部压溃破坏时的受剪承载力计算式，计算结果与试验结果吻合较好；针对栓钉剪切破坏情况，已有受剪承载力计算式的计算结果与试验值之间存在一定误差，最高达50%...     

基于梁式试验与推出试验的栓钉连接件荷载-滑移关系对比研究

为比较基于梁式试验与推出试验得到的栓钉连接件荷载-滑移关系,在定性理论分析的基础上,建立两种试验的精细化有限元模型并进行了试验验证,运用有限元模型分析两种试验中栓钉连接件的受力状态,比较栓钉连接件的抗剪承载力和剪切刚度。结果表明,在弹性阶段,梁式试验中栓钉连接件处于双向受压状态,栓钉连接件所受掀起力较小,剪切刚度比推出试验高;在极限状态下,梁式试验中栓钉连接件所受掀起力大,栓钉连接件的抗剪承载力较推出试验低。建议当采用推出试验获得栓钉连接件的荷载-滑移关系时,应考虑将栓钉连接件的抗剪承载力进行适当折减,而剪切刚度不予折减。     

硅灰对轻骨料混凝土抗海水冻融性能的影响

对100mm×100mm×100mm硅灰轻骨料混凝土立方体试块分别进行了25,50,75次海水中的冻融循环试验,通过对试件的质量损失计算、表面剥落观察和超声波探测,分析了硅灰提高轻骨料混凝土抗冻性能的效果.对比研究了试验过程中试件两端减摩与否对轻骨料混凝土力学性能的影响.分别对冻融0次(常态)和不同冻融循环次数后的硅灰轻骨料混凝土试块进行了单轴抗压强度和变形性能试验,得出了极限抗压强度、峰值应力点的应变值、弹性模量等随冻融循环次数变化的规律,并分析了应力-应变全曲线随冻融循环次数变化的规律,结果表明,掺加硅灰能显著提高轻骨料混凝土的抗冻性.     

混合侵蚀与冻融交替作用下混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％的氯化钠和5％的硫酸钠混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法,对立方体抗压强度为54.7 MPa的混凝土试件进行0,100,200,300次冻融循环试验,并测定各组试件的质量损失、抗压强度、相对动弹性模量和应力、应变等试验数据.结果表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土试件表面剥蚀加剧,表观质量和相对动弹性模量无...