考虑多影响因素的配筋UHPC梁裂缝宽度计算方法

为建立适用于配筋超高性能混凝土(UHPC)梁的裂缝宽度计算方法，对8片UHPC-T形梁开展了四点抗弯试验，分析钢纤维体积分数、配筋率及保护层厚度对裂缝宽度的影响规律.基于钢筋-UHPC协同受力和变形协调机理，采用半理论半经验法构建了能综合反映多影响因素的最大裂缝宽度计算公式，并提出了适用于UHPC梁的钢筋应力、应变不均匀系数及平均裂缝间距计算方法.结果表明：在试验范围内，裂缝宽度随纤维体积分数、配筋率的提高而减小，随保护层厚度增加而增大；UHPC梁的钢筋应变不均匀程度大于普通混凝土梁；平均裂缝间距计算值与文献实测值最大相对误差为11.17%,最大裂缝宽度计算值与实测值、文献实测值之比的均值分别为1.02、1.01,变异系数分别为0.05、0.12,表明所提出公式可准确计算配筋UHPC梁的最大裂缝宽度.     

普通/钢纤维混凝土混合配筋梁裂缝和挠度计算分析

为了研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与普通钢筋混合配筋混凝土梁(以下简称“混合配筋梁”)的受弯性能,选取普通混凝土和钢纤维混凝土,设计制作8根混合配筋梁和5根纯钢筋/GFRP筋梁。通过受弯试验,重点探讨普通/钢纤维混凝土混合配筋梁的平均裂缝间距、短期最大裂缝宽度和跨中挠度等的变化。同时,基于混合配筋梁的相关计算理论,考虑钢纤维特性和受拉区混凝土抗拉强度,给出适用于普通/钢纤维混凝土混合配筋梁的平均裂缝间距、短期最大裂缝宽度以及跨中挠度的建议计算公式。结果表明：在相同条件下,混合配筋梁的裂缝宽度和挠度发展速度稍快于普通钢筋梁,但明显慢于纯GFRP筋梁;采用钢纤维混凝土可显著抑制裂缝发展并且提高梁的刚度;建议的混合配筋梁的平均裂缝间距、短期最大裂缝宽度以及跨中挠度的预测值与实测值吻合较好。     

CFRP布加固混凝土梁的裂缝分析与计算

根据传统的钢筋混凝土裂缝宽度计算理论,对CFRP布加固混凝土梁的裂缝宽度计算方法进行了分析研究.提出了考虑CFRP布加固影响的正常使用阶段裂缝间距、钢筋应力和钢筋应力不均匀系数的计算公式,在此基础上按混凝土梁的裂缝宽度计算方法,给出了CFRP加固混凝土梁的裂缝宽度计算公式.计算与试验结果吻合较好,且与传统的钢筋混凝土梁的裂缝宽度计算公式统一,可作为实际工程应用参考.     

混凝土薄壁箱梁变形与裂缝试验研究与分析

在混凝土薄壁箱梁模型抗弯性能全过程试验研究的基础上,重点分析了混凝土薄壁箱梁抗弯挠度变形与裂缝分布规律.通过试验证实了混凝土薄壁箱梁在正常使用极限状态下,最大裂缝宽度和跨中挠度均满足规范要求,其开裂弯矩按GB50010-2002规范公式计算与实测值吻合良好;将混凝土薄壁箱梁截面等效为工字型截面,其平均裂缝间距、最大裂缝宽度和跨中挠度验算,按GB 50010-2002规范或JTGD62-2004规范公式进行验算均与实测值吻合良好;考虑翼缘宽度折减后,其计算结果更加接近实测值,但相差在5%以内,在实际工程设计中可以不考虑其影响.图5,表3,参12.     

钢筋混凝土梁裂缝分布受保护层厚度影响试验研究

通过12根保护层厚度不同的钢筋混凝土梁试验,量测了正常使用各级荷载下受拉区内不同高度梁侧面处的裂缝间距与裂缝宽度.分析了混凝土保护层厚度变化对平均裂缝间距和平均裂缝宽度的影响规律.结果表明:底面至侧面1.5as范围内,平均裂缝间距和平均裂缝宽度随保护层厚度c的增加而增加.确定了裂缝宽度最大值的出现位置:c=60～70 mm时在粱底面;c=40～50 mm时在梁底面,但梁腹处裂缝也有一定宽度;c=20～30 mm时在梁腹.研究了保护层厚度不同的钢筋混凝土梁受拉区范围内不同高度处与钢筋重心水平对应的混凝土侧表面裂缝宽度之间的比值关系,通过理论分析与试验数据拟合,提出了该比值的计算方法,比较结果表明计算值与实测值吻合较好.     

冻融后预应力混凝土受弯构件最大裂缝宽度研究

试验研究了5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的力学性能. 通过对实验过程的分析及得到的荷载-挠度曲线,研究遭受冻融作用后预应力混凝土受弯构件使用阶段最大裂缝宽度随冻融次数的变化规律,参考规范法,将试验得到的最大裂缝宽度值与理论计算值进行对比,从而建立反映冻融影响的预应力混凝土受弯构件的最大裂缝宽度计算公式,在计算遭受冻融作用后的预应力混凝土受弯构件的最大裂缝宽度时,受力特征系数取1. 8更为合适. 这一结果为我国寒区的预应力混凝土结构的变形验算提供了参考.     

有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪承载力试验研究

为揭示有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪性能,通过11根预应力超高强混凝土梁和4根预应力普通混凝土梁受剪性能试验,对比分析了不同参数对试验梁的破坏形态、荷载-挠度曲线、承载能力和钢筋应变的影响.结果表明:预应力超高强混凝土梁的破坏形态与预应力普通混凝土梁相似,且预应力超高强混凝土梁具有更好的刚度、承载能力和剪切延性.增大剪跨比和箍筋间距均可降低极限承载力,另外,当预应力度大于0.34时,提高预应力度对极限承载力才有积极贡献.建立了有腹筋预应力超高强混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.此外,利用现行规范(GB 50010-2010)计算有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪承载力的计算结果离散性较大,计算结果不稳定.     

预应力钢骨混凝土受弯构件承载力计算

针对预应力钢骨混凝土结构的试验和理论研究还存在差异的问题,研究了预应力钢骨混凝土受弯构件的受力性能,介绍了现有技术条件下预应力钢骨混凝土构件的施工方法,根据其截面形式和受力特点,分析构件在极限状态下的主要破坏模式及受压区混凝土高度范围.针对不同的破坏模式建立中和轴经过钢骨腹板的预应力钢骨混凝土梁的极限抗弯承载力计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较,两者吻合较好.     

正常使用状态下HRB500钢筋昆凝土梁受弯性能试验

对8根HRB500高强钢筋混凝土梁以及2根普通钢筋混凝土梁受弯性能进行了对比试验,分析了试验梁的裂缝分布、短期最大裂缝宽度以及挠度的变化情况.结果表明:2种钢筋混凝土梁的受弯性能和挠曲模式基本相同;正常使用极限状态下的平均裂缝间距、跨中挠度实测值与按GB50010-2002<混凝土结构设计规范>中平均裂缝宽度与短期刚度...     

配置表层钢筋的混凝土梁裂缝宽度计算方法

为了研究配置表层钢筋的混凝土梁的开裂性能,对8根配置500 MPa钢筋的矩形混凝土梁进行了受弯性能试验.试验结果表明,在构件的混凝土保护层中配置表层钢筋能使平均裂缝问距减小30%～50%,使短期最大裂缝宽度减小29%～70%.根据试验结果,分析了表层钢筋对混凝土梁平均裂缝间距和平均裂缝宽度的影响规律,并在我国规范GB 50010-2002裂缝宽度计算模式的基础上,提出了考虑表层钢筋的短期最大裂缝宽度计算公式.根据所提出公式计算的结果能够较好地与试验结果吻合.     

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。     

地基梁配筋设计方法研究

采用非线性钢筋混凝土有限单元法,同时考虑工作和钢筋混凝土的材料非线性特性,对较多地基梁算例进行了有限元计算,得出地基梁和位移随钢筋用量的变化规律,并根据该规律指出地基梁可不进行承载能力极限状态计算,钢筋用量由正常使用极限状态允许裂缝宽度来确定的概念,给出了地基梁裂缝宽度计算公式,形成了新的地基梁配筋设计方法.     

HRB600级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究配置HRB600级钢筋混凝土梁的抗弯性能，文章设计制作12根不同配筋率的HRB600级钢筋、C50混凝土梁，采用三分点静力加载的方式，对试件的破坏形态、钢筋强度设计值取值、极限承载力、跨中挠度及裂缝宽度等进行试验研究。结果表明，配置HRB600级钢筋混凝土梁的受力形态、破坏模式与普通钢筋混凝土梁相同，其极限承载力仍然可以按照相关规范公式进行计算；建议对于受弯构件，HRB600级钢筋的屈服强度标准值取600 MPa,抗拉强度设计值取520 MPa,抗压强度设计值取435 MPa;对比跨中挠度实测值与相关规范计算值，发现两者在正常使用阶段吻合良好；试件实测最大裂缝宽度值比相关规范计算值大，在此结果基础上提出最大裂缝宽度调整系数k,对短期荷载作用下最大裂缝宽度计算公式进行修正，调整后得到的计算值与实测值吻合度较高。     

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.     

部分预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的计算

在分析52根部分预应力混凝土受弯构件的试验资料的基础上,探讨了其裂缝宽度计算的主要参数:平均裂缝间距、裂缝截面处纵向受拉钢筋应力及其不均匀系数和最大裂缝宽度扩大系数等,提出了部分预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的计算公式.建议的计算公式物理概念明确,计算简单,计算值与试验结果符合较好.     

型钢轻骨料混凝土构件钢骨翼缘临界宽度比计算

对型钢轻骨料混凝土(SRLC)构件斜截面抗剪承载力计算模型进行分析,研究钢骨翼缘临界宽度比计算公式和相关影响因素.考虑型钢和轻骨料混凝土界面之间的粘结作用,建立剪切粘结破坏模式下的抗剪承载力.根据剪切粘结破坏和斜剪破坏抗剪承载力相等,推导钢骨翼缘临界宽度比计算公式,结合试验结果对临界宽度比的有效性进行验证.结果表明:当钢骨翼缘宽度比小于临界宽度比时,剪切破坏模式由斜剪破坏控制;反之,由剪切粘结破坏控制;混凝土强度对临界翼缘宽度比的影响最大.给出的钢骨翼缘临界宽度比计算公式可用于型钢轻骨料混凝土梁剪切破坏模式判别和抗剪承载力预估.     

部分充填混凝土-钢箱连续组合梁裂缝特征

对5根部分充填混凝土-钢箱连续组合梁进行静力加载试验,研究组合梁在负弯矩作用下的混凝土面板的裂缝开裂和发展特征.根据试验结果与理论分析,综合考虑力比、栓钉间距对部分充填混凝土-钢箱连续组合梁裂缝特征的影响,对比负弯矩区裂缝宽度试验值与各文献计算值.结果表明:力比对裂缝最大宽度的影响较大,栓钉可引起次生裂缝的产生,故应将力比及栓钉连接件的间距作为部分充填混凝土-钢箱组合梁中支座区最大裂缝宽度计算的重要参数.     

双钢筋混凝土梁裂缝分布的试验研究与分析

通过对比12根冷轧带肋和冷拔钢丝双钢筋混凝土梁的试验研究,证明了采用双钢筋技术可以改善梁的裂缝分布,减小裂缝宽度,便于高强钢材的发挥,通过分析该类梁在正常使用状态下裂缝分布规律,提出了双钢筋混凝土梁平均裂缝间距的计算公式,使计算裂缝宽度更加符合实测值.图5,表2,参8.     

浅谈钢筋混凝土受弯构件承载力计算及裂缝控制验算

混凝土结构的极限状态设计应包括:承载能力极限状态和正常使用极限状态。受弯构件的承载能力计算主要由正截面弯矩承载力控制。受弯构件的正常使用极限状态验算包括:裂缝控制和挠度验算。挠度验算与受弯构件的配筋率无关,故该文只讨论裂缝控制验算。在工程设计中,应用软件中梁配筋计算有按受力配筋或按裂缝配筋两种选项。该文以常用的工程条件,应用简化公式计算最大裂缝宽度允许弯矩及正截面承载弯矩,比较按受力配筋及按裂缝配筋的区别,并得出结论。     

无黏结预应力混凝土梁短期裂缝试验

通过八根无黏结预应力混凝土梁和两根普通混凝土梁的短期裂缝试验,研究了配置HRBF500钢筋的无黏结预应力混凝土梁的裂缝间距和宽度,并对"混凝土结构设计规范GB50010—2010";裂缝计算公式的适用性进行了评析.研究表明:规范GB50010的裂缝计算模式对配HRBF500钢筋的无黏结预应力混凝土梁仍适用,但按规范GB50010计算的平均裂缝宽度和最大裂缝宽度总体上比试验值偏大,计算值与试验值之比平均分别为1.333和1.403.根据试验结果,建议将裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数αc和短期裂缝宽度扩大系数τs调整为0.58和1.54,调整后的计算值与试验值符合较好.