混凝土扭转剪切徐变试验方法及其应用

为研究大跨径混凝土梁桥在长期变形分析时剪切徐变的影响,针对剪切徐变系数的取值问题,提出一种基于扭转的剪切徐变试验装置和测试方法,并开展三组混凝土试件的剪切徐变试验研究;获取375 d的徐变系数曲线,利用现行规范模型的参数修正,对剪切徐变的发展规律进行分析,并通过有限元对结果进行验证.研究结果表明:基于扭转的剪切徐变试验装置可对构件进行有效加载;通过扭转剪切得到的徐变系数计算公式可用于试验数据分析;C30混凝土试验剪切徐变终极值为规范轴压徐变终极值的2.26～2.63倍,剪切徐变在受荷早期的发展低于轴压徐变,但后期逐步加速;受扭构件等剪切影响显著的结构徐变计算应考虑剪切徐变效应.     

长期荷载作用下再生混凝土梁徐变性能试验

为研究再生混凝土足尺梁长期变形规律,共设计制作了6根再生混凝土足尺梁.试验梁经过了750d的长期稳定加载,通过在三分点和跨中分别布置百分表得到梁的挠度变形随时间变化的关系曲线.试验分析了不同骨料取代率对挠度的和徐变系数的影响.还进行了初始挠度分析,比较了中国规范和美国规范初始挠度计算的差异,得到再生细骨料的掺入会使再生混凝土梁刚度大幅降低,初始挠度过大,设计时应予以特别注意.试验对不同骨料取代率下再生混凝土梁挠度、徐变系数进行了非线性拟合分析,结果表明试验值与计算值较为相符,可作为今后再生混凝土梁长期变形计算的参考依据.     

混凝土收缩徐变预测模型试验研究

对长期观测的混凝土收缩徐变试验结果与不同规范模型的预测结果进行对比分析。研究结果表明:在恒温恒湿环境下,收缩徐变在前期发展较快,后期逐渐变缓,270 d后变化较小;长期观测的混凝土收缩徐变试验结果与不同规范模型的预测结果存在差异,CEB—FIP(1990)模型预测混凝土收缩应变和ACI 209R(1992)模型预测混凝土徐变系数的整体效果较好,而ACI 209R(1992)模型的收缩应变预测值和JTJ 023—85模型的徐变系数预测值与试验结果偏离较大。根据混凝土收缩徐变试验结果,引入混凝土收缩修正系数和徐变修正系数对JTG D62—2004预测模型进行修正,构建恒温恒湿环境下混凝土收缩应变、徐变系数的修正预测模型,提高混凝土收缩徐变预测模型的预测精度。     

配筋对混凝土徐变的影响分析

基于龄期调整的有效模量法和内力重分布机理,引入钢筋修正系数预测钢筋混凝土的徐变并且推导出相应的计算公式。通过对相关数据进行拟合分析,验证钢筋修正系数的有效性和实用性。在此基础上,提出基于现行公路桥涵设计规范徐变模型的配筋混凝土徐变计算公式,并分析老化系数、配筋率、加载龄期等参数对徐变的影响。研究结果表明:配筋对混凝土徐变具有抑制作用;当配筋率很小时,配筋对混凝土的相对抑制作用最强,随着配筋率增大,相对抑制作用逐渐降低;加载龄期和配筋对混凝土徐变的影响有叠加作用,并且这种叠加作用不只是简单的线性叠加。     

PMS-500脉动疲劳加载的动态试验力修正

针对混凝土梁疲劳过程刚度退化造成的动态试验力失真问题,基于PMS-500液压脉动疲劳试验加载工作原理,提出采用惯性力修正系数的动态试验力修正方法,并应用于7片预应力混凝土梁疲劳试验过程的动态试验力修正。研究结果表明:疲劳加载全过程中惯性力修正系数为2.5%左右,动态试验力呈三阶段递增的规律偏离疲劳加载预加值,修正后加载下限值的最大修正误差为5%左右,上限值的最大修正误差为1.3%左右,验证了本文修正方法的准确性。     

无碴轨道预应力混凝土梁长期变形及影响因素

采用广珠(广州-珠海)城际容桂水道特大桥主桥的实际混凝土配比,对比分析C60高性能混凝土实测徐变系数和按各种规范计算所得徐变系数,确定结构徐变变形计算方法。通过长期试验观测,研究预应力混凝土简支梁的长期变形发展规律及其影响因素和控制措施。研究结果表明：在762 d的观测期内,梁体预应力损失很小,最多不超过8.63％,说明预应力混凝土梁后期变形主要由混凝土徐变引起;堆载后前185 d内梁体变形平均约占总后期变形的75％,之后500 d内的变形仅占25％;混凝土表面应变也在400 d时基本稳定;环境温度和湿度、预应力加载龄期、二期恒载加载龄期等对预应力混凝土结构后期徐变变形有重要影响,在高湿度、低温度的混凝土养护环境中,适当延长预应力张拉龄期和铺轨时间等可有效控制无碴轨道预应力混凝土梁的后期变形。     

混凝土圆柱体早期收缩徐变性能试验研究

通过恒温恒湿条件下对素混凝土徐变柱在不同加载龄期下进行短期持荷试验,得到了混凝土圆柱体早期收缩徐变规律,对比了不同加载龄期下混凝土圆柱体早期徐变性能差异性.试验表明:混凝土早期收缩应变随时间逐步增大,收缩应变率变化较小,早期体外收缩应变较体内收缩应变要大,体内外收缩应变差值随着时间有增大趋势;混凝土早期徐变系数随持荷时间而增大,徐变增长速率逐步减小,混凝土圆柱体体内实测徐变系数较体外实测徐变系数偏小;在持荷初期阶段,加载龄期越大,徐变系数越小,徐变系数增长速率越快.     

超细粉煤灰高性能混凝土(UFA-HPC)的徐变性能研究

系统对比研了UFA-HPC和普通混凝土的徐变特性及其对预应力混凝土筒支梁体徐变上拱的影响规律,研究结果表明,C50强度等级的UFA-HPC与C50普通混凝土相比,徐变系数降低40%.特别是UFA-HPC干燥徐变的降低,从而导致UFA-HPC预应力筒支梁体徐变上拱度对环境湿度的敏感性显著降低,与28天龄期加载的混凝土徐变变形相比,10天龄期时加载所导致混凝土的徐变变形增量基本上发生在持荷2个月以内;与C50普通混凝土梁体相比,UFA-HPC梁体的徐变上拱度王著降低.     

HSLWAC梁收缩和徐变预应力损失试验

对5根高强轻骨料混凝土梁、1根低强轻骨料混凝土梁和1根普通混凝土梁进行了持续1年的预应力损失试验,并进行了与普通混凝土对比的收缩和徐变材性试验.试验结果表明,相同强度的轻骨料混凝土的早期收缩小于普通混凝土,后期收缩大于普通混凝土;相同强度的轻骨料混凝土徐变系数小于普通混凝土;轻骨料混凝土梁的预应力损失比普通混凝土梁的预应力损失大.结合编制的混凝土结构时随性能分析程序,基于材料收缩徐变试验进行分析,计算结果与试验结果吻合较好.采用多种规范方法对所做试验和文献的预应力损失进行了分析对比,建议了高强轻骨料混凝土梁预应力损失计算公式.     

混凝土结构徐变模型试验与原型对比关系

目的研究采用徐变模型试验方法预测原型混凝土结构徐变变形比例关系.方法基于弹性相似理论和混凝土结构徐变变形计算公式,提出徐变相似常数调整系数的概念,并推导素混凝土柱、钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱、钢筋和预应力混凝土梁的徐变相似常数调整系数公式;通过算例计算不同缩尺比例混凝土构件的调整系数;探讨徐变模型、混凝土强度、温度、相对湿度和加载龄期对徐变相似常数调整系数的影响.结果混凝土结构的徐变相似常数调整系数随时间变化逐渐降低,然后趋于稳定;模型相似比越小,徐变相似常数越小.结论原型与模型采用相同的混凝土强度、相似的温度和相对湿度环境能使得徐变相似常数可控.     

预应力钢与高强混凝土组合梁徐变效应分析

在长期荷载作用下,预应力钢与高强混凝土组合梁中的混凝土将产生徐变和收缩变形,从而导致带有柔性剪力连接件的组合梁中混凝土板和钢梁的应力发生重分布·采用按龄期调整有效模量与平均应力相结合的方法,利用预应力组合梁中混凝土板、钢梁及预应力钢索之间变形关系,分别建立了简支预应力组合梁的弹性分析和考虑混凝土徐变效应影响的黏弹性分析数学模型,研制了其数值计算模拟程序·通过计算示例,分析不同时间段内预应力组合梁内力变化、应变分布、弯曲变形及交接面相对滑移及其随时间的变化等·     

循环加载对钢筋混凝土梁抗剪性能影响研究

腹板斜向裂缝是钢筋混凝土梁中出现最多的裂缝形式之一，尤其是承受振动荷载的结构构件．目前循环荷载作用下构件抗剪承载力的试验较少，为此，在19根钢筋混凝土梁抗剪试验的基础上．分析了循环加载损伤对斜裂缝宽度和斜截面承载力的影响，试验主要变化参数为配筋率、剪跨比、循环荷载次数．研究表明：随着循环荷载次数增加，钢筋混凝土梁斜截面承载力显著降低，斜裂缝宽度明显增大．基于试验数据和采用不同规范计算值进行对比研究．给出了循环荷载作用下钢筋混凝土梁斜截面承载力损伤折减系数．该计算方法与现行规范计算分析有较好的结合．便于在工程实际中应用，为损伤后的钢筋混凝土梁斜截面承载力的评估提供了依据．     

钢筋混凝土连续梁的抗剪性能

在地下工程及水工结构中,大量使用低配筋率的无腹筋构件,这些构件一般承受均布荷载作用,而且在其支座往往存在约束弯矩,但是到目前为止,关于均布荷载作用下无腹筋钢筋混凝土梁抗剪性能的试验研究做得还不多,本文介绍6根简支梁和12根约束梁抗剪性能的试验研究,引进“等效简支梁”的概念,叙述了无腹筋钢筋混凝土构件抗剪性能的某些规律,并提出了一个抗剪强度的计算公式,供设计参考。     

混凝土结构三维徐变的有限元计算方法

由于传统的杆系有限元程序和公式解法不能精确考虑和计算混凝土结构的三维徐变和局部效应,因此提出了一种混凝土结构三维徐变的有限元计算方法.首先说明了三维徐变的计算原理,并对有限元计算过程中的主要模块进行了阐述.在此基础上,对一个钢筋混凝土柱算例模型进行计算,并与Dischinger公式算法进行对比;钢筋及混凝土应力、模型变形等与公式解法相差在5%以内.同时,采用该方法实现了对箍筋影响及结构局部应力分布的时变分析.最后,为分析剪切应力对徐变变形的影响,对一预应力钢筋混凝土梁进行了三维徐变计算,计算结果与试验值吻合良好.     

钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式影响的试验研究

研究钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式的影响.对4组共21根不同剪跨比、不同锈蚀程度的混凝土梁进行了试验，研究发现，纵向配筋率及剪跨比相同的情况下，随着纵筋、箍筋锈蚀程度的变化，梁会产生弯曲、剪压、剪切-粘结3种不同形态的破坏.针对此现象，基于试验研究结果并结合相关文献的试验结果，根据现行规范中的分析理念建立了考虑剪跨比、箍筋锈蚀率、纵筋锈蚀率及粘结退化等因素影响的锈蚀混凝土梁受剪承载力计算公式.据此再考虑弯剪区的平衡条件，分析讨论得出了试验梁产生破坏形态转变的临界条件和锈蚀混凝土梁构件的综合承载能力的变化规律，从而建立了锈蚀混凝土梁破坏模式转变的分析模型.据此模型分别以纵筋锈蚀率和箍筋锈蚀率为横、纵轴，考虑剪跨比等因素得出临界曲线划分的破坏形态区域与试验结果吻合较好.     

腹板嵌入式组合梁抗剪性能试验

通过6个嵌入式组合梁抗剪试件的试验,观测组合梁受剪破坏过程,研究腹板嵌入式组合梁竖向抗剪承载力的各影响因素.试验表明,嵌入式组合梁的抗剪承载力和钢梁腹板截面、混凝土翼板截面、混凝土强度等级、混凝土翼板剪跨比有关.基于试验结果,通过参数回归分析,拟合出混凝土翼板的抗剪承载力的计算公式.考虑到弯剪相互作用,提出了嵌入式组合梁受剪承载力简化计算方法;分析了钢板连接件在嵌入式组合梁受剪时的实际受力.结果表明.钢板连接件具有较高的承载力,易于在组合梁中实现完全抗剪连接.     

桥面板徐变对曲线组合梁桥剪力钉受力性能的影响

钢-混组合梁桥中桥面板与钢主梁通过剪力键连接,混凝土板徐变效应会对剪力键内力产生影响。为探究这种影响,本文以某座钢-混组合曲线梁桥为背景,使用ANSYS建立精细化实体有限元模型,按金属蠕变原理模拟混凝土板徐变效应,在考虑施工阶段的基础上研究混凝土板徐变效应下剪力钉的力学行为。研究表明：钢纵梁处剪力钉横桥向徐变内力约为顺桥向2.0倍,但徐变内力变化趋势均相同即每跨跨中向两侧支点逐渐递增,徐变内力极值均出现在支点湿接缝附近剪力钉上。钢横梁剪力钉横桥向、顺桥向内徐变内力均由横截面中线向两侧逐渐增加,但受“弯扭耦合”影响,横梁内、外侧剪力钉徐变内力相反。徐变影响下全桥剪力钉顺桥向徐变滑移分布较横桥向更加均匀,绝大多数剪力钉顺桥向徐变滑移量仅为横桥向的30%~50%。混凝土板徐变效应对剪力钉内力影响随时间的增加而减弱,内力影响最大是成桥初期3个月;增加混凝土板预制龄期可显著降低成桥时剪力钉的徐变内力,推荐采用龄期为180d的桥面板,并计入10年徐变效应可满足工程要求。     

预应力混凝土桥梁悬臂浇筑的施工控制

对于采用悬臂浇筑施工方法的预应力混凝土桥梁,运用自适应控制理论进行结构参数识别和误差分析;利用BP人工神经网络确定主梁预拱度;在施工过程中对主梁挠度进行连续监测.借助预埋的钢弦式传感器,测试主梁应变,分析了混凝土收缩、徐变、温度等因素对应变测试的影响,并提出修正方法.实桥应用表明,使用自适应控制理论结合BP人工神经网络,可以预测主梁合理预拱度;混凝土收缩、徐变对应力测试的影响不容忽视;实测应变修正方法易于使用,修正值与理论值偏差较小.     

井形碳纤维箍筋混凝土梁抗剪承载力试验

针对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer Plastic，CFRP)筋混凝土梁中封闭箍筋难以弯折成型、制作困难的现状，拟采用“井”字形CFRP箍筋承担斜截面剪力。设计了4个不同配箍率的足尺寸混凝土梁，进行4点弯曲静力加载试验，得到了其在不同配箍率下剪弯段的极限承载力及破坏形式，分析了箍筋应力的变化规律。结果表明：配箍率是影响“井”字形CFRP箍筋的混凝土梁抗剪承载力和破坏模式的一个重要指标，配箍率增大时“井”字形CFRP箍筋的混凝土梁的抗剪承载力显著提升，破坏模式从剪压破坏逐渐转为斜压破坏；通过对梁控制截面上箍筋与纵筋交接位置处锚固性能的理论分析，得出了该位置CFRP“井”字形箍筋的锚固粘结力，其值大于相应锚固段的边界剪力，能够满足斜截面受剪承载力的要求。试验和理论分析结果证明了“井”字形CFRP箍筋用于混凝土梁斜截面抗剪的可行性，可促进CFRP筋在混凝土结构中的大量应用。 关键词：“井”字形FRP箍筋; 受剪承载力；混凝土梁；配箍率