混合配置GFRP筋与钢筋的圆形截面混凝土受弯构件承载力计算

根据钢筋和GFRP筋的本构模型,提出钢筋和GFRP筋混合配置的圆形截面混凝土构件正截面受弯承载力计算基本假定和截面受力平衡条件,并推导出了GFRP筋和钢筋混合配筋混凝土适筋梁正截面受弯承载力建议计算公式。通过与现有规范、规程相对比验证,得出建议公式可作为配置纯GFRP筋或钢筋的圆截面混凝土构件的设计公式。此外,对5组GFRP筋混凝土梁和2组混合配筋混凝土梁进行了静力抗弯试验,试验结果表明,纯配与混配构件的正截面受弯承载力建议公式计算值与试验实测值相比都有一定的安全储备,承载力系数在1.59~2.43之间,证明了建议公式的合理性,可供工程设计参考。     

玻璃纤维片材加固混凝土梁的抗剪试验研究

进行了 1 3根玻璃纤维 (GFRP)片材加固混凝土梁和 2个对比混凝土梁的抗剪性能试验研究 ,分析了GFRP加固梁的抗剪性能。试验结果表明 ,粘贴GFRP片材可以有效地提高梁的抗剪承载力 ,GFRP片材的受力机理和箍筋相同 ,加固梁的抗剪承载力取决于GFRP片材的有效应变。根据试验结果 ,提出了GFRP片材有效应变的计算公式 ,并依据混凝土规范的计算模型 ,提出了加固梁的抗剪承载力计算公式     

GFRP筋混凝土梁抗裂性能理论与试验研究

GFRP筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,用它代替混凝土结构中受腐蚀的钢筋具有重要的工程意义。GFRP筋混凝土梁的开裂弯矩是衡量其抗裂性能的重要指标,也是GFRP筋混凝土梁裂缝宽度、挠度以及力学性能计算的重要参数。首先推导了与钢筋混凝土梁开裂弯矩计算方法相衔接的GFRP筋混凝土梁开裂弯矩的计算公式,然后通过7根GFRP筋混凝土简支梁及6根GFRP筋混凝土连续梁试验检验了公式的适用性。试验过程中通过在GFRP筋混凝土梁受压区及受拉区配置不同数量的GFRP筋来研究其开裂过程及开裂荷载。研究结果表明,按照给出的GFRP筋混凝土矩形截面梁正截面开裂弯矩公式得到的理论值与试验值吻合较好,研究成果将为进一步研究GFRP筋混凝土梁的力学性能提供参考。     

钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算与分析

根据试验结果,通过对钢骨普通混凝土梁和钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪性能的研究分析,认为二者的受剪性能、破坏形态及主要影响因素相同。由于轻骨料混凝土强度与钢材的粘结性能较差,尺寸效应对混凝土斜截面抗剪承载力Vc影响较大,需在钢骨普通混凝土梁斜截面抗剪承载力计算叠加法公式中的混凝土项引入一个与截面尺寸有关的修正系数αh,从而得到钢骨轻骨料混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算公式。该公式与试验结果吻合良好。     

GFRP筋混凝土圆截面受弯承载力计算方法

GFRP筋混凝土桩越来越多的应用于地铁车站端头井等需要后期截桩的基坑工程中,但目前其截面受弯承载力计算方法却并不完善。本文从截面受力平衡分析出发,并考虑了圆形截面特性、混凝土和GFRP筋的材料特性,推导了GFRP筋混凝土圆截面受弯承载力计算公式,能够解决GFRP筋混凝土桩的受弯承载力计算问题。通过理论分析和实例计算可知,本文推导的计算公式与现有方法相比,力学意义更加明确,能够考虑GFRP筋的弹性模量及应力状态对截面受弯承载力的影响。     

GFRP筋矩形有腹筋梁抗剪性能试验研究

玻璃纤维筋由于其特殊的工作性能,被越来越多的应用到一些特殊结构中。为更好的进行玻璃纤维筋构件设计,本文通过玻璃纤维筋有腹筋梁抗剪性能试验,选取不同的配筋种类和不同的荷载剪跨比进行加载试验,同时建立有限元模型进行数值模拟,对试验梁破坏过程和荷载-应变发展进行研究。研究发现:玻璃纤维筋的低弹性模量对构件抗剪承载力的折减较明显,试验梁剪弯段斜裂缝的较快发展加速了加载点处混凝土的破坏;在箍筋位置使用钢筋代替玻璃纤维筋对抗剪承载力的增强效果较好;随着剪跨比的增大,两种配筋形式的梁受剪破坏均呈现出一定的斜拉破坏特性。根据试验结果,文章对现行的FRP筋梁抗剪承载力公式进行验证,并建议承载力公式需考虑剪跨比影响。     

GFRP筋混凝土梁耐火性能计算方法

通过GFRP筋混凝土梁耐火性能的理论分析与有限元计算,提出GFRP筋混凝土结构耐火性能的计算方法。在合理选择GFRP和混凝土材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立三面受火的GFRP筋混凝土梁的高温热力学模型。经与GFRP筋混凝土梁火灾试验结果的对比验证,该高温力学模型具有较高的精确性。对影响GFRP筋混凝土梁高温力学性能的各参数进行有限元分析,结果表明,影响梁耐火性能的主要因素为梁上作用的荷载比、GFRP筋在混凝土截面的位置和受火时间。参考欧洲规范钢筋混凝土抗火性能的设计方法,提出GFRP筋混凝土构件基于力学性能的耐火设计公式。通过混凝土500℃等温线简化受火面积和GFRP筋高温强度等效换算的方式,将火灾下截面的非均匀材料力学性质转变为随受火时间变化的均匀材料,提出了不同受火时刻GFRP筋混凝土受弯构件的承载力计算式。经与有限元分析结果的对比,该计算方法精度较高,可应用于评估不同受火时刻下GFRP筋混凝土的高温承载力。     

轻骨料混凝土抗剪试验研究

本文在57根钢筋轻骨料混凝土梁的剪压试验数据基础上，研究了其破坏阶段斜截面水平投影长度与剪跨比的关系，分析并回归出轻骨料混凝土的抗剪承载力成分的试验公式，最后按公路桥梁规范的计算模式给出了钢筋轻骨料混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力的计算公式，本文的研究结果建议在编制中的（LWAC桥梁技术规程》中采用。     

桁架式配筋打印混凝土梁力学性能试验研究

混凝土打印工艺的要求使得梁构件无法配置箍筋,为此设计了不同桁架式配筋的打印混凝土梁构件,并对其进行静力加载试验。对不同桁架数、不同纵筋尺寸的打印混凝土梁分别进行了正截面破坏试验和斜截面破坏试验,研究了桁架式配筋打印混凝土梁在静力加载下正截面与斜截面的破坏特征、荷载与挠度曲线。试验表明,适筋破坏的桁架式配筋打印混凝土梁正截面抗弯承载力与参照普通混凝土单筋矩形截面梁的计算承载力相近,但桁架的腹筋提高了梁的整体刚度;桁架腹杆筋向支座弯起部位的斜截面抗剪承载力与按普通混凝土弯起钢筋部位斜截面计算承载力相差较大。     

500MPa细晶粒箍筋混凝土梁抗剪试验研究

为了研究500 MPa细晶粒箍筋混凝土梁的受剪性能,对16根配置500 MPa细晶粒箍筋、1根400 MPa及1根600 MPa箍筋的混凝土梁进行了在集中荷载作用下的受剪试验,分析了采用500 MPa细晶粒箍筋混凝土梁的斜截面受剪承载力及使用阶段的裂缝宽度,观测了混凝土强度等级、剪跨比、箍筋强度、配箍率、截面尺寸、截面形状等条件不同时试件的裂缝、挠度、承载力及破坏形态;并将实测值与有关公式的计算值进行了比较。试验结果表明,构件的斜截面承载力仍可按现行《混凝土结构设计规范》的相关公式进行计算,并有足够的安全储备。     

型钢混凝土桩基承台抗冲切性能的试验研究

本文通过对1块型钢混凝土六桩承台、2块不同布筋形式的钢筋混凝土六桩承台受冲切的试验研究,探讨了桩基厚承台的受力机理和分析模式,证明了在桩基厚承台内按空间桁架形式配置型钢可有效地提高承台的抗冲切承载力,从而降低板厚。并提出了桩基承台和筏板的设计建议。     

CFST柱-RC梁钢筋环绕式节点抗震性能试验

通过8个钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)梁钢筋环绕式节点在低周往复荷载作用下的试验,对其在不同轴压比下的开裂破坏模态、滞回特征、剪切变形、钢筋和钢牛腿变形、延性和耗能性能等进行系统研究。试验结果表明,试验节点的破坏模态均为核心区剪切破坏,圆钢管混凝土柱节点较方钢管混凝土柱节点的滞回曲线饱满,但均能满足现行规范的抗震设计要求。     

纤维增强塑料筋混凝土粘结滑移本构模型

纤维增强塑料筋与钢筋性能的差异 ,使纤维增强塑料筋混凝土的粘结性能与钢筋混凝土的粘结性能存在明显不同 ,因此 ,研究塑料筋混凝土粘结滑移本构模型 ,对推广塑料筋混凝土结构在工程中的应用具有重要的理论意义和实用价值。在总结国内外已有的纤维增强塑料筋与混凝土粘结滑移本构模型的基础上 ,提出了粘结滑移的连续曲线本构模型。该模型以粘结滑移曲线的三个关键点为基础 ,物理概念明确、光滑连续 ,并与试验结果吻合良好     

双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究综述

双钢板混凝土组合剪力墙由于具有延性好、承载力高、高强度及刚度大等优点,组合剪力墙是目前比较理想的抗侧力构件,近些年来得到了广泛的应用和发展。文中在总结国内外研究的基础上,介绍了对不同截面形式双钢板混凝土组合剪力墙的承载力计算、受力性能影响因素及试验研究,指出目前有关双钢板组合剪力墙研究领域存在的问题和尚未研究的方面,为双钢板混凝土组合剪力墙的进一步试验研究及设计提供建议和参考。     

Flexural and shear capacities of concrete beams reinforced with GFRP bars

This paper reports test results of 12 concrete beams reinforced with glass fibre-reinforced polymer (GFRP) bars subjected to a four point loading system. All test specimens had no transverse shear nor compression reinforcement and were classified into two groups according to the concrete compressive strength. The main parameters investigated in each group were the beam depth and amount of GFRP reinforcement. Two modes of failure were observed, namely flexural and shear. The flexural failure is mainly occurred due to tensile rupture of GFRP bars either within the mid-span region or under the applied point load. The shear failure is initiated by a major diagonal crack within the beam shear span. This diagonal crack extended horizontally at the level of the GFRP bars indicating bond failure.Simplified methods for estimating the flexural and shear capacities of beams tested are presented. The flexural capacity is estimated based on the compatibility of strains and equilibrium of forces. Comparisons between the flexural capacity obtained from the theoretical analysis and that experimentally measured in the current investigation and elsewhere show good agreement. To predict the shear capacity of the beams tested, four methods recently proposed in the literature for GFRP-reinforced concrete beams are used. These methods have been developed by modifying the ACI 318-99 shear capacity formula for steel-reinforced concrete beams to account for the difference in the axial stiffness of GFRP and steel bars. It has been shown that the theoretical predictions of the shear capacity obtained from these methods are inconsistent and further research needs to be carried out in order to establish a rational method for the shear capacity calculation of GFRP-reinforced concrete beams.     

FRP筋混凝土受弯梁正截面受力分析

纤维增强塑料(FRP)筋具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐疲劳等特点,对FRP筋代替混凝土结构中易受腐蚀的钢筋进行研究,这对改善钢筋混凝土结构的某些性能和拓宽工程应用范围,具有明确的工程意义。本文对FRP筋混凝土受弯梁进行了正截面受力分析,并推导了相关的计算公式,最后用具体算例的计算结果与试验结果进行了比较。结果表明,计算值与试验值吻合较好,为今后进一步研究FRP筋受弯构件提供了参考。     

纵筋合并连接的装配式钢筋混凝土剪力墙平面内受力性能

钢筋混凝土剪力墙的钢筋数量较多而直径较小,装配时钢筋的连接工作量大且质量不易保证,纵筋合并连接是一种可能的解决方案。基于剪力墙截面设计方法分析了纵筋合并连接的可行性;通过3个剪力墙试件的拟静力试验验证了纵筋合并连接的有效性;采用有限元模拟方法分析了不同纵筋合并连接的装配式钢筋混凝土剪力墙受力性能。结果表明：当连接钢筋截面面积（强度）不小于原配筋截面面积（强度）且沿墙长均匀分布时,纵筋合并连接的装配式钢筋混凝土剪力墙仍表现出较好的抗震性能;边缘构件纵筋合并连接的剪力墙延性可能降低,宜慎重采用;分布钢筋采用合并连接对剪力墙的平面内受力性能影响较小,是一种较合理的合并连接方式,但连接钢筋布置位置宜沿墙长均匀分布,而不应集中于中性轴附近;未考虑纵筋合并连接对装配式钢筋混凝土剪力墙平面外受力性能、墙体抗裂性能及抗冲击能力等的削弱,因此,在应用时要考虑到此局限性。     

A simplified method for flexural capacity assessment of circular RC cross-sections

A simplified method for the assessment of bending moment resistance for reinforced concrete (RC) members with circular cross-sections is presented. In the proposed method longitudinal rebars arrangement is replaced with a thin steel ring equivalent to the steel total area; moreover, according to modern codes, simplified stress-strain relationships for concrete and reinforcing steel are used.The performed analyses demonstrate that the value of flexural capacity determined by the proposed approach, is very close to the results obtained by applying rigorous methods based on analytical and numerical algorithms.The study also proves that in members subjected to bending moment without axial load, the flexural strength depends on the geometry of the section (i.e. radius and concrete cover) and on mechanical ratio of steel reinforcement by a very simple formula.     

圆钢管钢筋再生混凝土短柱轴压承载力

针对再生混凝土相对普通混凝土延性较差、承载力较低的特点,利用钢管和钢筋笼对再生混凝土的约束作用,将钢筋再生混凝土灌入圆钢管中形成圆钢管钢筋再生混凝土短柱进行研究。基于极限分析法、套箍理论以及双剪统一强度理论,考虑钢管和钢筋笼的双重约束效应,提出了一套包含钢管径厚比、约束效应系数、含钢率以及再生粗骨料取代率等影响因素的圆钢管钢筋再生混凝土短柱轴压承载力计算方法。在理论推导的基础上,考虑短柱的非线性、钢管与再生混凝土的滑移影响,采用ABAQUS有限元软件对圆钢管钢筋再生混凝土短柱进行建模分析; 将理论公式值、有限元仿真结果以及相关文献试验数据进行对比,验证公式的有效性与适用性。结果表明:加了钢筋笼的圆钢管钢筋再生混凝土比圆钢管再生混凝土短柱轴压承载力提高10%左右,研究结论可以为实际工程的应用提供理论基础。