钢纤维混凝土预应力连续叠合板变形研究

通过 3块 2跨钢纤维混凝土预应力连续叠合板的试验研究 ,分析了支座配筋及叠合面里的钢纤维对跨中刚度的影响 ,提出了二次受力钢纤维混凝土预应力连续叠合板的受弯短期刚度公式     

双面叠合试件界面抗剪性能试验

通过6个双面叠合试件剪切性能试验,研究不同界面连接钢筋形式下叠合面的抗剪特性.试验结果表明,双面叠合构件均发生叠合面的剪切破坏,叠合面的裂缝出现过程并不同步,在叠合面裂缝出现之前,叠合试块整体性保持良好;叠合无筋构件呈明显的脆性破坏特征,破坏过程中改进的箍筋连接构件的延性优于传统的桁架连接构件;通过理论分析确定叠合面的破坏机理即新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土黏结力、摩擦力和界面钢筋的销栓力共同作用,然而极限状态时界面的黏结力已经有一定程度的破坏,在计算极限承载力时并不能用三者的最大值简单相加.     

双面叠合试件界面抗剪性能试验研究

通过6个双面叠合试件剪切性能试验,研究不同界面连接钢筋形式下叠合面的抗剪特性.试验结果表明,双面叠合构件均发生叠合面的剪切破坏,叠合面的裂缝出现过程并不同步,在叠合面裂缝出现之前,叠合试块整体性保持良好;叠合无筋构件呈明显的脆性破坏特征,破坏过程中改进的箍筋连接构件的延性优于传统的桁架连接构件;通过理论分析确定叠合面的破坏机理即新老混凝土界面的极限抗剪强度由混凝土黏结力、摩擦力和界面钢筋的销栓力共同作用,然而极限状态时界面的黏结力已经有一定程度的破坏,在计算极限承载力时并不能用三者的最大值简单相加.     

不同构造形式绿色混凝土叠合板受弯性能试验

为推动绿色再生类材料在叠合楼板中的应用,将不同性能要求的钢纤维增强绿色混凝土材料应用于叠合板中,研究不同构造形式所组成的钢纤维绿色混凝土叠合板受弯性能差异.开展了6块钢纤维增强绿色混凝土叠合板和2块普通混凝土叠合板足尺试件的抗弯性能对比试验.得到了其破坏形态、荷载-跨中挠度曲线、荷载-跨中板底受力钢筋应变曲线及荷载-跨中板顶面混凝土压应变曲线等特征参数,对比分析了各试件的破坏机理、变形特征、裂缝分布规律.研究结果表明,钢纤维增强绿色混凝土叠合板与普通混凝土叠合板相比受弯破坏过程类似,均经历了弹性阶段、弹塑性阶段及破坏阶段,且裂缝、挠度发展均较为充分,未有突然断裂或沿叠合面出现水平裂缝等破坏现象,均具有较好的延性;同时,不同的预制底板构造形式对叠合楼板的受弯性能也有较大影响,其中配置钢筋桁架的叠合板,尤其是附肋钢筋桁架对叠合板的受力性能有较为显著的提高;开裂荷载及极限承载力计算应考虑构造形式及不同混凝土材料预制底板对所组成叠合板受弯性能的影响.     

叠合式混凝土板梁桥叠合面受力性能分析

为了解采用叠合技术进行改造的旧混凝土板梁桥的叠合面受力性能,以便对叠合面进行合理的技术处理,分析了新老混凝土收缩徐变和温度差异、二期恒载和活载等荷载因素对叠合面剪应力的影响,推导了计算公式,阐明了叠合面剪应力的分布特性,并与粗糙度及粘结剂等抗力因素提供的抗剪能力进行了计算对比.结果表明剪应力在支点区域较大,跨中较小,采用人工凿毛处理的叠合面理论上可不配置抗剪钢筋,就能保证叠合式板梁桥的整体工作性能.     

钢纤维掺量对R-UHPC矩形梁弯、剪受力性能的影响

钢纤维掺量会影响超高性能混凝土(UHPC)的抗拉、抗压强度等材性,进而影响钢筋UHPC(R-UHPC)矩形梁的受弯、受剪性能.开展纤维掺量对R-UHPC梁抗弯、抗剪极限承载力的影响分析.结果表明,随纤维掺量的提高,R-UHPC梁的抗弯、抗剪承载力均相应提高.但由于钢纤维对抗弯、抗剪极限承载力的贡献量不同,提高的作用也不同.钢纤维掺量对R-UHPC梁抗弯承载力的影响远小于它对抗剪承载力的影响.对于R-UHPC矩形梁,存在一个临界的钢纤维掺量.当钢纤维掺量小于此值时,梁将受剪破坏,反之,将受弯破坏;临界钢纤维掺量附近的R-UHPC梁则可能发生弯剪复合破坏.此外,钢纤维掺量还会影响矩形梁的斜裂缝开裂荷载.     

倒"T"形叠合简支板的试验研究

利用实际工程中应用的倒"T"形板构件,根据叠合层和二次配筋的不同制作各种试验构件,采用普通标准粘土砖分级施加均布荷载的方法,进行了均布静荷载试验.研究结果表明:当倒"T"形板肋部面积合适且叠合面(构件翼缘)粗糙程度满足混凝土结构设计规范要求时,叠合面具有足够的粘结抗剪能力,能够保证叠合板的整体受力工作性能;叠合板后浇混凝土,通过二次配筋可以提高其跨中截面的受弯承载力,且可以较大幅度地提高叠合板的延性,从而增强建筑结构的抗震性能.     

叠合楼板结合面剪切试验

目的研究混凝土叠合板结合面的水平剪力,为叠合楼板桁架钢筋布置计算提供参考.方法对进行拉毛处理与光面未拉毛处理的试件进行结合面受剪承载力试验研究,得出新旧混凝土结合面抗剪强度试验值;计算叠合板在满足抗剪强度条件下的桁架钢筋合理布置间距.结果试件的结合面积为1 000 mm×1 000 mm,通过千斤顶加载到500 k N时,结合面没有任何错动现象;试件的结合面积为200 mm×300 mm,加载通过500 t压力机进行,表面拉毛试件在压力施加到183 k N发生的破坏,表面未拉毛试件在压力施加到110 k N发生的破坏.结论叠合板新旧混凝土结合面的抗剪强度,拉毛处理结合面强度为3.0 MPa,光面未拉毛结合面抗剪强度为1.8 MPa.实际工程中,小于9 m跨度的叠合楼板可不需要设置抗剪桁架钢筋.假设结合面粘结失效,计算仍能满足水平抗剪强度要求的桁架钢筋设置情况.叠合楼板跨度小于3.0 m时,腹筋直径选用4 mm,布置间距可选用600 mm;腹筋直径选用5 mm,布置间距可选用1 000 mm.     

轴压比对钢纤维高强混凝土框架节点抗震性能的影响

通过3个钢筋钢纤维混凝土框架边节点的低周反复加载试验和有限元分析,探讨了柱端轴压比对节点抗震性能的影响.结果表明,随柱端轴压比的增加,其对节点核心区混凝土的约束作用逐渐增大,减缓了抗剪承载力和刚度的退化,限制了节点核心区剪切变形,提高了节点核心区的抗剪承载力、延性和耗能能力.在有限元分析中,把钢纤维等效为微钢筋,按钢纤维体积率将其均匀分布在混凝土单元中,与试验结果对比验证了钢纤维与混凝土组成整体式模型方法的合理性.     

钢筋超高性能混凝土梁抗剪性能试验研究

对11根钢筋超高性能混凝土梁在两点对称加载作用下进行抗剪性能试验,试验参数为钢纤维掺量、剪跨比、纵筋配筋率、配箍率等.试验结果表明,4个参数中钢纤维掺量对梁的抗剪承载力影响最大,其次为剪跨比和纵筋率,配箍率影响最小;钢纤维掺量的增加显著提高了梁的抗剪承载力与抗变形能力,影响梁的破坏形态.根据试验结果与收集到的UHPC梁受剪资料,对基于桁架-拱理论的UHPC梁抗剪计算公式进行了修正.     

超高性能混凝土混凝土组合梁抗剪承载力计算方法

基于极限平衡理论,并考虑尺寸效应,采用简化的混凝土破坏准则和超高性能混凝土(UHPC)层破坏理论得到了超高性能混凝土-混凝土(UHPC-NC)矩形截面组合梁斜截面抗剪承载能力计算方法.设计了相应的组合梁抗剪试验.试验数据与理论计算结果的对比分析表明,该计算方法既能准确计算组合梁的抗剪承载力,又能有效反映UHPC层、UHPC层内配筋、尺寸效应等各个参数对于UHPC-NC组合梁抗剪承载力的影响.试验结果反映出UHPC层可以大幅提高整体结构的抗剪承载力和延性.     

混凝土倒T形叠合连续板的试验研究

按照实际用于工程的倒T形叠合连续板的设计和构造要求制作试件,采用普通粘土砖荷重块分级施加均布荷载的方法,进行了倒T形叠合连续板均布静荷载试验.研究了其二阶段浇注混凝土共同工作的可能性和可靠性、在各个特征荷载作用下的试件力学性能以及试件的开裂和破坏的形态与规律.试验结果表明:倒T形叠合连续板这种新的叠合板型式具有良好的整体工作性能,延性好,其正截面受弯承载力基本上可以按照整体浇注的连续板要求进行设计;此外,倒T形叠合连续板具有叠合面开裂的受剪破坏形态,在设计中应对叠合面受剪承载力进行计算,不足时应采取适当的构造措施.     

带缺陷钢筋混凝土叠合梁抗弯性能的试验研究

为了研究带缺陷的钢筋混凝土叠合梁抗弯性能的变化情况,通过在叠合梁跨中和加载点位置叠合面上放置泡沫板,模拟了在生产制造、装配施工阶段出现的质量缺陷,试验研究了带缺陷的钢筋混凝土叠合梁的抗裂性能、极限抗弯承载力及破坏特征。结果表明:与无缺陷试件相比,2根带缺陷试件的开裂弯矩均下降约10%,在跨中叠合面设置缺陷的试件极限抗弯承载力下降约3%,加载点位置叠合面的缺陷使极限抗弯承载力下降约15%;竖向裂缝出现前,缺陷对试件抗弯刚度的影响较小;竖向裂缝出现后,跨中叠合面缺陷对试件裂缝发展影响较小,加载点位置叠合面缺陷使裂缝沿叠合面水平方向发展,并最终在缺陷处叠合面产生1～2 mm的滑移。试验结果可为钢筋混凝土叠合梁的设计和检测提供参考。     

超高性能混凝土国内外研究进展

综合阐述了超高性能混凝土的配制技术、力学性能(抗压性能和抗拉性能)、构件受力性能与设计、耐久性。结果表明:为了使超高性能混凝土达高强的目的,须在降低水灰比的基础上提高堆积物的密实度。超高性能混凝土具有较高的抗拉性能;其轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度与抗折强度分别多在3~15 MPa、4~40 MPa与10~48 MPa范围内;且抗折强度具有明显的尺寸效应。4倍钢筋直径为试验测定UHPC与高强钢筋之间粘结强度的合理埋长;且粘结强度取决于能够桥接任何由荷载作用产生的裂缝的钢纤维数量。对UHPC梁进行抗弯性能分析时,建议受拉区拉应力取0.25倍RPC抗拉强度,考虑RPC拉应力对正截面抗弯承载力的贡献。随着剪跨比的减小及配箍率、纵筋率、钢纤维体积率等的提高,RPC梁的抗剪承载力不断增大。大偏心受压下,纤维有效抵制了UHPFRC柱的拉伸开裂,使试件产生延性破坏。与普通混凝土相比,超高性能混凝土具有更强的耐久性能。     

无筋超高性能混凝土板的受弯性能及承载力计算

为明确无筋超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）单向板和周边支承方板的受弯性能,分别对其进行了跨中局部荷载作用下受弯性能的破坏性试验. 基于本文及其他文献的试验结果,考虑钢纤维特征参数的影响,建立了UHPC材料的受拉本构. 通过数值分析,提出了无筋UHPC板截面受拉区等效均布应力折减系数k的计算公式. 根据试验和分析结果,建立了无筋UHPC单向板和周边支承方板抗弯承载能力的简化计算方法. 结果表明：无筋UHPC单向板和周边支承方板均发生由UHPC抗拉性能所控制的受拉破坏. 由于UHPC内钢纤维的增强作用,无筋UHPC板的抗弯承载能力和极限变形分别较相应的开裂荷载和开裂变形明显提高且表现出一定的延性破坏特征,但UHPC的受拉塑性尚不足以保证周边支承方板中完全塑性铰线机构的形成,塑性铰线法的上限解不适于预测周边支承方板的极限荷载,而静力法的下限解却能给出精度较高且偏于安全的预测结果;试验结果验证了所提无筋UHPC单向板和周边支承方板极限承载能力简化计算方法的适用性.     

预制叠合板式混凝土剪力墙水平承载力实验研究

文章通过普通钢筋混凝土剪力墙和预制叠合板式混凝土剪力墙的荷载试验,对剪力墙的承载力、变形特征及耗能能力进行比较,试验结果表明,对于预制叠合板式混凝土剪力墙,叠合面仍有足够的抗剪强度,能够保证叠合板的整体工作性能;预制叠合板式混凝土剪力墙替代现浇钢筋混凝土剪力墙是可行的.     

配筋UHPC板抗弯性能实验研究

开展8组共16个配筋UHPC板的四点弯曲实验,讨论配筋率、钢纤维掺量和板厚等对其破坏模式、开裂、极限荷载、荷载位移曲线等的影响,初步优化钢筋的配置方式、配筋率、钢纤维掺量等.结果表明,配筋UHPC表现出优越的抗裂性能;破坏过程为下层先弯拉开裂、钢筋屈服,随之钢纤维部分拔出,直至UHPC压碎,最终达到极限荷载;裂缝分布主要集中在纯弯段,板底部有1～3条明显主裂纹,最大主裂缝宽度均超过2 mm,呈现出适筋破坏现象;相比开裂荷载,配筋对极限荷载影响更大;受拉区钢筋单层和双层的设置形式对其抗弯承载力影响很小,而延性呈现不同的变化规律;钢纤维掺量在一定范围内增大有助于提高开裂荷载,能够缓解开裂后刚度的退化,但当钢纤维掺量超过4.5%后,出现半脆性破坏.     

钢纤维混凝土栓钉—橡胶组合连接件抗剪刚度分析

为建立钢纤维混凝土(steel fiber reinforced concrete, SFRC)栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度设计计算方法,结合已有文献推出试验,采用ABAQUS显式准静态求解技术进行非线性有限元分析,仿真计算结果与文献推出试验结果基本吻合。以橡胶套高度、橡胶套厚度、混凝土强度和栓钉直径为影响参数,分析组合连接件抗剪刚度变化规律,并结合现有栓钉抗剪刚度计算式拟合出SFRC栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度设计计算公式。结果表明：ABAQUS显式准静态求解技术能较好地实现组合连接件推出试验数值模拟;采用橡胶套包裹栓钉后会大幅降低连接件抗剪刚度,抗剪刚度最大降幅约为60%;当橡胶套高度为25 mm、厚度为2.5 mm时,即可显著降低连接件抗剪刚度;钢纤维混凝土强度对抗剪刚度影响较小;组合连接件抗剪刚度与栓钉直径近似呈正比关系;提出的抗剪刚度设计计算式能较准确预测钢纤维混凝土栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度,为工程设计提供参考与借鉴。     

钢板不同加固方式加固锈蚀钢筋混凝土梁试验研究与有限元分析

针对桥梁工程中钢筋锈蚀引起RC结构承载性能退化现象,设计了5片试验梁,采用粘钢加固的方式对锈蚀RC梁进行抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固。通过抗弯性能试验研究分析了这3种加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响,并用ABAQUS有限元软件对试验梁进行了数值模拟分析。研究结果表明:3种加固方式均能提高锈蚀RC梁的极限承载力和抗变形能力;不同的加固方式将导致不同的破坏模式;抗弯加固的锈蚀RC梁,其延性和刚度相比于锈蚀梁都得到了提高;组合加固梁的延性对比锈蚀梁延性降低了30.94%;抗剪加固梁的延性最好;采用的有限元数值模拟的方法能合理地反映试验结果。     

超高性能混凝土梁受剪性能的尺寸效应试验研究

为研究超高性能混凝土梁受剪性能的尺寸效应，对不同截面尺寸HRB500级钢筋超高性能混凝土梁进行受剪试验。首先分析UHPC梁的试验现象及结果，其次探究截面尺寸对梁剪切延性、剪切裂缝强度及抗剪强度的影响规律，最后基于所得试验数据比较现行公式的适用性。结果表明：不同截面尺寸梁的失效模式均为剪压破坏，梁的应力重分布能力、挠度、刚度及主裂缝特征参数均与截面尺寸呈正相关；梁的位移延性系数、剪切裂缝强度及抗剪强度均随梁高的增大而减小，存在明显的尺寸效应；经对比分析，陈宝春提出的抗剪承载力公式的预测值较好。