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。     

高强钢筋高强混凝土预应力梁抗弯性能试验研究

通过对12根高强钢筋高强混凝土预应力梁的抗弯试验,观测试验梁的破坏现象和失效过程,研究混凝土强度等级、非预应力高强钢筋配筋率、预应力钢筋配筋率等因素对其抗弯性能的影响规律.试验结果表明,高强钢筋高强混凝土预应力适筋梁破坏过程包括开裂前阶段、带裂缝工作阶段和钢筋屈服后直至失效3个阶段,各阶段破坏模式与普通钢筋混凝土梁受弯破坏相似,均为延性破坏.混凝土强度等级以影响钢筋屈服后的抗弯性能为主,高强度等级混凝土试验梁的后期承载力下降较小.非预应力筋配筋率显著影响试验梁开裂后的抗弯性能,即相同变形时,配筋率越高承载力越高.相同张拉控制应力条件下,预应力筋配筋率越高开裂弯矩越大;相同弯矩作用下,预应力配筋率越高变形越小,其极限承载力也越高.     

高强钢筋高强混凝土预应力梁短期刚度研究

通过对12根足尺高强钢筋高强混凝土预应力梁的抗弯性能试验,分析了现有规范刚度计算公式的适用性以及换算配筋率、混凝土强度等级等因素对梁短期刚度的影响.研究结果表明,梁的短期刚度随换算配筋率的增大、混凝土强度等级的提高而增强;中美混凝土规范刚度计算公式对于高强钢筋高强混凝土预应力梁仍然适用.试验研究结果可为高强钢筋高强混凝土预应力梁在实际工程中的应用提供参考依据.     

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.     

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.     

层布式聚乙烯醇纤维混凝土梁抗弯性能试验研究

将聚乙烯醇纤维混凝土布置在钢筋混凝土梁受拉区,设计了12根层布式聚乙烯醇纤维钢筋混凝土梁,改变纤维体积率、纤维层厚度、混凝土强度等级、截面配筋率、受拉钢筋强度等级5个影响因素,设计了5组对比试验,分别对12根试验梁做抗弯性能试验,以判断层布式纤维混凝土梁的抗弯性能。     

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.     

双筋矩形RC梁配筋设计影响因素及变化规律研究

依据钢筋混凝土双筋矩形梁正截面受弯承载力计算原理与方法,介绍了双筋矩形RC梁两侧钢筋均未知时配筋设计的计算方法以及适用条件,进一步阐述了影响配筋设计的主要因素有:构件的截面尺寸、材料的强度等级以及构件的受力。通过工程实例对配筋设计的计算方法及各影响因素下配筋面积的变化规律,进行逐一研究。研究结果表明:配筋设计采用近似计算与真实计算的方法,所得结果较为一致;梁截面高度、钢筋及混凝土强度等级、构件上作用弯矩的大小变化,都将引起配筋面积发生改变,且变化趋势及变化幅度不同;当影响因素取值在一定范围内时,对受压区配筋面积无影响,对受拉区配筋面积影响较大。     

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.     

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。     

钢筋高强混凝土框架柱轴压比限值的确定方法

为保证钢筋高强混凝土框架柱满足延性需求,采用偏心受压构件界限破坏理论,根据截面力的平衡和变形协调关系,推导出普通配筋截面柱的轴压比限值计算公式。在此基础上,分析混凝土强度、钢筋强度、配箍率、配筋率、密集纵筋芯柱等因素对轴压比限值的影响,提出能反映上述变化参数作用时的钢筋高强混凝土柱轴压比限值计算方法。研究成果为钢筋高强混凝土柱设计提供了理论依据。     

带混凝土边缘构件的配筋砌体剪力墙抗弯性能的有限元分析

采用有限元方法,使用ANSYS有限元分析软件,研究混凝土边缘构件截面、配筋率及墙片轴压比、高宽比对配筋砌体剪力墙的影响,得到边缘构件对配筋砌体剪力墙的抗弯能力有较大的提高,使得墙片的延性有很好的改善.工程中可以较好的发挥其作用.     

GFRP加固混凝土梁的抗弯承载力参数分析

对采用 FRP片材抗弯加固的钢筋混凝土梁 ,进行正截面弯矩 -曲率分析 ;对抗弯承载力参数进行分析 ,提出对加固梁抗弯承载力设计方法的建议 .分析结果表明 ,加固量、FRP片材的弹性模量和强度、混凝土强度 ,以及梁的配筋率对抗弯承载力有较大影响 .用 FRP片材对低配筋梁进行抗弯加固效果明显 ,但必须考虑抗弯加固所导致的脆性破坏 .     

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.     

断裂力学方法分析钢筋混凝土的抗裂度

采用断裂力学的方法,通过有限元分析,提出钢筋普通砼和钢筋陶粒砼受弯构件抗裂度计算公式。该方法全面考虑了砼强度等级、配筋率、受拉钢筋位置、试件尺寸效应对钢筋应力的影响,对大尺寸试件用Weibull尺寸效应反映,既考虑截面高度又考虑截面宽度的影响,计算更为合理。用此抗裂度计算公式对33根梁的计算结果与试验符合良好。本文公式不仅能解决一般受弯构件的抗裂度计算问题,同时可对带有较大显著裂缝(包括构造缝)的剩余截面进行抗裂度计算。     

单筋矩形截面梁正截面设计时截面尺寸的初拟

本文综合考虑了常见截面尺寸及其配筋情况下 ,钢筋及砼强度等级、钢筋配筋率、截面高宽比、截面的有效高度等因素的经验取值 ,从而建立了设计弯矩与截面高度 ( h)间近似单一的关系 ,从而可快速地初拟截面尺寸 ,既简便又实用 ,避免了盲目试算 ,对初步涉及或者即将涉及工程实践的有关人员 ,特别是在校学生有极大的帮助     

钢筋与FRP筋混杂配筋混凝土梁的抗弯性能

为了在试验基础上研究钢筋与纤维增强复合材料(fibre reinforced plastic,FRP)筋混杂配筋梁的抗弯性能,运用有限元软件ABAQUS对已有混杂FRP筋试验梁进行建模和非线性分析,研究了FRP筋种类、混凝土强度、等效配筋率等因素的影响.基于有限元结果拟合出了适筋破坏时混杂FRP筋梁的FRP筋应力表达式和承载力计算公式,并运用已有试验数据验证其正确性.结果表明:等效配筋率对混杂FRP筋梁的承载能力和变形性能影响最为显著,其次为FRP筋种类;混凝土强度对承载力有一定的影响,但对刚度影响较为有限;FRP筋应力表达式能较准确计算混杂FRP筋梁抗弯承载力.     

方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能有限元分析

基于一榀两跨三层方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的低周往复荷载试验,应用ABAQUS软件建立相应的有限元模型并对模型正确性进行了验证,利用该模型研究了轴压比、核心混凝土强度等级、钢管屈服强度、左右侧梁高比以及柱截面宽厚比对方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能的影响。结果表明,方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构的设计符合“强柱弱梁,强节点弱构件”的抗震设计原则;当轴压比大于0.6时,框架结构延性明显变差;当核心混凝土强度等级提高至C50后,框架结构的承载力主要取决于钢管强度;随着钢管屈服强度的提高,框架结构的峰值荷载和破坏荷载均不断增大;左右侧梁高比的变化对框架结构的侧向承载力和弹性阶段的受力情况均有影响;框架结构的刚度和承载力均随柱截面宽厚比的增大而逐渐减小。     

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.     

钢筋与 FRP 筋混杂配筋混凝土梁的抗弯性能

为了在试验基础上研究钢筋与纤维增强复合材料(fibre reinforced plastic, FRP)筋混杂配筋梁的抗弯性能, 运用有限元软件 ABAQUS 对已有混杂 FRP 筋试验梁进行建模和非线性分析, 研究了 FRP 筋种类、混凝土强度、等效配筋率等因素的影响. 基于有限元结果拟合出了适筋破坏时混杂 FRP 筋梁的 FRP 筋应力表达式和承载力计算公式, 并运用已有试验数据验证其正确性. 结果表明: 等效配筋率对混杂 FRP 筋梁的承载能力和变形性能影响最为显著, 其次为 FRP 筋种类; 混凝土强度对承载力有一定的影响, 但对刚度影响较为有限;