不同钢纤维掺量全轻混凝土梁落锤冲击试验研究

由于全轻混凝土结构抗剪承载力较低,因此有必要探究钢纤维的加入对全轻混凝土梁动力性能的影响。设计钢纤维体积掺量为0%、1%、2%共3根适筋梁,对其跨中区域进行落锤冲击试验,并利用LS-dyna有限元软件进行数值模拟,对比分析各试件破坏形态、冲击力时程曲线、跨中位移时程曲线。试验结果表明：在相同冲击荷载作用下随着钢纤维体积掺量的增加抑制裂缝产生和发展的现象越显著,并且裂缝相对更加集中于梁跨中区域,支座处裂缝相对减少。钢纤维的加入不影响试件冲击力最大值,但随着钢纤维体积掺量的增加,各试件冲击力第二峰值与最大值之比增加14%和26%,跨中位移最大值与残余位移分别降低3、8mm与3、7mm。经研究得出钢纤维的加入显著提高全轻混凝土梁抗冲击性能。     

不锈钢钢筋钢纤维混凝土梁撞击力学性能试验研究

为研究不锈钢钢筋钢纤维混凝土(SFSRC)梁在冲击荷载作用下的动态力学性能,采用超高重型多功能落锤冲击试验系统,对4根不同掺率的SFSRC梁进行落锤冲击试验。结果表明：钢纤维体积掺量由0%提升至2%的过程中,试件冲击力峰值逐渐增加,跨中峰值位移逐渐降低,整体的耗能阻裂能力逐渐增强,破坏模式由弯剪破坏向弯曲破坏过渡;而钢纤维体积掺量由2%提升至3%的过程中,试件冲击力峰值增长缓慢,跨中峰值位移反而增大,破坏模式由弯曲破坏向弯剪破坏过渡。钢纤维的掺入可以明显抑制梁锤接触区域的局部损伤,并提升试件的抗冲击刚度;较高冲击能量下,与普通混凝土相比,钢纤维混凝土能充分使不锈钢钢筋发挥作用,试件表现较好的延性。     

钢纤维混凝土配筋梁落锤冲击试验研究

采用落锤冲击试验装置,进行了不同纤维含量的钢纤维混凝土配筋梁试件的抗冲击性能试验研究。获得了落锤冲击力、跨中位移及钢筋应变等试验结果,并记录了冲击荷载作用后试件裂缝的分布情况。根据试验结果对钢纤维混凝土配筋梁的动力响应特性、动态损伤过程以及内部能量耗散特点进行了分析和讨论。试验结果表明,钢纤维能够增强试件整体的韧性,增大冲击荷载作用时试件参与耗能区域的面积,从而提高试的件抗冲击承载能力;钢纤维含量越多,试件将在荷载作用全过程的受压阶段将消耗更多的能量,而在受拉阶段消耗的能量将减少。     

无腹筋钢筋混凝土梁抗冲击行为试验研究

为了深入了解冲击下钢筋混凝土梁的抗剪性能,对六根无腹筋简支钢筋混凝土梁进行落锤冲击试验研究,对试验结果进行详细描述和分析。分析冲击锤重、冲击速度和冲击能量对梁抗冲击行为的影响,测量混凝土以及钢筋的应变时程和冲击力时程,并通过高速摄像机记录了试件在冲击荷载下裂缝的发生、发展和破坏全过程。获得梁的裂缝分布图和典型的破坏模式,并与相关梁抗冲击试验的破坏模式进行比较分析。分析通过应变片测得的数据发现,在冲击开始时,跨内靠近支座附近和半跨跨中位置处梁截面上部出现受拉应变,下部出现受压应变。当这些应变达到应变峰值后,拉压应变状态朝反向转变,反映出冲击开始时在梁跨内产生了明显负弯矩,惯性效应明显。最后对冲击过程中梁弯矩分布的特点进行分析,并对相关的梁抗冲击计算方法进行讨论。     

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。     

爆炸荷载下预应力混凝土梁抗爆性能数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA 对预应力混凝土梁在爆炸荷载作用下的力学性能进行数值研究。对4 组预应力混凝土梁在爆炸荷载作用下的抗爆性能进行数值模拟,研究预应力大小和混凝土强度对梁抗爆性能的影响。提取跨中最大位移、残余位移、裂缝形态、钢筋应力和支座附近混凝土剪应力,通过与相同爆炸荷载作用下无预应力混凝土梁的性能进行对比,得到预应力对钢筋混凝土梁抗爆性能的影响规律。     

预应力高强混凝土管桩抗侧向冲击性能研究

为研究水平荷载作用下预应力高强混凝土管桩的动力响应和破坏模式,采用超高落锤冲击试验装置对4根预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)进行冲击试验并使用ABAQUS进行数值模拟,测得不同冲击高度下落锤的冲击速度、冲击力时程曲线及试件冲击区侧面处位移时程曲线,并获取试件的破坏形态。结果表明：该模型能较好地模拟PHC管桩动力响应及破坏形态。基于该模型的可靠性,在PHC管桩内填充C30混凝土并配置钢筋进行冲击模拟。研究表明：PHC管桩在低速冲击作用下具有较好的弹性恢复能力;当PHC管桩局部受到2次大于15km/h的冲击荷载时,将在冲击区发生局部冲切破坏;当PHC管桩受到2次累计冲击荷载时,第2次撞击较首次抗冲击性能减弱;灌芯后的PHC管桩抗冲击性能较PHC管桩增强。     

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。     

SFRC/SCC钢筋复合梁受弯性能试验研究

设计了一批受拉区为SFRC、受压区为SCC的钢筋复合梁,分析了纵筋配筋率、SFRC替换层钢纤维体积掺量以及替换层高度对复合梁在四点弯曲荷载作用下的承载力、挠度以及裂缝形态的影响,并与普通混凝土梁进行了对比.通过理论分析计算得出了SFRC/SCC复合梁的承载力表达式,并将理论计算结果与试验数据进行了对比分析,以验证表达式...     

高性能混凝土简支梁正截面抗弯疲劳试验

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同类型钢筋和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下疲劳损伤过程。     

冲击荷载作用下钢筋混凝土梁性能试验研究

在前期无腹筋梁抗冲击试验研究的基础上,为了进一步深入探讨冲击荷载作用下钢筋混凝土梁的抗冲击性能,利用落锤试验机对一组简支配箍钢筋混凝土梁进行试验研究,分析了不同冲击锤重、冲击速度和冲击能量及二次冲击下钢筋混凝土梁的抗冲击行为。采用高速摄像机记录了各试件在冲击过程中裂缝的发生、发展直至破坏的全过程。与静力荷载下对比试件及冲击下无腹筋梁裂缝形态明显不同,在冲击荷载下本研究中配箍钢筋混凝土梁的裂缝分布出现随冲击能量的提高向冲击点局部集中的明显趋势,在较高能量下梁在冲击点附近发生剪切破坏。详细分析了冲击力、支座反力和位移时程曲线以及冲击力-位移曲线和支座反力-位移曲线的特征。为了分析冲击过程中梁的惯性力分布特点,采用大量程加速度计对冲击过程中沿梁长度方向不同位置的加速度响应进行了测量,由于惯性力的影响,梁的剪力分布发生明显改变。通过分析惯性力对梁的冲击响应的影响,对梁的抗冲击承载力的代表值进行了讨论。     

钢纤维混凝土抗冲击性能及其阻裂增韧机理

采用自制落锤冲击试验装置,以韧性系数和延性比来评价钢纤维混凝土(SFRC)的韧性,研究了钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响.以纤维分散系数表征钢纤维分布的均匀程度,对冲击面裂缝进行观测,并对冲击断面纤维分布进行了统计计算,分析了冲击荷载作用下钢纤维混凝土的阻裂效应及增韧机理.结果表明:钢纤维的掺入可显著提高混凝土的抗冲击性能;在钢纤维掺量(体积分数,下同)为0.8%时,钢纤维混凝土的延性比超过15%,其韧性系数随钢纤维掺量的提高而增大,在钢纤维掺量为1.0%时达到最大值,接近基准混凝土的10倍;钢纤维的掺入降低了基体脆性,改善了其塑性特征,从而延缓了钢纤维混凝土的裂缝开展,并改善了其主裂缝形状、减少了裂缝条数;钢纤维混凝土的抗冲击韧性与钢纤维掺量及其在冲击断面上的分布均匀程度密切相关.     

冲击荷载作用下钢筋混凝土梁力学特性数值研究

为研究RC梁在冲击荷载作用下的力学特性,以混凝土强度、纵筋与箍筋配筋率、冲击体的冲击速度以及RC梁的跨度为主要参数对RC梁在冲击作用下的力学性能进行了数值分析,通过与已有试验结果对数值模型进行标定,获取了冲击力时程曲线、位移时程曲线以及破坏形态,验证了数值结果的正确性。分析结果表明,混凝土强度主要影响RC梁的破坏形态;纵筋配筋率对RC梁跨中位移影响较大;冲击体速度会同时对RC梁的破坏区域和跨中位移产生影响;RC梁跨度不仅会改变梁跨中位移也会改变梁的振动频率与反弹速度。     

纤维对全轻混凝土抗压性能试验研究

为探究不同纤维种类对全轻混凝土抗压力学性能的影响,本文基于标准养护条件下掺入钢纤维(掺量0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)、玻璃纤维(掺量0、0.5、1.0、1.4 kg/m~3)的全轻混凝土抗压力学性能展开试验研究。结果表明,钢纤维、玻璃纤维的掺入能提高全轻混凝土的抗拉性能,从而克服并减少全轻混凝土内部微裂缝的产生。钢纤维的掺入对全轻混凝土抗压提高贡献成正比,而玻璃纤维掺量为0.5kg/m3时全轻混凝土的抗压强度要高于其他掺量。     

冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学特性研究及分形评价

为了研究冲击荷载下废玻璃粉混凝土力学性能,采用落锤试验机装置,测定废玻璃粉掺量分别为0、5%、10%、30%的混凝土梁在冲击荷载中的力学强度和变形性能。根据盒维数算法思想及数字图像存储原理,设计了基于Matlab计算功能的冲击荷载下混凝土试件损伤裂缝分形维数的简易算法。结果表明:相同废玻璃粉掺量下,随落锤下落高度增加,加载时间均在0.40 ms左右,加载速率、荷载峰值、混凝土梁竖向位移、对混凝土梁所做的功及裂缝分形维数值均逐渐增加,具有显著的应变率相关性;相同高度随着废玻璃粉掺量增加,荷载峰值略有增加,而加载时长略有减少。     

钢纤维混凝土裂缝梁钢纤维阻裂作用数值模拟

通过建立钢筋钢纤维混凝土裂缝梁及其数值模拟模型，借助ANSYS分析了两种梁在荷载作用下的应力与挠度变化，指出钢纤维能有效阻止裂缝的开展，并能明显缓和裂缝尖端处应力，减小梁的挠度。     

高强钢筋高强混凝土梁静力和疲劳性能试验研究

通过9根配有新Ⅲ级钢的高强混凝土梁和4根配有Ⅱ级钢的混凝土梁的静载和等幅疲劳荷载试验,分析研究了高 强混凝土梁的变形性能和疲劳特性。试验结果表明,在高强混凝土梁中应用高强钢筋,可以使两者的性能得以充分发挥, 不仅承载力大幅度提高,而且能较好的满足正常使用极限状态的要求。高强混凝土受弯构件在疲劳荷载作用下刚度降低, 裂缝宽度增大,其变化规律和受压区混凝土应变的增加规律基本一致。疲劳荷载作用N次后构件的裂缝宽度,可根据初 始裂缝宽度和受压区混凝土应变增长系数来计算。根据试验分析,得到了高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的截面应力、裂 缝宽度及高强钢筋S-N曲线试验回归公式,可为高强混凝土梁设计提供一定的参考。     

纳米粒子和钢纤维增强混凝土抗冲击性能研究

通过落锤冲击试验,得到了纳米粒子和钢纤维增强混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差,并以这3个参数作为评价指标,研究纳米SiO₂粒子和钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明,在一定掺量范围内,随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差呈现先增大后减小的趋势,当纳米SiO₂掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最好。在本文试验钢纤维掺量范围内,随着钢纤维掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差先增大后减小,当钢纤维掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最为优越。掺纳米SiO₂的混凝土在冲击破坏时仍表现为脆性破坏,而钢纤维的掺加使混凝土在破坏时表现出了一定的韧性。本文试验所得到的混凝土抗冲击性能规律为纳米SiO₂粒子和钢纤维增强混凝土的应用提供了参考。     

不同参数对活性粉末混凝土梁剪切延性影响试验研究

通过10根活性粉末混凝土(RPC)梁在两点加载作用下的抗剪性能试验,研究剪跨比、配箍率及钢纤维掺量等因素对活性粉末混凝土梁抗剪破坏形态、剪切延性的影响。通过荷载–挠度曲线和剪切延性系数N1与N2对比分析不同参数下RPC梁的剪切延性,结果表明剪切延性随剪跨比、配箍率、钢纤维掺量的增大而增大;当剪跨比、配箍率达到一定值时,剪切延性提高效果明显减缓;而当钢纤维掺量增加到一定值时,剪切延性不再增加,反而开始降低;根据试验结果,给出RPC梁剪切延性较高时最佳钢纤维掺量。     

钢筋钢纤维高强混凝土箍筋梁的剪切变形与延性研究

根据13根钢筋钢纤维高强混凝土梁的剪切破坏试验进行了梁的剪切变形和延性研究。本文首先分析了梁的破坏过程和钢纤维对梁的破坏形态的影响，然后分析了剪压区混凝土压应变和荷载-跨中挠度曲线与钢纤维体积掺率、配筋率、混凝土的强度等级和剪跨比的变化关系，最后参照受弯构件的延性分析，定义了梁剪切延性指标，定量地分析了钢纤维对梁剪切延性的影响。