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。     

钢板-超高性能混凝土梁有限元分析研究

为了研究钢板-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能,在钢板-UHPC-T组合梁方案下,以钢板厚度、钢板强度等级、UHPC抗拉强度和UHPC极限拉应变为参数,利用ABAQUS软件进行了有限元分析。结果表明:钢板厚度和钢板强度等级的改变对组合梁抗弯承载力的提高作用较为明显;UHPC抗拉强度的提高可以适当提高开裂荷载;UHPC极限拉应变的增加可适当提高梁体的延性。     

超高性能混凝土厚度对轴拉应力–应变–裂缝的影响

对3种不同厚度的弧形狗骨头形状超高性能混凝土(UHPC)试件开展直接拉伸试验,分析了UHPC轴拉应力、应变、裂缝之间的关系。研究表明:随着试件厚度从100 mm减小到30 mm,UHPC的抗拉强度略有提高,限制裂缝发展能力增强,应变能力显著下降,应变软化速率增加;在裂缝宽度不超过0.2mm时,UHPC的裂后应力略有提高,主裂缝形成后,裂缝发展速率和裂后应力下降速率相应增大。由主裂缝宽度拟合得到拉伸应变值,发现UHPC试件的主裂缝发展过程与应变软化阶段吻合较好。     

采用UHPC灌浆材料大口径全灌浆#br# 连接套筒接头的性能研究

装配式结构的薄弱环节在于连接接头,采用套筒连接时,常见问题包括多个套筒灌浆时套筒难以同时灌满、空腔以及注浆完成后的回流、灌浆料强度与收缩等灌注质量难以控制、预制构件底部预留分腔的密封性不好。为降低这些问题导致的节点连接薄弱风险,文章提出使用含有钢纤维、超细石英砂的超高性能混凝土UHPC(Ultra high Performance Concrete)灌浆材料,通过重力式灌浆来进行钢筋与套筒的全断面连接,该方法提高施工安全性,保证浇筑质量可视化。通过57个大口径全灌浆套筒重力灌浆连接接头的单向拉伸试验,改变钢筋直径d、锚固长度la及灌浆料种类,研究连接方式的可行性。结果表明：试件符合《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ 355—2015)和《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107—2016)中Ⅰ级接头要求;拉伸过程中套筒始终处于弹性阶段,满足强度要求,有较高安全储备,重力式灌浆连接方式可行;由于钢纤维的桥接作用使灌浆料抗劈裂性能增强,采用含有钢纤维的UHPC灌浆料能进一步提高钢筋与灌浆料的黏结强度,减小钢筋的锚固长度。钢筋断裂破坏时临界锚固长度建议值为5.5d,较《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》要求的8d降低31.25%。     

基于实体多向切割试件的UHPC纤维取向敏感性研究

为研究纤维取向对超高性能混凝土(UHPC)受力性能的敏感性,文章首先对单侧浇筑的UHPC平板进行多向切割(0°、45°和90°),然后对棱柱体切割试件进行四点弯曲试验,分析切割角度和流动距离对UHPC弯拉性能的影响。最后对切割试件的纤维取向系数的敏感性和法国UHPC规范推荐值的适用性进行分析和评估。结果表明：①单侧浇筑与UHPC流动会使得钢纤维趋向于平行UHPC流动方向分布;②UHPC弯拉性能存在各向异性,对纤维取向较为敏感。0°切割试件的平均弯曲初裂强度和平均弯曲峰值强度最高,45°切割试件次之,90°切割试件最低;③不同角度切割试件的弯曲初裂强度受UHPC的流动距离影响有限,弯曲峰值强度受UHPC的流动距离影响较大。随UHPC的流动距离的增加,0°和45°切割试件的弯曲峰值强度先提高后降低,90°切割试件的弯曲峰值强度略有提高;④UHPC的整体纤维取向系数和局部纤维取向系数均对切割角度较为敏感,UHPC流动距离对整体纤维取向系数影响相对较小,但对局部纤维取向系数影响较大;⑤综合该文和统计的实体切割模型的试验结果,验证法国UHPC规范纤维取向系数的推荐值是可行的。     

基于UHPC材料的高性能装配式桥梁结构研发

针对现有装配式桥梁结构中共性的技术难题,提升装配式桥梁结构的性能与品质,笔者团队以超高性能混凝土(UHPC)为基础,研发了具有高施工性能、高使用性能和高耐久性能的高性能装配式桥梁结构体系.本文介绍了笔者团队研发的3类高性能装配式桥梁结构:(1)装配式UHPC箱梁结构;(2)全预制UHPC "π"形梁;(3)全预制钢-UHPC轻型组合"π"形梁.通过大量的试验研究和理论分析,掌握了各类装配式UHPC桥梁结构的基本受力性能,并初步建立了计算理论和设计方法.研究结果表明:(1)等强度承载条件下,装配式UHPC桥梁结构自重可降为传统结构的40～50%,以方便运输,实现大构件快速化架设;(2)因UHPC中钢筋锚固长度仅需10倍钢筋直径,现场各梁间结合部可大幅度缩小,可实现现场零焊接,减少现场作业量,并完全规避节点开裂、渗漏的风险;(3)结构抗腐蚀、抗冻、防渗漏性能优良,基本实现结构设计寿命周期内免维护.综合而言,基于UHPC材料的高性能装配式桥梁结构有望突破现有装配式桥梁中的技术瓶颈,具有广阔的应用前景.     

一种改进的变压法真空干燥设备

介绍了一种用于干燥变压器器身的改进的变压法真空干燥设备,及其干燥工艺过程和特点.     

采用UHPC灌浆材料大口径全灌浆连接套筒接头的性能研究

装配式结构的薄弱环节在于连接接头,采用套筒连接时,常见问题包括多个套筒灌浆时套筒难以同时灌满、空腔以及注浆完成后的回流、灌浆料强度与收缩等灌注质量难以控制、预制构件底部预留分腔的密封性不好.为降低这些问题导致的节点连接薄弱风险,文章提出使用含有钢纤维、超细石英砂的超高性能混凝土UHPC(Ultra-high Perfo...     

装配式组合梁负弯矩区阶梯型UHPC接缝抗裂性能试验研究

为提高装配式组合梁负弯矩区桥面板抗裂性能,简化施工工艺,提出了组合梁桥负弯矩区阶梯型超高性能混凝土(UHPC)湿接缝方案。以湖北某装配式组合梁桥为背景,设计制作了1根1:2缩尺模型试件进行负弯矩加载,对阶梯型UHPC接缝抗裂性能进行试验研究。利用截面非线性计算方法对接缝区域钢筋应变进行非线性分析,基于分析结果,讨论了UHPC基体裂缝宽度实测值与规范计算值之间的差异。结果表明:试件破坏模式为纯弯段内钢梁底板屈曲破坏; 负弯矩作用下,钢梁与混凝土桥面板之间的最大滑移量为0.163 mm,接缝区域截面应变分布基本满足平截面假定,接缝与预制部分共同受力良好; UHPC与普通混凝土(NC)具有不同的裂缝分布特征,UHPC裂缝分布较密,而NC裂缝分布较疏; 接缝区域内,区域Ⅱ以及接缝截面裂缝发展较快,钢-UHPC截面抗裂能力强于钢-NC-UHPC截面; 试件接缝区域桥面板顶面裂缝宽度达到0.1 mm时,接缝界面名义应力超过12.8 MPa,安全系数达到了1.69; 非线性计算方法可以有效预测钢筋应变; 接缝区域UHPC基体裂缝宽度宜采用UHPC行业标准或法国UHPC规范进行计算,计算时宜考虑混凝土的抗拉贡献; 阶梯型UHPC接缝方案具有优异的安全与耐久性能,施工方便,能够满足实际工程需求。     

超高性能混凝土厚度对轴拉应力-应变-裂缝的影响EI北大核心CSCD

对3种不同厚度的弧形狗骨头形状超高性能混凝土(UHPC)试件开展直接拉伸试验,分析了UHPC轴拉应力、应变、裂缝之间的关系。研究表明:随着试件厚度从100 mm减小到30 mm,UHPC的抗拉强度略有提高,限制裂缝发展能力增强,应变能力显著下降,应变软化速率增加;在裂缝宽度不超过0.2mm时,UHPC的裂后应力略有提高,主裂缝形成后,裂缝发展速率和裂后应力下降速率相应增大。由主裂缝宽度拟合得到拉伸应变值,发现UHPC试件的主裂缝发展过程与应变软化阶段吻合较好。