无腹筋混合配筋混凝土梁抗剪性能试验研究

对1组无腹筋混合配筋(GFRP筋(glass fiberreinforced polymer)和钢筋)混凝土梁抗剪性能进行了试验研究.所有试验梁均为三分点加载,剪跨比为2.54和2.67.12根试验梁按有效配筋率分为3组,共包括3根钢筋混凝土梁,3根GFRP筋梁和6根GFRP筋和钢筋混合配筋梁.所有试验梁均为斜拉破坏.分析了试验梁的荷载-挠度关系,裂缝开展及抗剪承载力,并将各设计规范或指南的抗剪承载力预测值与试验结果对比.试验表明,有效配筋率相同的钢筋混凝土梁、混合配筋混凝土梁和GFRP筋梁具有相近的抗剪承载力.钢筋与FRP(fiber reinforced polymer)筋轴向刚度比对抗剪性能影响较小.规范Eurocode 2—04及CSA A23.3—04的抗剪承载力预测结果与试验结果符合度较好,而规范ACI440.1R—06,JSCE及CSAS6—06的预测结果偏保守.     

FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土梁受弯性能

根据FRP筋和钢筋的本构模型,提出了FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土梁2种名义配筋率和3种破坏模式的概念,并给出了3种破坏模式的判别条件.利用正截面受弯承载力计算基本假定和截面受力平衡条件,推导了FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土适筋梁正截面受弯承载力建议计算公式.设计制作了5根不同FRP筋和钢筋配筋面积比的混合配筋混凝土梁进行静力抗弯试验,并结合相关试验数据分析表明,适筋梁正截面受弯承载力建议公式计算值与试验实测值吻合较好,可供工程设计参考;建议在对承载能力要求较高而挠度控制较低的情况下使用混合配筋混凝土梁以充分利用材料的强度;合理控制混合配筋梁的配筋率及FRP筋和钢筋的配筋面积比,其延性性能满足设计要求.     

SFCB和BFRP混杂配筋梁的受弯性能

为提高混凝土结构的刚度和耐久性,提出一种新型混杂配筋形式,钢-连续纤维复合筋(steel fiber composite bar, SFCB)和玄武岩纤维复合筋(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)混合增强混凝土结构.将其与钢筋混凝土梁、传统混杂配筋梁的受弯性能进行对比研究,同时考察等效配筋率ρ_e、FRP与钢截面面积比A_f/A_s等参数对混杂配筋梁受弯性能的影响.结果表明:几种结构梁的破坏形态均为钢筋屈服后受压区混凝土压溃;与钢筋混凝土梁相比,混杂配筋梁具有较高的极限承载力,在受弯破坏前具有良好的耗能能力;混杂配筋梁的受弯承载力随着ρ_e值增加而增大,且ρ_e值越大,跨中挠度越小,裂缝宽度越小;A_f/A_s值对混杂配筋梁屈服后刚度影响较大,A_f/A_s值越高,钢筋屈服后结构刚度降低幅度越小.     

钢筋钢纤维高强混凝土箍筋梁剪切延性分析

根据13根钢筋钢纤维高强混凝土矩形梁的剪切破坏试验进行了梁的剪切延性研究.参照受弯构件的延性分析,定义了梁剪切延性指标和能量吸收比,定量分析了钢纤维、箍筋、混凝土强度等级和剪跨比对梁剪切延性的影响,并比较了钢纤维和箍筋提高梁剪切延性的效率.试验结果表明,钢纤维虽不足以在根本上改变梁剪切破坏的脆性,但可以使其延性得到显著提高,钢纤维在体积掺率低于0.5%的条件下提高剪切延性的能力等效于等量箍筋.     

锈蚀钢筋钢纤维混凝土简支梁受剪承载力的试验

在箍筋锈蚀情况下,计算6根钢筋钢纤维混凝土梁斜截面的承载力,探讨箍筋锈蚀对钢筋钢纤维混凝土梁受剪承载力的影响.通过实验分析,建立相应的斜截面承载力的计算公式.研究结果表明,钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面破坏形态是由剪跨比决定的,锈蚀程度只影响承载力的大小,并不改变破坏形态;随着钢纤维体积率的增加,钢筋钢纤维混凝土梁的受剪承载力会有一定的提高;钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面承载力,随着箍筋锈蚀率的增加而降低.     

钢纤维对钢筋混凝土梁受弯承载能力的影响

以单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算为例,介绍了钢纤维混凝土受弯构件的截面设计方法;通过与普通混凝土构件进行比较,证明混凝土中掺加钢纤维,可显著提高钢筋钢纤维混凝土梁的正截面承载力.     

高强超高延性混凝土梁弯剪性能理论分析与数值模拟

开展了14根高强超高延性混凝土（high-strength engineered cementitious composite,HS-ECC）梁的四点弯曲试验,研究了混凝土类型、纵筋配筋率和是否配置箍筋三因素对配筋梁弯剪性能的影响。基于平截面假定和材料本构关系,计算了配筋HS-ECC梁的受弯承载力。基于国内外规范,计算了无腹筋HS-ECC梁的受剪承载力。最后,采用Abaqus软件建立了HS-ECC梁的有限元模型。结果表明：有腹筋梁均为受弯破坏,随着纵筋配筋率增大,试件极限荷载和刚度逐渐增大,而延性未显著降低,配筋HS-ECC梁较普通混凝土梁具有更优异的裂缝分散能力和抗弯性能;无腹筋HS-ECC梁的破坏模式随配筋率增大由受弯破坏转变为受剪破坏,梁受剪承载力和刚度增大,但延性逐渐降低;配筋HS-ECC梁受弯承载力的计算结果与试验值吻合较好;HSECC梁有限元模型可有效模拟试件的荷载-位移曲线。     

玻璃纤维增强塑料筋混杂纤维混凝土梁抗弯性能研究

本文利用静力加载试验及有限元模拟分析,研究了纤维掺入对钢筋及玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋混凝土梁抗弯性能的影响,并提出了适用于GFRP筋混杂纤维混凝土梁的平衡配筋率与极限承载力计算公式。结果表明,将钢纤维与聚乙烯醇(PVA)纤维掺入普通钢筋混凝土梁中可小幅提高梁的开裂荷载;利用GFRP筋替代钢筋作为受力筋体,可明显提高钢-PVA混杂纤维混凝土梁的极限承载力,在一定范围内增大GFRP筋配筋率有助于提升梁的抗弯性能,混凝土强度等级对试验梁的抗弯性能也有一定的影响。     

并筋混凝土板受力性能试验

针对并筋混凝土板破坏形态、位移延性、抗弯承载力、裂缝宽度与刚度等问题,开展了单调荷载下并筋混凝土板(包括两并筋配筋混凝土板、三并筋成束配筋混凝土板和三并筋成排配筋混凝土板)试验研究.结果表明:单调荷载下并筋混凝土板和普通配筋混凝土板均发生了受弯破坏;普通配筋混凝土板的抗弯承载力比两并筋配筋混凝土板的高2％,两并筋配筋混凝土板的抗弯承载力分别比2个三并筋配筋混凝土板高19％和17％;两并筋配筋混凝土板的最大裂缝宽度和跨中挠度与普通配筋混凝土板接近;三并筋配筋混凝土板的最大裂缝宽度和跨中挠度均大于相应的两并筋配筋混凝土板和普通配筋混凝土板.最后,对并筋混凝土板的设计计算方法进行了探讨.     

钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面承载力

通过１０根变截面高度的钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁试验,研究了其斜截面承载力的“尺寸效应”;通过１２根钢筋钢纤维混凝土配箍筋梁的试验,研究了钢纤维体积率和箍筋特征值变化对其斜截面承载力的影响规律．最终提出的钢筋钢纤维混凝土梁斜截面承载力计算方法具有广泛的适用性和可靠性．     

钢筋钢纤维混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法

根据２８根钢筋钢纤维混凝土梁加载全过程试验，对钢纤维的阻裂机理进行了分析，并得出正常使用条件下钢筋钢纤维混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算方法。该方法可用于结构设计。     

钢筋混凝土并筋梁裂缝及刚度的试验研究

在我国现行混凝土结构设计规范和施工规范中,规定受力钢筋之间必须保持一定的间距,使每根钢筋被混凝土握裹,以保证钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用,在工程实践中,在截面较小配筋较多的构件中及梁柱节点外,完全单根排列钢筋又保持一定间距难以做到,多排钢筋又会带来施工的不便,目前对此问题的解决之一是采用并筋,本通过13根钢筋混凝土筋梁的受弯承载力试验,分析了并筋梁的裂缝及刚度的特点,影响裂缝及刚度的主要因素,并与单根钢筋的对照梁进行了比较。     

钢筋钢纤维混凝土梁的允许跨高比

根据新的混凝土结构设计规范,分析并推导了有关钢筋钢纤维混凝土梁的允许跨高比的计算公式,通过与普通钢筋混凝土梁相比发现,由于钢纤维的存在,增加了钢筋混凝土构件的整体性,改善了受弯构件的正常使用性能.     

不同配筋方式开孔梁抗剪性能试验研究

文章通过四根矩形开孔梁和一根实腹梁的对比试验,观察了在梁的弯剪区段开定位孔的情况下配置不同方式补强钢筋的开孔梁裂缝的出现、发展和最终破坏形态。通过测试钢筋及混凝土试件表面的应变,进行分析研究,得出可提高混凝土开孔梁抗剪性能的补强筋的配筋方式。     

新型混杂BFRP和SFCB配筋梁的裂缝宽度分析

针对采用玄武岩纤维增强复合材料(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋和钢连续纤维复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)制备的新型纤维复合材料和钢筋组合的混杂配筋(hybrid reinforced concrete,Hybrid-RC)梁多采用非对称配筋,可能导致结构产生的裂缝宽度过大的问题,设计7根混凝土梁,研究了非对称配筋形式下Hybrid-RC梁的裂缝.试验结果表明:等效配筋率ρe及钢筋和FRP筋之间的轴向拉伸强度比γ会对Hybrid-RC梁的裂缝宽度产生较大影响;分别给出美国混凝土协会(ACI)规范和加拿大规范(CSA)计算Hybrid-RC梁裂缝宽度时粘结系数kb的建议值.     

不同配筋方式开孔梁抗剪性能试验研究

文章通过四根矩形开孔梁和一根实腹梁的对比试验，观察了在梁的弯剪区段开定位孔的情况下配置不同方式补强钢筋的开孔梁裂缝的出现、发展和最终破坏形态。通过测试钢筋及混凝土试件表面的应变，进行分析研究，得出可提高混凝土开孔梁抗剪性能的补强筋的配筋方式。     

配置500 MPa钢筋的混凝土梁受弯性能试验

为了研究配置500MPa钢筋的混凝土梁的受弯性能，对9根矩形截面混凝土梁进行了试验研究．分析了采用500MPa钢筋的混凝土构件的正截面受弯承载力及使用阶段的裂缝宽度，同时对其中两组配有蒙皮钢筋的梁进行受弯承载力、变形及裂缝宽度的对比分析．试验结果表明，此类构件的受力性能与普通钢筋混凝土受弯构件相同，可按照《混凝土结构设计规范》计算受弯承载力及裂缝宽度，但应对裂缝宽度计算值进行适当修正．同时，蒙皮钢筋的配置能够有效地限制裂缝的发展，使得试验梁在正常使用阶段能够满足裂缝宽度限值要求．     

GFRP管外包GFRP筋混凝土梁工作性能试验研究

提出一种GFRP管外包GFRP筋混凝土受弯构件,并采用结构试验的方法研究GFRP外包管对GFRP筋混凝土受弯构件变形能力及承载性能的影响。试验结果表明,GFRP外包管能明显提高GFRP筋混凝土梁的极限承载能力,且较为有效地避免GFRP筋混凝土梁发生脆性破坏,但对提高GFRP筋混凝土受弯构件的变形能力的作用不明显。按我国纤维复合材料规范对该非金属混凝土结构进行承载力计算后发现,现行设计规范对于GFRP筋混凝土构件斜截面抗剪承载力的计算过于保守,导致配筋率过高。     

预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算

通过２０根预应力钢纤维混凝土梁的试验研究,分析了钢纤维长径比和体积率、箍筋间距,截面有效预压力对其斜裂缝宽度的影响;建立了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算的理论模式,结合试验资料的统计分析,提出了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度的实用计算公式。     

局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的设计方法

对局部(跨中受拉区2m范围内)配碳纤维增强塑料预应力混凝土棱柱体(CFRP-PCPs)复合筋的钢筋混凝土梁进行受力性能试验研究.基于局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁的受弯试验与理论分析,对其理论设计进行较系统的研究.试验共设计5根试件,其中4根混凝土梁在受拉区居中配CFRP-PCPs复合筋,1根混凝土梁通长配CFRP筋作为对比试件.通过已有理论公式与本次试验的结果推出CFRP筋预应力损失以及局部配CFRP-PCPs混凝土梁抗裂度的理论计算方法.用截面极限状态分析法,分别推出受弯承载力在界限破坏、受压破坏和受拉破坏模式下的理论计算公式.此外,在CFRP复合筋的基础上,对普通钢筋混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法进行修正,得出局部配CFRP-PCPs复合筋混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法.对比理论公式计算值与试验结果值,结果基本吻合.