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.     

混凝土梁剪切徐变试验研究

针对混凝土桥梁剪切徐变问题,提出基于两点加载梁的剪切徐变测试方法。阐述了剪切徐变的测试原理,并推导剪切徐变系数的计算公式。采用数据补偿对温度及收缩的影响进行物理排除,对传感器的布置方案及数据误差的影响进行分析。以三组不同加载等级的试验梁为例,测试了混凝土梁的剪切徐变特性并给出规范系数的修正值。试验结果表明,我国现行规范对于轴向受力混凝土的徐变系数规定是可行的,剪切徐变系数则需乘以2.5~3倍的放大系数;三系数徐变公式修正法可为相关实验和计算提供参考。     

基于ABAQUS考虑钢筋影响的 混凝土构件收缩徐变分析

基于CEB-FIP(2010)模型采用MATLAB拟合徐变曲线,通过ABAQUS分析软件二次开发了收缩徐变计算程序。在参数验证的基础上,模拟计算了素混凝土及钢筋混凝土柱、单层三跨框架梁在不同参数影响下考虑徐变和收缩影响的竖向变形,提出了考虑钢筋影响的变形折减系数并分析了其影响参数,拟合了不同影响因素下柱的折减系数公式。结果表明:柱的尺寸、混凝土强度与折减系数为二次曲线关系,湿度、配筋率与折减系数为线性关系,轴压比对折减系数影响不大;梁的截面高度、混凝土强度、配筋率与折减系数为二次曲线关系,湿度与折减系数呈线性关系,梁上线荷载大小对折减系数影响不大;折减系数公式能很好地考虑钢筋对混凝土收缩徐变的影响。     

截面配筋对混凝土框架结构刚度的影响

截面配筋对混凝土构件的轴向和抗弯刚度有提高作用,然而一般混凝土框架结构的内力分析未考虑钢筋的影响,从而低估了结构刚度。基于平截面等假设分析了截面配筋对混凝土构件轴向和抗弯刚度影响原理以及配筋率、混凝土强度等级与轴向、抗弯刚度的关系。再基于纤维梁单元模型,用ANSYS有限元软件对比分析了混凝土框架结构中未考虑钢筋作用、不同配筋率、不同混凝土强度等级的框架结构自振频率,得出以下结果:(1)截面配筋率对抗弯刚度影响大于对轴向刚度影响;(2)截面配筋对以平动为主振型的频率影响大于对以扭转为主振型的频率影响;(3)配筋率越大、混凝土强度等级越低,配筋率对结构刚度影响越敏感。     

混凝土收缩徐变对高层混合结构的影响及对策

针对高层混合结构竖向变形差的计算与工程对策问题进行了研究.首先,给出了超高层混合结构竖向变形差的计算方法.在结构分析中,采用刚度逐层形成、荷载逐层施加的方法考虑施工过程的影响;根据ACI规范混凝土徐变收缩计算公式,假设构件荷载线性增加,引入平均龄期影响系数和平均持荷影响系数计算变荷载作用下混凝土的徐变和收缩.用龄期调整的有效模量法分析了构件配筋率对构件徐变的影响.分析中还考虑了核心筒超前施工的影响.然后,通过算例分析,给出了减小混合结构竖向变形差的工程对策.该法简单实用,可以在超高层混合结构设计中计算竖向变形差时使用.     

偏心受压配筋混凝土构件徐变的计算方法

 针对偏心受压配筋构件徐变计算较为繁琐的现状,提出一种考虑钢筋作用的混凝土徐变应变实用计算方法。通过定义钢筋有效面积来反映构件配筋对徐变的影响,并根据弯矩等效的原则建立钢筋实际面积与有效面积的换算关系。根据各层钢筋在截面应力形心处的等效面积（有效面积）获得截面的有效配筋率,进而可参照轴心受压构件徐变应变计算过程中对钢筋作用的处理方式,计算截面的徐变应变。算例表明,该方法的计算精度与老化系数法相当。由于避免了繁琐的净截面特性计算过程和方程组建立、求解过程,在使用上更为方便,可用于偏心受压构件,尤其是多层配筋的偏心受压构件的徐变计算。     

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.     

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.     

配筋混凝土柱徐变试验

在恒温恒湿的实验室内进行混凝土受压柱的徐变试验．运用最小二乘法，拟合徐变应变随时间发展的曲线对配筋混凝土与素混凝土的徐变应变进行对比．研究结果表明，普通钢筋能有效地抑制混凝土徐变．基于实测徐变应变数据提出了较精确的混凝土徐变系数预测模型，运用最小二乘法获得了普通钢筋对混凝土构件徐变影响系数．研究结果表明，混凝土结构设计...     

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.     

考虑随机性的徐变参数敏感度及其时变规律

针对随机、多参数系统提出了一种考虑参数随机性的敏感度分析方法.通过对参数样本进行统计、抽样、回归和相关分析,去除参数量纲和变异度对结果的影响,获得以通径系数、偏相关系数和累计敏感度为衡量指标的参数敏感度.利用该方法,结合从9个施工现场实测和收集到的8585个样本,分析环境相对湿度、理论厚度、混凝土抗压强度、温度和加载龄期5种徐变参数的敏感度.结果表明,徐变系数与环境相对湿度、理论厚度、混凝土抗压强度和加载龄期成负相关,与温度成正相关.其中,环境相对湿度的敏感度最大,然后依次是加载龄期、温度、理论厚度和强度.研究同时发现,上述5种参数敏感度的时效性并不明显.     

轻骨料高强预应力混凝土平台的配筋设计研究

对硅灰陶粒混凝土与普通陶粒混凝土收缩徐变性能，以及二者分别在空气中和水中预应力损失进行试验研究，得出了轻骨料高强混凝土预应力损失中的钢筋种类，硅灰掺入，张拉龄期，收缩，徐变，工作环境等的影响系数，并以此为基础，根据对预应力混凝土平台罐体的有限元分析结果，进行了配置设计，为了检验设计的可靠性，在预应力配筋设计后又对罐体结构进行了考虑预应力筋的有限元分析和模型试验验证，证明了本文建议的预应力损失参数的事便性及其用于大型复杂结构预应力的配筋的可靠性。     

三跨变截面预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变效应

混凝土的收缩徐变效应是影响预应力混凝土连续梁桥受力的重要因素。混凝土收缩徐变效应研究是进行混凝土桥梁设计的前提。通过对影响混凝土收缩徐变效应的主要因素分析,揭示混凝土收缩徐变对桥梁变形和内力的影响规律。以某三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程依托,采用有限元仿真分析方法,将连续箱梁所处环境的相对湿度、混凝土加载龄期以及运营时间对混凝土收缩徐变效应的影响进行参数分析。研究认为:混凝土收缩和徐变所引起的连续梁的竖向位移及截面弯矩均随环境相对湿度的增大而减小;随着加载龄期的延长,混凝土收缩作用引起的连续梁竖向位移与截面弯矩总体呈增长趋势,而混凝土徐变作用引起的连续梁竖向位移与截面弯矩变化较小;运营时间对混凝土收缩作用引起的梁体竖向位移影响显著,而对截面弯矩无影响,运营时间对混凝土徐变作用引起的梁体竖向位移与截面弯矩均影响较大。文中研究结果对同类工程设计提供一定的参考价值。     

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。     

轴心受压配筋方钢管混凝土短柱承载能力的试验研究

通过15根方形截面配筋钢管混凝土轴心受压短柱的试验研究,选择约束效应系数和钢筋的配筋率等为基本参数,探讨了配筋率对钢管混凝土轴心受压构件受力性能的影响。研究结果表明：1）在核心混凝土中加入钢筋对于提高短柱的承载力不是非常明显,但能提高短柱的延性,在一定程度上延缓或抑制混凝土中剪切斜裂缝的开展;2）当约束效应系数较小时,配筋靠近边缘对提高方钢管混凝土的承载力更有效;3）当约束效应系数较大时,配筋靠近中央对提高方钢管混凝土的承载力更有效。     

钢筋高强混凝土偏压中长柱承载力研究

基于考虑材料非线性和几何非线性耦合梁柱单元模型,采用编制的钢筋高强混凝土结构非线性数值分析程序,分析钢筋高强混凝土偏压中长柱极限承载力主要影响因素有长细比、相对偏心距、混凝土强度、纵筋配筋率等.研究钢筋高强混凝土偏压中长柱极限承载力对各主要影响因素的敏感性,依次为相对偏心距、长细比、纵筋配筋率和混凝土强度.通过回归给出钢筋高强混凝土偏压中长柱极限承载力的计算公式,为实际工程应用提供计算参考.     

型钢轻骨料混凝土梁抗弯承载力计算

基于简单叠加法,考虑型钢对混凝土的约束,提出型钢轻骨料混凝土梁抗弯承载力的改进叠加法计算公式.改进叠加法在混凝土承载力项中引入了混凝土抗弯承载力修正系数αrc.对8个型钢轻骨料混凝土梁和8个型钢普通混凝土梁的抗弯承载力修正系数进行分析,分析结果表明:当总含钢率与纵筋配筋率的比值在3.4%～10.8%时,αrc和该比值成正比,αrc的范围为1.0～2.0,改进的公式和钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式相衔接.试验结果对比表明:改进叠加法具有足够的精度,同时适用于型钢轻骨料混凝土梁和型钢普通混凝土梁.     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.     

AFRP-钢混合配筋对混凝土构件抗弯性能的影响研究

为了研究AFRP—钢混合配筋混凝土构件的极限抗弯承载力及抗裂性能,基于平截面假定以及变形协调条件,通过建立内力平衡方程,推导了AFRP—钢混合配筋混凝土构件适筋破坏的极限抗弯承载力及开裂弯矩的计算公式,利用推导的计算公式对七组具有相同整体配筋率、不同AFRP筋与钢筋面积比的混合配筋构件的抗弯承载力及开裂弯矩进行了分析,并进行了试验验证。研究表明:用AFRP筋代替部分普通钢筋,对混合配筋混凝土构件的抗弯极限承载力以及开裂弯矩都会有影响,当混凝土中配置的筋材整体配筋率相同时,构件的极限抗弯承载力随着AFRP筋与钢筋的配筋比的增加而逐渐提高,但是开裂弯矩随着其配筋比的增大而呈减小的趋势。混合配筋混凝土构件能有效的提高构件的极限抗弯承载力,但是对构件的抗裂性能没有提高。混合配筋构件可应用于对构件抗裂性能要求不高,但对极限抗弯承载力要求较高的结构中。     

混合配筋活性粉末混凝土剪力墙的抗震性能

为形成一种兼具良好耗能能力和可恢复性的配筋混凝土剪力墙结构,提出了一种由普通钢筋和碳纤维增强复合材料(CFRP,Carbon Fiber Reinforced Polymers)混合配筋的超高性能活性粉末混凝土(RPC,Reactive Powder Concrete)剪力墙结构体系.利用非线性有限元软件DIANA,建立了用以分析配筋混凝土剪力墙抗震性能的非线性有限元模型,并以文献试验结果验证了分析模型的适用性.基于所建立的模型,对不同配筋形式普通混凝土和活性粉末混凝土剪力墙的抗震性能进行了分析.结果表明:就所分析的构件参数及工况而言,由于RPC材料具有更好的延性,使得钢筋RPC剪力墙的延性系数较普通钢筋混凝土剪力墙提高了42%;与普通钢筋混凝土剪力墙相比,墙肢配置CFRP筋、暗柱配置普通钢筋的混合配筋RPC剪力墙的耗能能力提高了51%,延性系数提高了30%,自复位能力系数提高了25%.验证了所提混合配筋RPC剪力墙结构体系良好的综合抗震性能.混合配筋剪力墙墙肢内CFRP纵向钢筋的配筋率宜为暗柱内纵向普通钢筋配筋率的0.5～1.0.