高温植筋试件拉拔试验研究

设计了直径20 mm、埋深20 cm、混凝土基材强度等级C25的植筋试件30个,并对在常温下、高温自然冷却后、高温下恒温加载和高温下恒载升温4种工况进行了拉拔试验.通过总结其破坏形态,测算其极限承载力、极限粘结应力和承载力损失,得出了高温自然冷却后和高温下恒温加载试件极限粘结应力和承载力损失规律,高温下恒载升温试件在不同预加载力下试件破坏的滑移变化规律;结合工程实际对高温条件下植筋结构的安全性进行了判定,给出了植筋结构抗火设计和维修加固依据,可为推广应用植筋技术提供参考.     

水环境下植筋试件粘结界面的劣化规律

为研究植筋试件的粘结界面在各劣化环境下的劣化规律,进行了周期为1年的单筋拉拔试验。试验考虑了2种植筋深度、7种劣化方案和5种劣化时长,共制作了280个试件。通过正交试验的方法实测了植筋试件的破坏形态和极限荷载,绘制了荷载-劣化时长曲线。试验结果表明,表面+侧面约束下,植筋试件破坏形式最为理想,受力情况最好,破坏发生在胶-混凝土界面;多种劣化因素作用下,泡盐水与持载耦合环境的试件其最大承载力下降程度最大;当植筋深度为120 mm、劣化时长为1年时,相对于室内干燥环境其最大承载力下降了53. 8%;对比单因素、双因素耦合以及三因素耦合情况下的最大承载力,可知水环境、氯离子、持续荷载的耦合作用对胶-混凝土界面的劣化作用最强;劣化时长相同时,植筋深度h在一定范围内,h越大植筋的最大承载力越大;室外环境下,最大承载力的衰减速率|k|呈现出季节性变化,夏冬两季的|k|值明显大于春秋两季。     

冻融循环作用后方钢管混凝土短柱性能研究

为研究冻融循环作用对方钢管混凝土短柱的影响,本试验以冻融循环次数为参数对冻融循环作用后方钢管混凝土短柱的力学性能进行了研究。试验得到了冻融循环作用下方钢管混凝土短柱的受压破坏模式,荷载—位移曲线以及荷载—应变曲线,并分析了冻融循环次数对方钢管混凝土短柱极限承载力,位移延性以及初始刚度的影响。根据试验现象,将破坏模式分为2种。研究表明:方钢管混凝土短柱的力学性能如极限承载力,位移延性以及初始刚度受冻融循环作用影响重大。具体表现为试件的极限承载力随冻融次数增加而逐渐下降,且冻融循环次数越大,极限承载力下降幅度愈明显;对于试件的初始刚度,其随着冻融循环次数的增加而减小;另外,冻融循环作用对方钢管混凝土短柱的延性系数影响较大,表现为随冻融循环次数的增加,延性系数随之增加。     

高温后方钢管全再生混凝土短柱轴压试验研究

为了研究不同冷却方式下高温后方钢管全再生混凝土短柱的轴压力学性能,设计制作9根短柱试件依次进行高温试验和轴心受压试验,探讨历经温度(20℃、200℃、400℃、600℃、800℃)和冷却方式(自然冷却、喷水冷却)对轴压破坏形态、极限承载力、初始刚度、刚度退化及延性的影响。试验结果表明:试件最终破坏形态为钢管撕裂和钢管鼓曲斜压破坏;高温作用后试件极限承载力降低较为显著,但受自然冷却和喷水冷却的影响不明显;试件初始刚度随温度的升高而不断降低,喷水冷却作用对试件初始刚度有二次削弱;试件刚度退化曲线经历了平台段、快速下降段、平缓下降段、平稳段,冷却方式对试件刚度退化的影响不大;试件的延性随温度的升高呈先降低后升高的趋势,喷水冷却作用会降低试件的延性。     

增大柱截面与碳纤维复合节点加固有限元分析

目的模拟不同加固方式对钢筋混凝土框架梁柱节点力学性能的影响,找出合理的加固方案,进而提高结构耐久性.方法以核心区少配箍筋的框架十字型节点为研究对象,采用增大柱截面与碳粘贴碳纤维复合的加固方法来实现对钢筋混凝土框架梁柱节点的加固,利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟.结果增大柱截面加固节点极限承载力平均提高92%,延性平均提高34%,刚度平均提高4%;碳纤维布加固节点,极限承载力平均提高44%,延性平均提高55%,刚度平均提高67%;增大柱截面与碳纤维复合加固节点极限承载力平均提高157%,延性平均提高86%,刚度平均提高79%.结论不同加固方案改变了试件的破坏形态,由脆性破坏变为延性破坏,破坏点均发生在梁端.相比增大柱截面方法加固节点和碳纤维加固节点方法,采用增大柱截面与碳纤维复合加固的方法对试件极限承载力、延性、刚度都提高显著.     

高温后植筋黏结滑移力学性能试验

对在不同受热温度和不同加载制度下混凝土构件中2种锚固长度植筋的黏结滑移力学性能进行了试验.植筋的锚固长度分别为7倍和15倍植筋直径,受热温度分别为50℃,80℃,150℃和200℃.加载制度考虑单向拉拔和反复加载.分析了加载制度、锚固长度和加热温度对植筋试件的极限黏结应力和极限滑移的影响.结果表明,不同条件对植筋试件的黏结滑移力学性能有显著影响.根据试验结果给出了高温后植筋试件黏结应力的计算方法.     

废弃玻璃集料混凝土与钢筋粘结性能试验

为揭示玻璃混凝土与钢筋的粘结锚固规律,采用中心拉拔试验方法,研究分别使用粗玻璃和细玻璃取代混凝土中粗骨料和细骨料对混凝土与钢筋的粘结强度的影响.试验结果表明:废弃玻璃粗骨料混凝土试件与普通骨料混凝土试件的极限粘结强度相当;废弃玻璃细骨料混凝土试件的极限粘结应力较普通混凝土试件的极限粘结应力有很大的提高;废弃玻璃骨料钢筋混凝土具有较好的锚固延性;废弃玻璃细骨料混凝土试件中,钢筋与混凝土达到极限粘结应力时发生的相对滑移与普通骨料混凝土相近;废弃玻璃粗骨料混凝土试件中,钢筋与混凝土达到极限粘结应力时发生的相对滑移大于普通骨料混凝土.     

钢筋混凝土梁受弯破坏机理尺寸效应试验研究

针对尺寸效应特性对梁构件受弯破坏的影响机理,对不同截面尺寸简支梁相似试件开展单调加载试验,测试构件在不同加载阶段的承载力、挠度和截面应变等试验数据.按不同加载阶段分析其力学性能的影响因素,并阐述其破坏机理的尺寸效应.试验分析表明,混凝土材料抗压特性在受弯构件力学性能中表现为负面尺寸效应,这种负面尺寸效应对构件整体力学行为的影响并不显著.相比之下,内力臂和钢筋等因素对试件承载力和延性均产生显著的正面影响.随截面尺寸增大,受弯承载力和延性均呈增长趋势.根据试件在不同尺度上表现出的显著破坏特征和实测数据,推导相关计算参数随试件尺寸的关系,建立考虑尺寸效应的极限承载力计算方程.同时也验证了现有极限承载力计算理论的安全性.     

FRP与砖界面粘结性能的数值分析

利用有限元软件ABAQUS建立纤维复合材料(FRP)-砖界面分析模型,模拟其粘结应力分布,加载端荷载-位移曲线及界面应力的传递过程,并与试验结果进行对比分析.结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好,采用的FRP-砖界面计算模型具有可行性;粘结承载力随着FRP与砖粘结长度的增加而增加,当粘结长度达到某一定值后,粘结承载力基本不增长,此时增加粘结长度可改善试件的延性,增加试件的极限位移.     

高温后不锈钢方管柱的力学性能试验研究

为研究高温对不锈钢方管柱的影响,本试验以高温条件,长径比以及壁厚作为参数对不锈钢方管柱的力学性能进行了研究。通过试验得到了试件的失效模式、荷载—位移曲线以及荷载—应变曲线,并分析了高温、壁厚以及长径比对试件极限承载力、刚度以及延性的影响。研究结果表明:高温对试件的失效模式无明显影响,但会降低试件的极限承载力;高温后,壁厚较大的试件的延性会提高,而壁厚较小的试件的延性会降低;试件的极限承载力以及延性会随着壁厚的增加而提高。此外,本文还采用数值分析的方法对整个试验过程进行了模拟,通过与试验结果的对比,可以发现该有限元模型能够很好地对高温后不锈钢方管柱失效模式进行预测。     

方钢管自密实铁尾矿混凝土短柱偏压力学性能

通过10根方钢管自密实铁尾矿混凝土偏压短柱的实验,研究含钢率、铁尾矿粉替代率和偏心距对其力学性能的影响,并将实验承载力与各规范计算所得承载力进行比较.结果表明:试件承载力、延性系数及抗弯刚度随含钢率的增大而显著增长;增大铁尾矿粉替代率,试件抗弯刚度降低,承载力与延性系数无明显变化;增大偏心距,试件承载力、抗弯刚度降低但延性系数提高.     

后张无粘结PC平板-T形柱节点的试验研究

进行了6个足尺PC（预应力混凝土）平板-T形柱节点试件在竖直荷载作用下的冲切性能试验．其中，5个试件的平板中配有无粘结预应力筋，1个对比试件的平板中配普通钢筋．通过试验阐述了节点试件的破坏特征．结果表明：所有试件都产生弯曲冲切复合破坏特征；当接近极限荷载时，预应力筋的应力有较大幅度的增加，但未达到其极限强度；在保持一定的延性的条件下，平板中的预压应力可提高节点的冲切承载力和刚度．文中还根据试验结果给出了临界截面的形状和节点弯曲破坏的位置，最后采用美国ACI规范和我国规范所推荐的计算公式对上述节点的冲切承载力进行了验算．     

混凝土结构植筋连接件剪拉性能试验研究

为了研究剪拉作用下混凝土结构植筋连接件的力学性能,以荷载形式及加载方式为主要研究参量,对4组混凝土结构植筋连接件进行单剪和剪拉耦合作用加载试验。通过植筋连接件(试件)的承载力、刚度及滞回曲线等分析;结果表明:单剪荷载作用下的试件承载力、刚度和耗能性能等均大于剪拉耦合荷载作用状态;加载方式不影响试件的承载力、刚度及破坏状态等。     

GFRP管约束UHPC柱的伪静力试验

针对特定环境需求下柱的抗震与耐腐蚀能力,提出一种玻璃纤维增强复合材料与超高性能混凝土组合柱;考虑不同轴压比和GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics,玻璃纤维增强塑料)管纤维丝缠绕角度参数,对6个组合柱试件和1个超高性能混凝土(UHPC)对比柱试件开展了水平低周往复加载试验;对试件的滞回曲线、延性系数、强度和刚度退化系数、应变变化规律以及耗能能力进行了研究.研究结果表明:GFRP管能够改善试件破坏形态,提高试件抗震性能;当轴压比一定时,45°缠绕管组合柱的极限水平承载力和等效刚度比80°缠绕管组合柱低,但其延性系数更高,耗能能力更好,GFRP管对混凝土的约束作用也更强;在试验轴压比为0.2,0.3,0.4,轴压比越大,试件的极限水平承载力越低,延性越差,耗能能力下降.     

复式不锈钢管混凝土轴压试验研究

钢管混凝土在实际工程中已得到广泛应用,但普通碳素钢在极端环境中的应用存在局限性。不锈钢管混凝土既有类似于普通钢管混凝土的力学性能,又能在特定环境下起到耐腐蚀作用,在特殊工程中应用前景广阔。对一系列不同内钢管厚度和强度的复式不锈钢管混凝土轴压试验,结果表明应变达到0.07时,仍能够保持80%以上的峰值承载力,具有很好的延性;内钢管厚度的增加对极限轴向承载力的下降起到了明显减缓作用,但对其影响有限;提高内钢管厚度和强度均能显著提高试件的压缩刚度;现行规范能对复式不锈钢管混凝土轴压承载力进行较为准确的估计。     

混凝土化学植筋冻融循环后拉拔试验研究

在分析国内外各种混凝土抗冻性试验方法的基础上,提出针对混凝土植筋的冻融试验方案.设计制作了12个混凝土立方体植筋试件,其中6个试件经受50次冻融循环,另6个试件作为对比组在自然状态下养护相同龄期.之后进行静力单向约束拉拔试验,测定了植筋试件的拉拔极限承载力,获得了拉力与位移的关系曲线.试验结果表明,经受50次冻融循环的植筋试件组与对比组相比,其约束拉拔极限承载力平均下降2.63%.     

高温后植筋胶黏结力学性能试验研究

为了测试工程中植筋胶在高温后的安全性能,对3种常用植筋胶分别在25,60,100,160和260°C恒温加载自然冷却后的黏结力学性能开展试验研究.首先,测试了这3种植筋胶的玻璃转化温度.其次,通过拉伸试验,得出了恒温加载、自然冷却后试件受力与滑移曲线关系,极限黏结承载力和其随温度的损失规律.对试验数据拟合,得出受力与滑移三阶段和四阶段数学模型.研究表明,温度会造成植筋试件力学性能的退化,热塑性植筋胶比热固性植筋胶刚性和耐热性均较差.玻璃转化温度是植筋胶高温后承载力的突变点,是植筋胶正常使用的温度上限并影响着它的高温后使用性能.     

低周反复荷载下方钢管再生混凝土柱抗震性能试验研究

为研究方钢管再生混凝土柱的抗震性能,以再生粗骨料取代率为变化参数,设计制作了4根不同取代率的试件,对其进行拟静力试验,研究分析其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能指标。研究结果表明:方钢管再生混凝土柱的破坏形态与方钢管普通混凝土柱相似,均为柱脚的鼓曲破坏;随着再生骨料取代率的增大,试件的极限承载力会有所减小,但减小幅度不大;再生粗骨料取代率对试件的延性、耗能性能、刚度退化则没有明显的影响。     

弹性混凝土与钢组合梁的疲劳性能分析及寿命预测

基于8个组合梁试件的疲劳试验结果,采用有限元计算与名义应力法相结合的方法,提出用于模拟滑移和疲劳破坏过程的精细有限元模型和计算方法.研究了混凝土中不同橡胶掺量对组合梁极限承载力、最大滑移、栓钉应力及破坏特征的影响,得到相应的应力-疲劳寿命曲线.结果表明,简支组合梁的疲劳破坏首先发生在端部栓钉,破坏过程为栓钉依次断裂.虽然疲劳断裂为脆性破坏,但组合梁在疲劳荷载作用下的整体破坏具有一定的延性.使用弹性混凝土代替普通混凝土后,组合梁的极限承载力和刚度略有降低,但延性有所提高;当橡胶掺量为5%,10%和15%时,疲劳寿命分别提高约15%,64%和125%.基于非线性数值分析得到的组合梁极限承载力和疲劳寿命与试验所测结果吻合较好,为组合梁的抗疲劳设计提供了参考.     

PBL抗剪连接件疲劳后的剩余力学性能研究

为研究钢-混凝土组合结构中PBL(Perfobond Leiste)抗剪连接件在疲劳荷载作用后的力学性能退化规律,设计并制作了9个PBL连接件的推出试件分别进行静力和疲劳试验.其中3个试件为静力破坏试验,重点关注了试件的破坏模式、极限承载力及荷载-滑移曲线.其余6个试件为在经历一定疲劳荷载循环次数后进行静力破坏试验,以疲劳循环次数,疲劳荷载比为参数变量,得到在不同疲劳参数作用后,PBL连接件的极限承载力、残余滑移量、抗剪刚度等力学性能的变化情况.研究结果表明,PBL连接件具有较好的延性,其静载和疲劳后静载的破坏模式均为一侧贯穿钢筋剪断、另一侧贯穿钢筋屈服.疲劳荷载比对PBL连接件剩余承载力影响较大,在同样经历了300万次的循环加载后,荷载比为0.5的极限承载力基本没有下降,而荷载比为0.7的承载力仅为初始静载试验的76.1%;在相同荷载比(0.6)情况下,PBL连接件的承载力随疲劳加载次数呈先慢后快的非线性退化趋势.相对于荷载比而言,残余滑移量对疲劳循环次数更为敏感.抗剪刚度在整个疲劳加载过程中基本保持不变.