RPC叠合梁受弯性能试验研究

为研究RPC叠合梁的受弯性能,对叠合简支梁进行抗弯承载力试验,分析了叠合梁的破坏特征、受力性能及承载力。结果表明:叠合梁与整浇梁均发生适筋破坏,叠合梁的延性较整浇梁有所降低,随着预制高度的降低延性系数也减小,表明叠合梁预制高度对延性有一定影响;由于存在"应力超前"现象和受截面有效高度比的影响,叠合梁在荷载作用下产生的受拉钢筋应力、跨中挠度和最大裂缝宽度等都显著大于整浇梁的相应值,并均具有相似的变化趋势;叠合梁的开裂荷载、正常使用极限荷载和极限荷载主要受截面有效高度比影响,且均随截面有效高度比的增大而增大。通过对试验叠合梁跨中挠度分析,提出RPC叠合梁挠度计算建议式,为同类研究提供参考。     

叠合梁弯矩转移性能的有限元分析

叠合梁跨中正截面承载力计算是叠合梁设计中最为重要而又尚未很好解决的一个问题 .通过对钢筋混凝土叠合梁进行非线性有限元计算 ,分析了叠合梁的基本受力性能及其应力重分布过程 ,验证了叠合梁弯矩转移这一力学性能的存在和弯矩转移计算模式的合理性     

倒T形预应力预制构件叠合梁受弯性能试验研究

为了解倒T形预应力预制构件叠合梁的受弯性能及破坏特征,设计制作了2根叠合梁和1根整浇对比梁,分别进行静载试验,观测叠合梁和整浇梁的正截面开裂荷载、承载力极限荷载、挠度变形、裂缝开展、破坏特征等,并将叠合梁和整浇梁的受弯性能作了比较分析,配筋适当的预应力混凝土叠合梁与对比整浇梁的整体破坏特征基本相同.图8,表4,参4.     

混凝土叠合式受弯构件极限承载力分析

以混凝土叠合式受弯构件为研究对象,对其极限承载力进行了力学分析,对叠合式受弯构件极限状态下截面应力应变图形形式以及叠合式构件设计中需要考虑的叠合参数αh和αM进行了计算分析.研究表明:叠合式受弯构件的极限承载能力只与叠合参数αh有关,基本上不受αM变化的影响.     

混凝土二次受力对叠合梁极限承载力的影响分析

文章运用有限元软件ANSYS分别对一般整浇梁、普通叠合梁以及考虑混凝土二次受力的叠合梁进行数值模拟,通过降温法模拟现浇混凝土的收缩微应变,并在叠合面上建立弹簧单元;探讨了混凝土二次受力对叠合梁极限承载力的影响。数值结果表明,普通叠合梁相对于同条件下的一般整浇梁来说,能够提高其极限承载力,而考虑混凝土二次受力的叠合梁相对于普通叠合梁其极限承载力会有所降低,但仍比一般整浇梁的极限承载力高。最后模拟了叠合参数αh的变化对混凝土二次受力叠合梁承载力的影响。     

高效预应力混凝土框架的试验研究

通过２榀预应力混凝土叠合框架１：３比例的模型试验，了解了叠合梁框架在竖向荷载作用下的受力性能。讨论了叠合梁截面应变分布特点，并分析了梁的配筋率这一主要参数对框架极限承载力和破坏形态的影响。     

活性粉末混凝土与普通混凝土叠合T梁静载抗弯性能研究

通过12片T形活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)叠合梁试件和1片NC整浇梁试件的静载试验,研究RPC受拉区高度、NC强度等级、受拉纵筋配筋率对组合梁抗弯静载力学性能的影响.结果表明:随RPC受拉区高度增加,叠合梁的受弯开裂形态从接合面处NC先裂转变为梁底RPC先裂,且开裂荷载增加,但最终受弯破坏形态与整浇梁一致;叠合梁抗弯承载力随纵筋配筋率的提高而增大;提高NC强度等级对叠合梁抗弯承载力有一定提高作用.提出叠合梁开裂弯矩的计算方法,计算结果与试验吻合良好.使用有限元软件OpenSEES对RPC-NC叠合梁正截面抗弯破坏全过程进行分析,并基于扩展有限元理论(XFEM)对OpenSEES进行二次开发,分析叠合梁受弯开裂裂纹扩展全过程,分析结果与试验吻合良好,为进一步分析RPC-NC叠合梁开裂行为提供了理论应用基础.     

既有钢筋混凝土л梁正截面抗弯承载力研究

在平截面假定不成立的前提下,以钢筋混凝土л梁为研究对象,探讨不同锈蚀率的钢筋混凝土Ⅱ梁极限抗弯承载力的变化规律,通过构造新的几何协调条件,提出既有钢筋混凝土л梁的计算受压区高度随锈蚀率变化的计算公式,进而推导出既有钢筋混凝土л梁的正截面抗弯承载力计算公式.在此基础上,结合服役约40 a的实桥试验材质检测参数及破坏荷载对承载力公式进行验证.研究结果表明:由本文推导的承载力公式所得计算结果与试验结果较吻合,说明所提出的既有钢筋混凝土л梁的极限抗弯承载力计算方法正确、有效,可应用于指导工程实践.     

二次受力钢筋混凝土连续叠合梁的非线性分析

对钢筋混凝土连续叠合梁的截面受力性能进行非线性分析,得出叠合梁跨中截面的受力钢筋应力超前值比简支叠合梁的大,后浇混凝土受压应力滞后值比简支叠合梁的小,造成第1阶段的曲率、挠度增长过快,裂缝出现过早.利用有限元分析,发现连续叠合梁具有跨中截面弯矩超前,支座负钢筋应力滞后的特征,促使跨中和支座之间不断发生塑性内力重分布,从而提高了连续叠合梁的塑性变形能力、承载力、抗裂性.     

再生混凝土与普通混凝土叠合梁抗剪性能

通过不同结合面位置的7根"上再生下普通"的叠合梁对比试验,探讨和研究不同结合面位置对混凝土叠合梁斜截面受力和变形性能的影响.试验结果表明:随着结合面位置向受压区的靠近,结合面上水平裂缝愈趋明显;叠合梁极限承载力在一定"叠合系数"范围内略有增加,但不同结合面位置下叠合梁斜裂缝的开展情况和变形基本类似;破坏仍以剪压区混凝土被压碎和与斜裂缝相交的箍筋屈服而结束,并没有发现叠合梁从结合面被完全剪坏的现象.     

考虑滑移效应的薄壁型钢-混凝土组合梁抗弯承载能力分析

分析滑移对冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁抗弯性能的影响通过对组合梁进行理论分析和ANSYS分析,建立考虑滑移效应的弹性和极限抗弯强度计算公式,计算简支冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁抗弯承载力理论计算值与试验结果对比表明,考虑滑移效应的弹性弯矩计算值和极限弯矩计算值与试验值吻合较好,滑移对组合梁弹性抗弯强度的降低不能忽略;考虑强度极限状态时,钢梁部分截面进入应力强化阶段的有利影响,滑移对极限抗弯强度的影响可以忽略不计.     

预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固持荷RC梁数值分析及承载力计算

建立预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固钢筋混凝土(RC)梁的有限元模型(FEM),并利用已有的试验数据验证模型的准确性.基于有限元模型,进行不同持荷比下加固梁的力学性能研究.结果表明:建立的有限元模型可较好地解决持荷条件下钢丝绳-聚合物砂浆面层与RC梁之间单元不协调变形等问题;随着持荷比的提高,加固梁的极限承载力提高幅度逐渐减小;当预加载低于未加固梁极限承载力的20%时,混凝土损伤较小,不考虑预加载的影响;当预加载高于未加固梁极限承载力的20%时,需考虑加固材料滞后应变对加固试件极限承载力的影响.基于平截面假定和钢丝绳滞后应变,提出抗弯加固持荷RC梁的极限承载力计算公式,其计算结果与数值分析结果吻合良好.     

应力状态对RC梁混凝土碳化损伤及承载力的影响

为研究应力状态对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁碳化损伤及承载力的影响规律,制作了7根RC梁进行加速碳化环境与荷载耦合作用试验研究。将RC梁放入环境箱中,进行三点弯曲静力持荷条件下的7 d、14 d、28 d加速碳化试验,得到不同持荷时间下的RC梁受拉、受压不同区域的混凝土碳化深度,进一步开展加速碳化作用、加速碳化与荷载耦合作用后的RC梁三点弯曲试验,探讨应力状态时碳化深度对RC梁极限承载力的影响机制。结果表明:通过对RC梁受压、受拉区的混凝土碳化深度分析,发现压应力状态会抑制碳化反应的进行,而拉应力状态会促进碳化反应的进行,28 d后受拉区混凝土碳化深度比受压区增加了34.7%。混凝土碳化损伤导致抗压强度降低、钢筋锈蚀影响了试验梁的极限承载力,加速碳化作用28 d后RC梁的极限承载力下降了10.7%,加速碳化与荷载耦合作用28 d后RC梁的极限承载力下降了14.9%。     

升降温全过程混凝土梁截面抗弯承载力分析

为解释升降温全过程中约束混凝土梁在较大的梁端弯矩作用下而没有发生明显破坏的现象,使用FORTRAN语言自编程序考察了混凝土梁截面抗弯承载力的变化情况.结果表明:(1)轴向约束产生的轴压力使梁截面抗弯承载力有一定程度的提高;(2)单调升温时,随着时间的增加,N-M包络图逐渐内缩,且前期内缩较快随后逐渐减缓,而截面N-M曲线的不对称性越来越明显;(3)对于升降温全过程的情况,降温阶段N-M曲线内缩速率逐渐减缓,降温一段时间后N-M曲线趋于稳定和对称.     

纤维薄板厚度对增强RC梁承载能力的影响

通过进行普通钢筋混凝土(RC)梁与碳纤维薄板(CFL)增强RC梁的三点弯曲试验,研究粘贴不同厚度的CFL对增强RC梁的破坏模式和承载能力的影响规律,试验发现普通RC梁的破坏以混凝土开裂和主筋屈服为主,CFL增强RC梁的破坏模式与CFL的粘贴厚度有关,包括CFL拉断失效、CFL与混凝土界面剥离、混凝土压碎3种基本模式及其混合模式,弯曲载荷下的极限承载力随CFL的粘贴厚度而增加,与普通RC梁相比提高了12．6％-38．9％。     

单调荷载下体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能

基于3根模型梁试件的单调静力试验,对体外预应力钢-混凝土组合梁的受力性能进行了研究.研究表明:施加体外预应力可以有效提高组合梁的抗弯承载力,但试件的延性有所降低;试件纯弯段截面应变分布符合平截面假定;增大栓钉间距可以提高试件的极限变形能力,但对其抗弯承载力的影响不大;试件的抗剪连接程度越低,达到极限荷载时栓钉滑移值越大.结合试验并通过有限元建模,分析了混凝土强度等级、有效预应力、预应力筋线型、栓钉间距等对体外预应力组合梁受力性能的影响.最后,在考虑了预应力筋作用的基础上,提出了体外预应力组合梁抗弯承载力的简化计算方法,该方法可为体外预应力组合梁的设计计算提供参考.     

复合砂浆钢筋(丝)网加固RC梁受弯研究

采用无机材料高性能复合砂浆钢筋(丝)网加固混凝土梁,通过10根三面U形(在梁的受拉面和侧面进行加固)加固的混凝土梁和2根没有加固的对比梁的试验,研究了这种加固技术对钢筋混凝土梁的影响和作用,并比较了一次受力和二次受力的不同.与对比梁相比,采用高性能复合砂浆钢筋(丝)网加固的试件裂缝宽度和间距有较大幅度的减小,刚度有明显的提高,受弯极限承载力有很大的增加.在平截面假定的基础上求出试件的极限承载力,与试验结果相比有较好的吻合.     

钢与高强混凝土预应力组合梁承载力计算

根据预应力组合梁结构特性及实际受力情况,分别建立了预应力组合梁在不同受力阶段的截面应力及组合梁抗弯极限承载力的计算公式,通过试验验证了理论公式的正确性·研究结果表明,在承受正弯矩预应力组合梁的钢梁下翼缘施加预应力时组合梁的承载力提高幅度较小,而在承受负弯矩组合梁的钢梁上翼缘和混凝土板中施加预应力均可提高组合梁的承载力,并且在混凝土板中施加预应力效果最为明显·     

火灾后混凝土连续构件的损伤与加固试验研究

为了研究受火后混凝土连续受弯构件的力学性能,进行了5个混凝土两跨连续板和7个两跨连续梁的系列试验.试验内容包括依据ISO 834标准升温曲线进行的混凝土连续构件受火试验,以及高温后受损构件和修复加固构件的静载试验.试验结果表明,高温对混凝土连续受弯构件的力学性能有明显的影响;随着受火程度的加重,混凝土构件力学性能呈下降趋势.分析试验结果可知,初始刚度降幅最为明显,正常使用承载力的降幅大于极限承载力的降幅;连续板试件的损伤大于连续梁试件.通过置换受损混凝土并采用碳纤维布加固受火后连续构件可使其承载力恢复到甚至超过受火前的状态,加固后初始刚度的提高并不明显.