钢纤维自应力混凝土加固梁抗弯疲劳性能试验研究

通过对4根三分点加载方式下加固梁的抗弯静力和疲劳试验,研究了钢纤维自应力混凝土叠合层对加固梁的正截面疲劳性能影响。通过分析梁的开裂弯矩、跨中挠度、拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了钢纤维自应力加固梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程。试验结果表明,钢纤维自应力混凝土叠合层可延缓加固梁的开裂,显著降低裂缝宽度,明显提高梁的疲劳性能,采用钢纤维自应力混凝土进行旧混凝土简支梁桥变连续体系加固是一种有效的方法。     

不同层厚钢纤维再生混凝土梁抗裂性能研究

本文通过试验对比分析钢纤维混凝土不同层厚对层布式钢纤维再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载、破坏形态、荷载-应变曲线关系、挠度及最大裂缝宽度等性能的影响。试验结果表明:随着钢纤维混凝土层厚的增加梁的初裂荷载值先逐渐增大、后减小,其中在SF50组梁得到最大值。钢纤维的掺入对梁的承载力提高幅度不大,但可以延缓裂缝的出现,提高梁的延性和刚度。不同层厚钢纤维再生混凝土梁整体的应变沿梁高分布符合钢筋钢纤维混凝土叠合梁计算模型。随着钢纤维层厚的增加,破坏后的最大裂缝宽度相应变小。因此可知在再生混凝土梁的受拉区掺钢纤维能有效地提高抗裂性能,同时降低钢纤维使用量,改善混凝土性能。     

深排隧道钢纤维补强衬砌混凝土-伦敦Lee Tunnel

钢纤维补强能够极大提升混凝土结构物的耐久性能,非常适用于长寿命,高耐久性,并且供用环境腐蚀条件苛刻,磨耗严重的都市深层排水隧道衬砌混凝土。依据有关钢纤维补强混凝土结构的国际混凝土结构联合会制订的模型代码：fib model code 2010,以及欧洲的相关技术规范,结合伦敦的深层排水隧道：Lee Tunnel的具体工程实例,对如何应用钢纤维补强技术在盾构隧道衬砌混凝土管片,以及现场浇筑二次衬砌自密实混凝土进行了探讨。同时通过钢纤维补强混凝土缺口梁试件的抗折强度试验,大型梁试件的弯曲加载试验,以及试验结果的非线性有限元逆向解析,确认了钢纤维取代钢筋的结构补强性能,控制裂缝效果,以及应变硬化性能,能够满足Lee tunnel工程项目的砌筑混凝土性能要求,适用于深层排水隧道:Lee tunnel衬砌混凝土补强。     

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%。     

再生混凝土叠合梁板受弯性能数值分析

在已完成的再生混凝土叠合梁板受弯性能试验的基础上,运用Abaqus软件对叠合梁板进行了非线性有限元分析。验证了有限元模型的正确性之后,引进一种新的叠合型式,预制部分采用再生混凝土而现浇部分采用普通混凝土,然后用Abaqus对新叠合梁板进行分析。分析结果表明,新叠合型式更合理地利用了混凝土材料,进一步提高了结构的受力性能。     

再生混凝土叠合梁板受弯性能数值分析

在已完成的再生混凝土叠合梁板受弯性能试验的基础上,运用Abaqus软件对叠合梁板进行了非线性有限元分析.验证了有限元模型的正确性之后,引进一种新的叠合型式,预制部分采用再生混凝土而现浇部分采用普通混凝土,然后用Abaqus对新叠合梁板进行分析.分析结果表明,新叠合型式更合理地利用了混凝土材料,进一步提高了结构的受力性能.     

五环路京津塘互通式立交桥预应力施工

北京市五环高速公路是北京市重点工程,全长95 55km。京津塘互通式立交桥位于五环路K21+240～K23+000段,为三期工程中最大的互通式立交桥之一。整个立交共有桥梁11座,其中多座匝道桥、跨河桥、跨线桥、主线桥、辅路桥中均采用了有粘结预应力。桥梁上部为预应力混凝土连续梁及钢箱预应力混凝土叠合梁,下部为预应力混凝土盖梁。下部结构混凝土强度为C45,上部结构预应力混凝土连续梁为C45、钢箱预应力混凝土叠合梁桥面系混凝土为C50。1　施工顺序(1)盖梁　现浇盖梁混凝土→混凝土强度达到100%后依次对称张拉30%预应力束→吊装两侧T梁、现…     

一种新型预应力混凝土叠合梁设计与应力分析

介绍一种新型的预应力混凝土叠合梁——二次预应力混凝土叠合梁,分析其设计特点;并应用于高速铁路无碴轨道桥梁中,根据设计实例进行应力分析,与相同截面尺寸的常规预应力混凝土梁的应力进行对比。结果表明:与常规预应力混凝土梁相比,二次预应力混凝土叠合梁受力合理,可以明显减小截面应力梯度,对减小梁的徐变上拱非常有利;并可以节约预应力筋约10%,具有明显经济优势。     

混凝土叠合梁受力性能与设计方法研究进展

混凝土叠合结构是在预制构件上后浇一层混凝土而形成的一种装配整体式混凝土结构,具有整体性好、施工速度快等优点.本文在较系统地查阅相关资料的基础上,对混凝土叠合梁的受力性能与设计方法最新研究进展进行了分析与研究.研究表明:一次受力叠合梁的受力性能与整浇粱相似,而二次受力叠合梁在受力过程中存在着受拉钢筋和箍筋"应力超前"、后浇混凝土"受压应变滞后"与"剪应力滞后"等现象;除叠合面受剪外,一次受力叠合梁的设计方法与整浇粱类似.而二次受力叠合梁可在整浇梁设计的基础上,考虑二次受力的影响进行设计.     

钢筋砼连续叠合梁受力性能试验研究

本文通过对六根二次浇捣二次受力两跨连续叠合梁试验，和一根二次浇捣一次受力两跨叠合梁及一根整浇两跨连续梁的对比试验，研究分析二次受力连续叠合梁的基本受力性能。结果表明二次受力连续叠合梁在正截面强度、挠度、内力重分布等方面的性能与整体梁及一次受力叠合梁相比均有不同特点。本文试验结果为进一步研究分析二次受力连续叠合梁的设计方法提供有益或参考价值的试验依据。     

Cracking resistance performance of super vertical-distance pumped SFRC

The mix ratio of steel fiber reinforced concrete (SFRC) was optimized using the principles that workability must meet the pumping demand and anti-cracking performance should be optimal. The effect of SFRC on the initial cracking load, the ultimate load and the crack width of the reinforced concrete (RC) member were analyzed in this paper. It was found that the admixture had good preservation of moisture and adhesion and the fibers distributed homogeneously in one hour out of the machine. According to the pumping results, the SFRC could be pumped vertically up to 306 m. Based on the standard computation formula of cracks, the maximum crack width of an RC member with 0.8% steel fiber (by volume) is about 32% lower than that of standard RC member. Through an experimental research on full-scale model tests for the steel and concrete composite anchorage zone on a pylon, the SFRC not only remarkably increases the crack resistance and the ultimate load, but the initial load also improves 33% approximately. It is also indicated that plastic shrinkage cracking of SFRC in which volume fraction of steel fibers is 0.8% can be restrained obviously and the unrestrained drying shrinkage can be diminished by about 50% at early age. The results confirmed that the SFRC can lessen the shrinkage crack of concrete and enhance markedly the direct tensile strength. Therefore, the SFRC can solve the key question of crack resistance for the anchorage zone of a bridge tower.     

钢纤维混凝土六桩双柱厚承台试验研究及理论分析

为了研究钢纤维混凝土六桩双柱厚承台受力模型和传力机理,对6个试件进行静力加载试验和非线性有限元分析,探讨了钢纤维混凝土六桩双柱厚承台开裂荷载、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,延缓承台的开裂,阻裂效果明显;钢纤维混凝土双柱六桩厚承台破坏形态为冲切破坏,其传力模型符合空间拉压杆模型。提出了基于拉压杆模型的承载力设计计算公式,其计算值与试验值吻合较好;最后给出基于拉压杆模型的双柱承台的设计建议,便于实际工程中应用。     

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。     

Cracking resistance performance of super vertical-distance pumped SFRC

The mix ratio of steel fiber reinforced concrete (SFRC) was optimized using the principles that workability must meet the pumping demand and anti-cracking performance should be optimal. The effect of SFRC on the initial cracking load, the ultimate load and the crack width of the reinforced concrete (RC) member were analyzed in this paper. It was found that the admixture had good preservation of moisture and adhesion and the fibers distributed homogeneously in one hour out of the machine. According to the pumping results, the SFRC could be pumped vertically up to 306 m. Based on the standard computation formula of cracks, the maximum crack width of an RC member with 0.8% steel fiber (by volume) is about 32% lower than that of standard RC member. Through an experimental research on full-scale model tests for the steel and concrete composite anchorage zone on a pylon, the SFRC not only remarkably increases the crack resistance and the ultimate load, but the initial load also improves 33%a pproximately. It is also indicated that plastic shrinkage cracking of SFRC in which volume fraction of steel fibers is 0.8% can be restrained obviously and the unrestrained drying shrinkage can be diminished by about 50% at early age. The results confirmed that the SFRC can lessen the shrinkage crack of concrete and enhance markedly the direct tensile strength. Therefore, the SFRC can solve the key question of crack resistance for the anchorage zone of a bridge tower. __________ Translated from Journal of Southeast University (Natural Science Edition), 2007, 37(1): 123–127 [译自: 东南大学学报(自然科学版)]     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.     

钢纤维混凝土断裂破坏机理及受拉损伤本构试验研究

钢纤维混凝土断裂行为及受拉本构关系对其工程应用起到至关重要作用,目前尚无本构模型揭示基体开裂与纤维拔出所产生的能量耗散的演化规律.文章通过开展钢纤维混凝土带缺口梁三点弯试验,利用声发射技术监测试件断裂过程中不同微观开裂模式所对应的能量耗散的演化规律,结合损伤力学原理建立钢纤维混凝土的单轴受拉弹塑性损伤本构模型.试验研究...     

钢纤维混凝土四桩厚承台传力模型的研究

根据１５个足尺试件的试验和有限元分析结果,揭示了钢纤维混凝土四桩厚承台的破坏模式和受力机理。结果表明,钢纤维混凝土四桩厚承台的传力机理不同于一般受弯构件,建议分析其受力时采用空间桁架模型。     

Enhancing the fire resistance of composite floor assemblies through the use of steel fiber reinforced concrete

This paper presents a strategy for achieving the required fire resistance in composite floor systems through the use of steel fiber reinforced concrete (SFRC). Both experimental and numerical studies were carried out to evaluate the fire performance of floor systems comprising unprotected steel beams and concrete/SFRC deck slabs. The results from these studies show that SFRC composite deck slabs develop significant tensile forces (through tensile membrane action) that transfer load from fire-weakened steel beams to other cooler parts of the structure. Preliminary results indicate that the combined effect of composite construction, tensile membrane action, and the improved properties of SFRC under realistic fire, loading, and restraint conditions can provide sufficient fire resistance in steel beam-concrete deck slabs without the need for external fire protection on the floor assembly.     

隧道与斜井交叉段用钢纤维砼支护受力研究

空间交叉结构受力复杂性及其支护结构适应性是近年来长大公路隧道亟待解决的关键技术问题。采用喷射钢纤维混土做永久衬砌以替代复合式衬砌,可满足交叉结构承受弯曲应力作用下强度要求,同时从根本上解决了支护结构的施工性问题。从钢纤维混凝土(SFRC)抗拉韧性性能研究入手,通过四点弯曲试验,获得了钢纤维混凝土的裂缝宽度w与裂缝高度关系以及钢纤维混凝土开裂后拉应力随裂缝宽度增加而降低的拉伸软化曲线。在有限元计算中,引入应变软化模量以及剪切滞后因子两个特征参数,对云山隧道与斜井(3#)钢纤维混凝土交叉支护结构进行三维有限元数值模拟,探明了钢纤维混凝土支护隧道交叉连接段局部范围内位移变形、裂缝分布、接触应力等演化的施工力学行为,研究结果可为采用钢纤维混凝土做永久结构设计、施工以及合理支护参数选择提供有益参考。     

二级配钢纤维混凝土的试验研究

通过对一、二级配钢纤维混凝土性能的试验研究和分析，阐述了二级配钢纤维混凝土对混凝土抗裂性的有利影响；针对钢纤维的体积分数、品种、外观形状、长度等特征参数对二级配钢纤维混凝土性能的影响进行了试验．结果表明：在相同条件下，掺入体积分数为1．5％，弓形60mm钢纤维的二级配钢纤维混凝土效果最好；提出了在钢纤维体积分数较大的条件下判定钢纤维混凝土工作性以采用施加外部机械力作用的维勃稠度法较为合理的观点。