配置HRB500级钢筋的聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

通过12根配置HRB500级钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受弯试验,分析了试验构件的受弯性能,讨论了GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中关于受弯承载力和裂缝宽度计算公式的适用性,同时对掺入聚丙烯纤维的构件进行了对比试验研究。试验结果表明:配置HRB500级钢筋的混凝土梁的受力性能与普通钢筋混凝土梁相同,可以按照《混凝土结构设计规范》中的相关公式计算受弯承载力及裂缝宽度。同时掺入聚丙烯纤维能够提高受弯构件的开裂荷载,增加裂缝数量,减小裂缝间距及裂缝宽度。     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

掺尾矿砂混凝土构件受弯性能试验研究

通过尾矿砂替代率分别为0%、40%、50%、60%、70%的5根混凝土梁和5块板的受弯性能试验,对比分析了尾矿砂替代率对混凝土受弯构件的力学性能、破坏特征和变形的影响规律。分析表明:尾矿砂混凝土构件受弯过程中符合平截面假定,受力过程中具有弹性、开裂、屈服和极限等阶段;相对于普通混凝土构件同级荷载作用下,尾矿砂替代率越高,跨中挠度及裂缝宽度越大;尾矿砂混凝土构件开裂荷载、极限荷载、最大裂缝宽度及跨中挠度值等力学特征可采用《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)中混凝土构件相关公式计算;建议尾矿砂混凝土构件尾矿砂参入量为40%。     

再生粗骨料混凝土梁受弯计算适用性研究

通过对6根不同配筋率、不同再生粗骨料取代率的混凝土简支梁的受弯试验,分析了再生粗骨料混凝土受弯构件的正截面受力、构件的变形性能和破坏特征。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)提出的普通混凝土梁的受弯性能计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。验算结果表明,用普通混凝土梁的计算公式计算再生混凝土梁的开裂弯矩和极限弯矩是可行的;而最大裂缝宽度计算结果略小于实测值,且变异系数较大;挠度的计算值小于实测值近20%。     

混凝土受弯构件抗裂最小配筋率的讨论

简述GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中混凝土受弯构件最小配筋率确定方法,对比中外混凝土设计规范中最小配筋率限值;通过工程实例阐明满足GB50010—2002规范中最小配筋率的钢筋混凝土受弯构件,其裂缝不满足规范限值的现象;以开裂弯矩作用下的裂缝宽度不超规范限值为原则,确定抗裂最小配筋率;分析结果表明:混凝土受弯构件抗裂最小配筋率控制设计。     

试验研究钢筋混凝土薄板受拉刚化效应

钢筋混凝土受弯构件通常忽略其混凝土的抗拉承载能力,然而裂缝间的混凝土和钢筋仍然保持着部分黏结,存在受拉刚化效应,这-效应能够影响构件开裂后刚度的大小,进而影响构件在使用荷载下挠度大小和裂缝宽度,影响构件适用性.受拉刚化效应对板,尤其是对新型材料薄板开裂后刚度的影响更为显著.通过试验对当前几个主要力学模型挠度计算方法进行...     

钢筋UHPC受弯构件裂缝宽度计算方法研究

为建立钢筋UHPC受弯构件的裂缝宽度计算方法,对6根钢筋UHPC梁进行四点抗弯试验,分析试验梁的裂缝发展过程和分布规律,以此为基础评估了现有规范公式计算钢筋UHPC受弯构件裂缝宽度的适用性,给出考虑UHPC抗拉贡献的钢筋UHPC受弯构件的钢筋应力计算方法和裂缝宽度建议计算公式,并通过国内16根钢筋UHPC梁的97组有效裂缝宽度试验结果对给出的裂缝宽度建议公式的适用性进行验证。研究结果表明：①UHPC梁表面裂缝宽度小于0.25mm时,裂缝宽度基本呈线性规律扩展,裂缝数量不断增加,裂缝间距逐渐减小;裂缝宽度超过0.25mm后,裂缝宽度迅速扩展并形成主裂缝,裂缝数量基本不变,裂缝间距趋于稳定,裂缝分布密而细,呈现出多元开裂现象。②直接采用GB 5010-2010规范和CECS 38-2004规范的裂缝宽度公式计算钢筋UHPC受弯构件的裂缝宽度误差较大。③基于UHPC材料特性,提出考虑UHPC抗拉作用的钢筋UHPC受弯构件开裂截面的钢筋应力计算方法,可较好地预测钢筋UHPC受弯构件开裂截面的钢筋应力。④结合试验数据和分析,对GB 50010-2010规范中平均裂缝间距、钢筋应变不均匀系数、构件受力特征系数进行修正,给出钢筋UHPC受弯构件裂缝宽度计算公式,修正后的建议公式计算值与文章试验值吻合良好,且与法国UHPC规范公式预测结果相比离散性更小。⑤建议公式的裂缝宽度计算值与收集的裂缝宽度试验数据库的试验值之比的平均值为0.99,标准差为0.19,表明建议公式适用性良好,可为UHPC结构设计规范的编制提供参考。     

钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度试验研究

通过对8根钢骨轻骨料混凝土梁和2根钢骨普通混凝土梁的试验,研究了钢骨轻骨料混凝土受弯构件在单调荷载作用下的裂缝开展与分布情况。试验表明,在正常使用极限状态下,钢骨轻骨料混凝土受弯构件的最大裂缝宽度符合使用要求。与钢骨普通混凝土受弯构件相比,其裂缝宽度稍大,但裂缝宽度变异系数较小。受拉纵筋应力是影响裂缝宽度的最重要因素,二者近似呈线性关系。由于型钢对混凝土具有约束作用,在保护层厚度与有效配筋率两个变量中应考虑型钢的影响。在试验资料和理论分析的基础上,给出了钢骨轻骨料混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算公式。公式的计算结果与实测数据符合较好。     

配筋梯度混凝土梁裂缝宽度实用计算方法

截面压区采用高强高性能混凝土、拉区采用普通混凝土的配筋梯度混凝土受弯结构构件,可充分利用抗压强度高的高强高性能混凝土及经济性好的普通混凝土优点,实现二者有机结合。试验表明拉区普通混凝土初凝前将压区高强混凝土浇筑完毕,有利于保证强度差异较大的异强混凝土中的水泥浆几乎同时开始水化,在硬化并达到设计强度后,两类混凝土可协同整体工作,验证了所构建的配筋梯度混凝土梁的有效性和可实施性。以承载能力极限状态控制截面相对受压区高度为基本参数,开展拉压区为异强混凝土的配筋梯度混凝土简支梁的受弯性能试验基于截面应力应变分布规律,提出该类矩形截面受弯构件开裂前瞬时受压区高度表达式与建议取值,按截面应力应变法和塑性影响系数法获得开裂弯矩表达式。基于试验结果,提出该类受弯结构构件平均裂缝间距、平均裂缝宽度以及最大裂缝宽度实用计算方法。为配筋梯度混凝土受弯构件正常使用极限状态分析创造了基本条件。     

高强钢筋受弯构件裂缝宽度计算参数分析与试验研究

通过600MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土受弯构件试验,对GB 50010—2010中关于混凝土受弯构件裂缝宽度计算的相关参数提出修正建议。经分析,建议短期裂缝宽度的扩大系数τ_s取为1.58,反映裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度影响的系数α_c取为0.73,在计算受弯构件裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数时,参数ω_1取为1。根据试验结果提出了裂缝宽度的修正建议,修正后的裂缝宽度计算公式不仅具有95%保证率,且与实测值的吻合度优于中、美、欧规范中的裂缝宽度计算公式。     

裂缝对混凝土中氯离子侵蚀作用的影响

为研究裂缝对混凝土中氯离子侵蚀作用的影响,设计了受弯开裂构件,模拟海工环境进行了干湿循环试验,对混凝土构件中氯离子的含量进行测试分析。试验结果表明:构件开裂后氯离子对流扩散区的深度在15~25 mm之间;宏观裂缝加速了氯离子的侵蚀过程,并且以裂缝为新界面,为氯离子的二维扩散提供条件。通过对试验数据总结分析和模拟,基于Fick第二定律提出了综合考虑了时间衰减,裂缝宽度和氯离子结合系数的氯离子扩散模型。     

钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法的比较

对国内外规范采用的裂缝宽度计算公式进行了比较分析。此外,根据国内外大量的受弯构件裂缝宽度试验数据,对这些裂缝宽度计算公式的精度进行了计算和比较研究。基于对比分析结果,结合大量的受弯构件裂缝宽度试验数据,对采用GB50010—2002《混凝土结构设计规范》的裂缝宽度计算模式,建议了受弯构件钢筋水平位置处及受拉表面裂缝宽度计算公式,该公式的计算结果与试验数据吻合较好。     

在役钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法

在分析钢筋锈蚀造成钢筋混凝土构件力学性能退化的基础上,根据钢筋混凝土构件碳化锈蚀规律及混凝土保护层锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀深度的关系,提出了保护层锈胀开裂前和锈胀开裂后钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法,可为在役钢筋混凝土结构耐久性评估及修复决策提供理论依据。     

高强混凝土受弯构件延性的截面宽度效应

研究截面宽度对高强混凝土受弯构件性能的影响。混凝土立方体强度达 118MPa的受弯构件试验表明 :开裂荷载、屈服荷载和最大荷载与构件截面宽度成正比 ,构件的截面宽度越大 ,其极限转角、挠度延性及压区混凝土极限压应变也越大。     

基于STM理论钢纤维混凝土深受弯构件裂缝宽度试验研究

通过7根钢纤维混凝土深受弯构件的弯曲性能试验,分析了钢纤维掺量及配筋率对深受弯构件跨中截面混凝土应变、纵筋应变、破坏形态及裂缝宽度的影响。基于STM理论量化钢纤维、钢筋以及混凝土三者在受力过程中的组合作用,提出了适用于钢纤维混凝土深梁最大裂缝宽度的理论计算式,并与实测结果进行比对分析。研究结果表明:较普通深受弯构件而言,钢纤维混凝土深受弯梁的开裂荷载增幅11%~20%,极限荷载提高10%~16%,提高配筋率,开裂荷载提高约22%,极限荷载提高20%~31%;提高配筋率或钢纤维掺量,均可使试件破坏模式由正截面破坏向斜截面破坏转变;钢纤维掺加50、78 kg/m^3后,裂缝宽度可减少13%~29%;试件配筋率提高0.142%,裂缝宽度减少33%;推导出的理论计算式计算得到的最大裂缝宽度与实测值吻合。     

钢筋混凝土构件裂缝宽度计算研究

因我国GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中尚未列入HRB500级钢筋,《规范》尚未给出HRB500级钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度验算方法。为尽快在我国工程领域推广这种新型钢筋,需对HRB500级钢筋混凝土构件的裂缝宽度进行研究。本文在学习参考国外裂缝宽度控制措施的基础上,探讨了HRB500级钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度计算问题。     

混凝土深受弯构件力学性能分析与裂缝宽度检测

为保证混凝土深受弯构件的服役寿命,分析了其在载荷作用下的力学性能,并检测其裂缝宽度。在制备4种不同剪跨比的混凝土深受弯构件后,制定加载方案。然后基于有限元模型分析构件在载荷下的应力分布情况,并通过构件受剪分析模型计算混凝土深受弯构件的受剪承载力,同时利用拉压杆模型检测裂缝宽度。试验结果显示：剪跨比能够直接影响构件的力学性能。剪跨比为0.26、载荷达到600 kN左右时,跨中位移最高值为8.6 mm;剪跨比为1.04、载荷为300 kN左右时,跨中位移达到12.5 mm,构件从剪切破坏状态变化成剪弯破坏;根据构件裂缝之间的受力情况,可以准确获取裂缝最大宽度值;剪跨比较大时,构件裂缝较宽位置,大部分均位于支座附近。     

与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

由于无粘结筋相对于其周围混凝土可发生纵向相对滑动,因此受弯构件中的无粘结筋对构件抗弯刚度的贡献及其对裂缝开展的抑制作用小于有粘结预应力筋。为了实现无粘结与有粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算方法的协调和统一,提出了受弯构件中无粘结筋等效折减系数的概念,通过对无粘结预应力混凝土受弯构件的变形试验数据和按已有公式对设计试件的变形试算数据进行分析,得出了无粘结筋等效折减系数的建议取值(α=0.23)。用等效纵向受拉钢筋配筋率代替有粘结预应力混凝土受弯构件刚度计算公式中纵向受拉钢筋配筋率,用等效纵向受拉钢筋面积代替用于计算有粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的纵向受拉钢筋等效应力计算公式中的纵向受拉钢筋面积,就可分别得到与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算公式,两公式计算结果与试验结果均吻合良好,可用于工程设计。     

钢筋混凝土与预应力混凝土受弯构件短期刚度统一计算方法的研究

本文对钢筋混凝土与预应力混凝土(包括无粘结预应力混凝土)受弯构件开裂后短期刚度的统一计算方法进行了研究。对以往试验研究中截取的纯弯段相对长度对试验结果的影响,在理论上作了定量分析。根据钢筋混凝土结构的基本理论与变形等效的原理,提出了各类混凝土受弯构件开裂后短期刚度的统一计算公式,在一个统一变量—开裂截面受压区高度的基础上,本文结果能够使各类受弯构件开裂后的短期刚度分析和计算相互衔接。本文公式有良好的计算精度。     

钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度简化计算

混凝土结构受弯构件裂缝宽度计算较繁,目前一些图表手册又不够简化。为此笔者结合GBJ10—89《规范》,提出了钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度简化计算公式。并按工程中常用截面尺寸、配筋编制了最大裂缝宽度允许弯矩值计算表格。