不同配筋形式矩形截面钢筋混凝土梁的弯曲性能及损伤机制的试验研究

采用四种不同配筋率和两种不同配筋形式,进行了8根钢筋混凝土梁的四点弯曲试验,探究了不同配筋率和配筋形式下钢筋混凝土梁的弯曲性能及损伤机制.试验结果表明,钢筋与混凝土粘结面积更大的配筋形式可以增加试验梁的平均裂缝密度,降低裂缝宽度,让裂缝发展导致的刚度衰减更为均匀.相同配筋率条件下粘结面积更大的配筋形式可以大幅减小试验梁破坏时的跨中挠度,但对于较高配筋率的试验梁,过高的粘结应力可能产生脆性的斜截面破坏.随着配筋率的增长,梁抗弯极限荷载明显提高,剪跨区的斜裂缝发展逐渐占据主导.     

配筋对混凝土动态特性的影响

采用一级轻气炮驱动飞片撞击实验技术,对3种不同配筋率下的钢筋混凝土靶板进行了动力冲击压缩实验,测得不同冲击速度下的应力-时程曲线. 通过Lagrange分析方法对实验数据进行处理,分析了配筋及配筋率对材料性能的影响. 结果表明:在强冲击载荷作用下,配筋率的增加提高了整体的抗冲击性能;钢筋的加入在一定程度上降低了混凝土材料的刚度和强度.     

BFRP筋连续配筋混凝土路面的配筋设计

建立BFRP筋连续配筋混凝土路面的均匀温降模型,考虑混凝土材料的干燥收缩以及基层约束作用,推导出裂缝控制指标(裂缝间距、裂缝宽度和筋材应力)的解析解公式,采用有限元方法验证解析解公式的有效性.利用解析法分析BFRP筋的配筋方案及其材料特性对裂缝控制指标的影响,推荐BFRP筋连续配筋混凝土路面的配筋设计指标.研究结果表明:随着配筋率的增大,裂缝间距、裂缝宽度以及筋材应力逐渐减小,相同的配筋率下采用小直径、小间距的配筋方案对控制裂缝更为有利;增大BFRP筋弹性模量、BFRP筋与混凝土的粘结刚度系数可减小裂缝间距和裂缝宽度,但对筋材应力影响轻微;应采取有效的工程措施来提高BFRP筋的弹性模量及BFRP筋与混凝土的粘结刚度系数.在BFRP筋连续配筋水泥混凝土路面的配筋设计中,建议裂缝平均间距限值为2.0 m,裂缝宽度限值为1.0 mm,CRC层配筋率不小于0.6%.     

装配式轻质ALC砌块组装墙板的抗弯性能研究

目的研究装配式新型轻质蒸压加气混凝土砌块配筋组装墙板的抗弯性能.方法对4块蒸压加气混凝土砌块隔墙板进行四分点加载方式的抗弯试验,对比分析不同配筋及拼接方式对隔墙板破坏形式、刚度、挠度和抗弯承载力的影响.结果素墙板发生脆性破坏,配筋墙板发生弯曲破坏;破坏荷载均已超过墙体自重的1.5倍,配筋墙板的抗弯开裂荷载与极限荷载远大于两块素墙板,且配筋率越大,试件抗弯承载力越大,在同级荷载作用下,产生的挠度越小.结论该砌块隔墙板符合平截面假定;试验结果满足《蒸压加气混凝土建筑应用技术规程》(JGJ/T17—2008)要求,并具有安全储备.     

钢纤维混凝土厚承台承载力影响因素分析

在完成30个缩尺模型为1∶5的二桩混凝土和钢纤维混凝土承台试件的试验研究中，通过改变混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋量及配筋方式，观察和记录了不同条件下桩承台裂缝的开展与分布，承台底部中点挠度、侧边混凝土应变和底部受拉钢筋应变，并系统地分析了影响钢纤维混凝土二桩厚承台极限承载力的主要因素。分析结果为进一步研究钢纤维混凝土二桩承台的抗冲切、抗剪及配筋计算提供了试验基础，并为《钢纤维混凝土结构技术规程》的修订提供了背景材料。     

配置500 MPa级钢筋混凝土梁的抗弯延性分析

为分析配置500 MPa级纵筋混凝土梁的抗弯延性性能,对6个混凝土梁试件进行弯曲破坏试验,分析不同混凝土强度和纵筋配筋率对延性性能的影响.结果表明:配置500 MPa级纵筋混凝土梁与400 MPa级纵筋混凝土梁的弯曲破坏形式基本一致;随着混凝土强度等级的增大,梁的抗弯承载力和延性也相应增大;纵筋配筋率的提高会使梁的延性降低;相对于400 MPa级纵筋混凝土梁,在相同的纵筋配筋率及混凝土强度条件下,配置500 MPa级纵筋混凝土梁的抗弯承载力得到明显改善,但其延性会下降.在工程中,可以通过降低纵筋配筋率提高混凝土梁的延性,达到节省钢筋的目的.     

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。     

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。     

网状配筋砖砌体受压构件承载力的计算

本文根据我们所作160余个短柱的试验资料,通过理论分析,较全面地探讨了网状配筋砖砌体在不同配筋率及不同偏心距作用下的受压性能,按概率极限状态设计方法对网状配筋砖砌体受压构件的可靠度作了校准,从而进一步完善了网状配筋砖砌体受压构件承载力的计算。     

冷轧带肋钢筋混凝土受弯构件疲劳性能的试验研究

对不同配筋率的冷轧带肋钢筋混凝土简支标准梁 (5 5 0mm× 1 5 0mm× 1 5 0mm)进行了等幅疲劳荷载试验研究 ,疲劳试验试件 60根 ,试件配筋率分别为 0 % ,0 2 9% ,0 487% ,0 93 4%和1 946% .这批试件的疲劳破坏形式为 :折断破坏、弯拉破坏和剪压破坏 .针对不同的疲劳破坏形式 ,分析了产生不同破坏形式的原因 ,提出了界限配筋率的概念 .受弯构件适当配置冷轧带肋钢筋不仅具有良好的抗裂性能和延性 ,而且其疲劳寿命也有显著的提高 .提出了考虑不同配筋率影响的、可供配筋混凝土路面设计参考的疲劳方程     

桩间距和布桩形式对微型桩受力的影响

建立了独立式、连系梁式及承台式微型桩支护体系模型,探讨了不同布置形式及桩间距下,各类型微型桩体系的受力特性.研究结果表明,相同荷载下承台型微型桩抗滑效果好,其最大桩身弯矩分别为独立式和连系梁式微型桩的1.36倍和1.35倍;梅花形布桩形式下,同类型微型桩的桩身最大弯矩约为矩形布桩形式微型桩的1.02倍;桩间距取1.5~2.0m更有利于微型桩体系抗滑效果的充分发挥;最佳的微型桩布桩形式为承台式微型桩呈梅花形布桩,桩间距为1.5~2.0m.     

配筋混凝土轴向拉伸试验条件下的应力-应变关系研究

混凝土应力-应变关系是混凝土构件承载力、变形分析及裂缝研究的重要参数.本文设计制作了配筋混凝土试件开展配筋混凝土试件轴向拉伸试验,通过分离钢筋与混凝土分别承受的荷载,获得不同配筋率下的混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线,分段拟合得到对应的应力-应变曲线方程,并探讨了配筋率对混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线的影响规律.     

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。     

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.     

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。     

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-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土抗裂性能试验

为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对于配筋混凝土裂缝生发的影响,设计并开展了钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土轴心拉伸试验.通过分析试件裂缝的形成过程、试件的初裂荷载以及平均裂缝宽度,得到不同应力水平下混杂纤维掺量对于基体混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明:掺入混杂纤维可以明显改变有效配筋率在2%以下的混凝土的裂缝形态;混杂纤维能显著提高试件的初裂荷载并且减小试件的平均裂缝宽度;随着钢筋应力的增大,混杂纤维表现出了不同的阻裂效应;在同等纤维体积掺量下,配筋率越大则试件平均裂缝宽度越小.     

不同配筋组合对钢筋混凝土梁弯矩-曲率的影响

以钢筋混凝土梁为研究对象,基于平截面假定通过编制非线性计算程序,计算分析了不同配筋率下单筋钢筋混凝土梁和相同受拉钢筋配筋率下不同数量受压钢筋的钢筋混凝土梁截面的M-φ曲线 。讨论了配筋率和受压钢筋配置对钢筋混凝土梁延性及承载力的影响。     

不同配筋组合对钢筋混凝土梁M-φ曲线的影响

以钢筋混凝土梁为研究对象,基于平截面假定通过编制非线性计算程序,计算分析了不同配筋率下单筋钢筋混凝土梁和相同受拉钢筋配筋率下,不同数量受压钢筋的钢筋混凝土梁截面的M-φ曲线。讨论了配筋率和受压钢筋配置对钢筋混凝土梁延性及承载力的影响。     

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.