GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法

为研究GFRP筋活性粉末混凝土梁抗裂性能,进行8根GFRP筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验,获得这类梁的开裂荷载试验值.参照普通钢筋混凝土梁正截面抗裂度计算方法,结合活性粉末混凝土受拉应力-应变关系,建立GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算模型,得到与配筋率成线性关系的截面抵抗矩塑性影响系数的计算公式.将按此公式计算得到的开裂荷载计算值与试验值进行对比,结果表明两者吻合良好.由此得到GFRP筋活性粉末混凝土梁正截面抗裂度计算方法.     

GFRP筋混凝土连续梁极限状态研究

首先推导了GFRP筋混凝土矩形截面梁正截面极限弯矩的计算公式,然后通过定义弯矩重分布系数分析两跨GFRP筋混凝土连续梁的极限弯矩和破坏截面,最后通过6根GFRP筋混凝土连续梁试验检验了理论分析的合理性,为GFRP筋混凝土连续梁的工程应用提供参考.     

玻璃纤维筋增强混凝土梁抗弯承载力试验研究

根据5根玻璃纤维筋增强混凝土梁的抗弯承载力试验,得出截面应变符合平截面假定的结论,其破坏模式有受拉破坏和受压破坏两种,分别由玻璃纤维筋断裂和受压区混凝土压碎控制;由荷载-应变曲线和荷载-挠度曲线可以看出,玻璃纤维筋配筋率的增加,可以在一定程度上提高抗弯承载力和降低截面挠度,因此合理地控制玻璃纤维筋的配筋率是设计中必须考虑的重要因素之一.此外,玻璃纤维筋表面喷砂可有效地提高玻璃纤维筋与混凝土的粘结力,有助于应力的传递和重分布.     

弯矩调幅对钢筋混凝土连续梁使用阶段裂缝和挠度影响的试验研究

本文通过五根低配筋两跨连续梁的静力试验,研究了连续梁弯矩调幅后的内力重分布规律,详细分析了弯矩调幅对低配筋连续梁使用荷载阶段裂缝宽度和挠度的影响,其结论可供编制内力重分布设计规程参考。     

GFRP筋混凝土梁受弯性能试验

为改善GFRP(glass-fiber reinforced polymer)筋混凝土梁裂缝宽度较大的缺陷,提出一种将GFRP筋穿入金属波纹管并灌注水泥基高强灌浆料的新型构造措施,内部高强水泥基灌浆料与GFRP筋的黏结性能较好,共同参与受拉,外部金属波纹管可约束内部黏结裂缝的扩展,并增强与混凝土之间的黏结作用,进而减小GFRP筋混凝土梁的裂缝宽度.为验证其可行性,对配置钢筋、拉挤GFRP筋以及新型构造措施GFRP筋的6根简支梁开展了单调加载受弯试验,考察了GFRP筋混凝土梁在正常使用极限状态下的裂缝分布、平均裂缝间距以及平均裂缝宽度的发展规律.试验结果表明:与普通拉挤GFRP筋相比,新型构造措施可减小梁在使用阶段的裂缝宽度,延缓顺筋裂缝的出现;新型构造措施GFRP筋混凝土梁可满足各国规范0.5 mm最大裂缝宽度的限值规定,普通GFRP筋混凝土梁则不能满足要求;当GFRP筋配筋率接近或大于界限配筋率时,梁表现为首先混凝土受压破坏、最后FRP纵筋受拉断裂的失效模式,其受弯承载力高于钢筋混凝土梁,破坏前有较大的变形能力,平均挠跨比约为1/56.     

HRB500级钢筋混凝土梁受弯刚度试验

为了进一步研究高强钢筋混凝土梁的刚度计算方法,进行了15根HRB500级钢筋混凝土简支梁及2根HRB335级钢筋混凝土对比梁的试验,详细分析了HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能。结果表明：HRB500级钢筋混凝土简支梁正截面符合平截面假定,实测挠度比现行规范计算值略大,相对误差在6%左右,根据该试验和收集的部分高强钢筋混凝土梁的试验数据分析结果,提出了修正后适合HRB500级钢筋混凝土梁的刚度公式,且采用该修正后的公式计算HRB500级钢筋混凝土梁的跨中挠度具有更高的精度。     

活性粉末混凝土连续梁塑性性能试验

为了研究活性粉末混凝土连续梁的塑性性能,制备了5根钢筋活性粉末混凝土两跨连续梁,完成了单跨单点加载试验.考察了试验梁在加载过程中的开裂、中支座控制截面受拉纵筋屈服、跨中控制截面受拉纵筋屈服和极限破坏状态等阶段的受力特征,基于试验结果提出了在设计用承载能力极限状态和真实承载能力极限状态下的中支座两侧等效塑性铰长度计算公式,以及以中支座控制截面相对塑性转角和中支座相对受压区高度为自变量的弯矩调幅计算公式.     

一种新型连续钢—砼组合梁的试验研究

本文对采用预制钢筋砼板和现浇层砼共同形成翼缘这种新型连续钢—砼组合梁进行了试验研究。阐述了这些试验梁的基本性能,内力重分布过程和破坏形态。对支座截面和跨中截面的极限抗弯强度计算方法提出了建议。本文还对这种连续梁的使用极限状态进行了讨论且得到了能满足使用阶段要求的支弯座矩调幅系数最大值。     

GFRP筋轻骨料混凝土梁的试验研究

目的为彻底解决钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀问题.方法采用4点弯曲的加载方法分别对相同配筋的GFRP筋轻骨料混凝土梁和钢筋轻骨料混凝土梁进行了静力学试验研究.结果得到了钢筋轻骨料混凝土梁和GFRP筋轻骨料混凝土梁的荷载-挠度曲线以及梁承受荷载过程中受压区混凝土最外层纤维和受拉主筋的应变变化.结论钢筋轻骨料混凝土梁正截面强度的计算公式已不适用于GFRP筋轻骨料混凝土梁的正界面强度计算.在相同的荷载作用下,GFRP筋轻骨料混凝土梁的变形比钢筋轻骨料混凝土梁的变形大,同时GFRP筋轻骨料混凝土梁不具有普通钢筋混凝土梁所具有的塑性铰的性质.     

不同侵蚀环境下GFRP筋抗拉性能退化试验

为研究GFRP（glass fiber reinforced polymer）筋在不同侵蚀环境下的抗拉性能,对侵蚀前后GFRP筋进行了拉伸试验,重点分析了侵蚀环境类别和暴露时间对GFRP筋抗拉性能的影响.采用了两种侵蚀方式:一是直接将GFRP筋浸泡在碱、盐和清水溶液中,浸泡周期为180 d;二是将GFRP筋埋置于混凝土梁内,加载后将梁置于大气和氯盐干湿环境中,周期为366 d.借助扫描电子显微镜SEM（scanning electron microscopy）对埋置于混凝土梁内GFRP筋的微观结构变化及其损伤机制进行了分析.试验及分析结果表明:GFRP筋的抗拉性能随溶液直接浸泡时间的增加出现不同程度的降低,浸泡180 d后,GFRP筋的抗拉强度在碱、盐和清水溶液中分别退化30.0%、21.3%和11.3%;对于混凝土梁内GFRP筋,366 d后其抗拉强度下降约为10%;结合试验结果和SEM微观结构分析,可认为导致GFRP筋抗拉性能退化的主要原因是纤维与树脂基体黏结性能降低.最后,基于Arrhenius模型对GFRP筋在两种侵蚀方式下的抗拉性能退化进行了拟合分析,并对其在碱、盐直接浸泡和混凝土梁内环境下的长期性能进行了预测.     

钢筋砼连续梁非线性有限元分析

用有限元法对使用荷载下的钢筋砼连续梁做了非线性全过程分析。建立了矩形单元模式,用增量法对连续梁进行非线性分析。编制了计算程序,并对两根连续梁做了对比计算,计算结果与相应的试验结果符合较好。     

GFRP筋加强混凝土的粘结性能研究

采用拔出试验研究分析了玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋和呋喃混凝土、普通水泥混凝土之间的粘结性能，比较了对GFRP筋表面进行不同方法处理后的拔出强度，并对GFRP筋加强呋喃混凝土梁进行了弯曲试验分析，结果表明当对GFRP筋表面进行缠绕纤维等处理后它与混凝土之间的粘结强度将得到较大提高，相对于普通混凝土来说GFRP筋与呋喃树脂混凝土之间具有更好的粘结性能，并且在粱中使用GFRP筋代替普通钢筋可以使梁承受更高的破坏荷栽和更好的防腐性能。     

Tensile strength characteristics of GFRP bars in concrete beams with work cracks under sustained loading and severe environments

To investigate the effect of different environmental conditions of GFRP bars in concrete beams with work cracks subjected to sustained loads, the beams were exposed in indoor, freeze/thaw cycles and immersed in alkaline solution at elevated temperature. The bars were carefully extracted from the beams and tested in order to evaluate residual tensile properties. The results show that the tensile strength decreased significantly in the highly aggressive conditions but not in the natural conditions. The effect of GFRP bars casting in concrete beams demonstrated approximately 2.5% decrease of tensile strength caused by pore water environment in concrete beams on basis of those of the original bars. The effect of sustained loading plus work cracks demonstrated about 10.5% tensile strength decrease on basis of those of the bars only casted in concrete beams. The effect of environments under sustained loading plus work cracks demonstrated about 17% tensile strength decrease caused by a saturated solution of Ca(OH)₂ and 60±2 °C tap water (pH=12–13) and about 8% tensile strength decrease caused by freezing and thawing cycle (F/T), both on basis of those of the bars of the indoor beams only under sustained loading plus work cracks. The results demonstrate the effects of the tensile strengths under different environmental conditions of GFRP bars in concrete beams with work cracks subjected to sustained loads.     

FRP加筋混凝土短柱受压性能试验研究

纤维聚合物筋FRP(Fiber Reinforced Polymer)的耐腐蚀、抗拉强度高、重量轻、非磁性等特点使其在土木工程中的应用前景十分广阔.首先对我们自己研制的GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)筋和CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)筋进行了常温下的受压试验,得到了GFRP筋和CFRP筋的抗压强度与抗压弹性模量;然后对GFRP、CFRP、CFRP与GFRP混合加筋混凝土短柱以及钢筋混凝土短柱进行了轴心受压试验,得到了加筋混凝土短柱的极限承载力、荷载-变形关系曲线、破坏形式和加强筋与混凝土的荷载-应变分布曲线,并将试验结果进行比较.结果表明:在没有约束的条件下,GFRP筋的抗压强度高于CFRP筋;在有约束的条件下,CFRP加筋混凝土短柱的抗压强度高于GFRP加筋混凝土短柱的抗压强度;FRP加筋混凝土短柱的抗压强度高于钢筋混凝土短柱的抗压强度;FRP加筋混凝土短柱的协同工作性和钢筋混凝土短柱的协同工作性相比较差.     

内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析

为研究新型内翻U形外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求,以已有内翻U型外包钢混凝土组合连续试验梁为参照,建立该组合连续梁非线性有限元模型,模拟组合连续梁有限元模型的荷载跨中挠度曲线,并与相关试验结果对比,验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性与有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型,分析了内翻外包钢混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果,提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时,组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值相比较,发现二者十分接近,偏于安全,提出的组合梁正截面抗弯承载力修正简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。     

Fatigue properties of special kind of reinforced concrete composite beams

The special reinforced concrete composite beam consists of a steel fiber reinforced self-stressing concrete composite layer and a reinforced concrete T-beam, and constructional bars are set up at their bonding interface. Fatigue properties of the composite beam under the action of negative moment were experimentally studied. Through inverted loading mode the load-bearing state of a composite beam was simulated under the action of negative moment. With the ratios of constructional bars being 0, 0.082% and 0.164% respectively as parameters, the effects of constructional bars on the properties of composite beam, such as fatigue life, crack propagation, rigidity loss as well as damage behavior of bonding interface, were studied. The mechanism of the constructional bars on the fatigue properties of the composite beams and the restriction mechanism of crack widths and rigidity loss were analyzed. The test results show that the constructional bars can enhance the shear resistance of the bonding interface between composite layer and old concrete beam and restrict expanding of steel fiber reinforced self-stressing concrete, which are beneficial to synergistic action of composite layer and old concrete beam, to reducing the stress amplitude of bars and the crack width of composite layer, and to increasing the durability and fatigue life of the composite beam.     

FRP筋混凝土受弯力学性能预测模型

对五根配有GFRP筋的混凝土梁进行了三分点静力加载试验,研究在不同荷载水平下的裂缝开展情况、纯弯段的曲率以及跨中最大挠度的变化规律.在此基础上,考察了混凝土受弯构件挠度计算中的有效惯性矩法和曲率法.比较结果表明,基于有效惯性矩的计算公式仅能较好地预测低荷载水平下梁跨中挠度的发展情况,随着荷载水平的提高,预测误差变得越来越明显.曲率法中的全曲率法(CCA)预测的跨中挠度变化规律与试验数据最为接近,但CCA法过于繁琐,不适于工程计算.CCA法的简化形式-SCA法在预测截面应变发展规律方面与CCA法同样具有较好的精度,在预测梁跨中挠度方面,SCA法的精度略优于有效惯性矩法.     

钢筋混凝土跨中开洞深梁正截面抗裂计算

本文根据9根简支钢筋砼跨中开洞深梁在集中荷载作用下的试验分祈结果,建立了跨中开洞深粱的正截面抗裂计算公武。该武可推广用于一般简支深梁,计算值与实验结果符合良好。     

FRP筋混凝土梁变形计算与控制研究

由于FRP筋特殊的材料性能,导致其混凝土梁的挠度较大。在国外有关成果的基础上,给出了FRP筋混凝土梁的挠度计算建议方法及“有效惯性矩”的表达式,同时提出了设计时不需进行挠度验算的最大跨高比限值的计算公式及相应的基于挠度控制的承载力设计方法,对工程应用有着实际的指导作用。     

玻璃钢板加固既有混凝土梁挠度试验研究与有限元分析

对玻璃钢板加固混凝土的挠度进行了试验研究和有限元分析,研究了不同玻璃钢板长度、厚度对挠度的影响,得到了挠度随玻璃钢板长度、厚度变化的规律,为加固梁的变形计算提供依据,有限元计算结果与试验结果吻合较好.