地铁隧道衬砌管片承载力试验及计算方法

对3片1∶1衬砌管片进行了承载力试验,分析了试验加载方式和配筋率对钢筋混凝土衬砌管片破坏机理、极限荷载的影响。试验结果表明,轴力作用可以有效提高衬砌管片的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载;衬砌管片屈服荷载和极限荷载随配筋率的提高而提高,但提高幅度不大,而配筋率的提高对开裂荷载基本无影响。根据衬砌管片偏心受压破坏模式,给出了衬砌管片偏心受压承载力实用计算公式。     

高铁隧道大直径盾构钢纤维混凝土管片设计和优势简析

为提高钢筋混凝土管片的抗裂性能和服役寿命,本文依托望京高铁隧道大直径盾构研究项目阐述盾构钢纤维钢筋混凝土管片的结构设计,通过对比钢纤维钢筋混凝土管片和钢筋混凝土管片的设计结果和成本优势,得出增加钢纤维减少钢筋用量不但降低成本,而且减小混凝土裂缝宽度达26%,提升管片耐久性.钢纤维钢筋混凝土管片设计在国内是个创新,可为地下轨交建设钢纤维混凝土预制管片一类工程的实际应用提供理论支持.     

CFRP加固钢筋混凝土梁抗裂性的理论及实验研究

采用试验研究与理论分析相结合的方法对CFRP布加固预裂钢筋混凝土梁的抗裂性能进行了相关研究.探讨了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下裂缝的发展规律以及裂缝发展的影响因素;得到了CFRP布加固钢筋混凝土梁在短期荷载作用下的平均裂缝宽度与最大裂缝宽度之间的近似关系式.可为修订CFRP加固技术规程,完善加固设计方法,拓展加固技术提供参考.     

钢筋混凝土梁斜截面抗裂简化计算方法

在钢筋混凝土梁斜截面抗裂计算理论模式基础上，结合国内外大量试验研究资料、分析了截面高度、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率、跨高比和剪跨比等因素对钢筋混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律，提出了物理概念明确、形式简捷的集中荷载钢筋混凝土梁斜截面抗裂简化计算公式。     

钢筋混凝土梁斜截面抗裂简化计算方法

在钢筋混凝土梁斜截面抗裂计算理论模式基础上，结合国内外大量试验研究资料，分析了截面高度混凝土强度，纵向受拉钢筋配筋率，跨高比和剪跨比等因素对钢筋混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律，提出了物理概念明确，形式简捷的集中荷载钢筋混凝土梁斜截面抗裂简化的计算公式。     

CFRP加固钢筋混凝土双向板抗裂性分析

对简支条件下受均布荷载作用的CFRP布加固钢筋混凝土双向板进行了试验研究,并对其抗裂性能进行了理论分析,以Gergely和Nawy-Orenstein等人提出的钢筋混凝土双向板裂缝计算公式为基础,提出了正常使用阶段CFRP布加固钢筋混凝土双向板的最大裂缝宽度计算模型。计算结果表明,理论计算结果与试验值吻合较好,计算模型具有较好的精度。     

钢纤维砼预应力连续叠合板抗裂度及裂缝宽度研究

通过三组钢纤维混凝土预应力连续叠合板的试验研究 ,分析了钢纤维对提高叠合板的抗裂度及减小裂缝宽度的显著作用 ,论证了钢纤维混凝土叠合板有比普通混凝土叠合板更优的正常使用性能 ,并以试验研究为基础 ,提出了抗裂度的计算公式 .     

HRB400E钢筋混凝土梁柱边节点的抗剪性能

为研究配置HRB400E钢筋混凝土梁柱边节点的抗剪性能,以混凝土强度、水平纵筋锚固方式、梁纵筋配筋率为主要研究参数,采用正交试验法设计了9个试件并完成了梁柱边节点的抗剪试验。试验结果表明:试件多发生梁端弯曲和核心区剪切破坏,但采用弯折锚固方式可有效减少节点核心区裂缝数量;在本文3个研究参数中,混凝土强度对初裂时节点核心区剪切变形影响最大,混凝土强度等级越高初裂阶段的节点剪切变形角越小;水平纵筋锚固方式对极限状态时节点核心区剪切变形影响最大,当采用90°弯折锚固方式时节点的剪切变形角最小;梁纵筋配筋率对节点水平剪力影响最大,配筋率越大节点水平剪力越大。采用正交试验原理结合极差、方差数理统计理论对梁柱边节点抗剪性能影响参数进行分析可梳理出各因素的主次关系和变化趋势。     

改善钢筋混凝土大偏心节点抗裂性能的试验研究

通过五榀钢筋混凝土梁柱偏心节点试件在低周反复荷载下的试验研究，探讨了不同梁端水平加腋宽度对节点核芯区抗裂性能的改善程度，提出偏心节点抗裂度计算的建议公式。并与试验结果对比，二者吻合较好。     

预应力活性粉末混凝土梁斜截面抗裂性能试验

为研究预应力技术对ＲＰＣ梁斜截面抗裂性能的影响,对３根预应力ＲＰＣ工字梁及１根非预应力ＲＰＣ工字梁进行单点加载下的斜截面抗裂性能试验。分析了预应力度及剪跨比对预应力ＲＰＣ梁斜截面开裂裂缝形态、主斜裂缝倾角及宽度、主斜裂缝投影长度的影响,探讨了预应力度及剪跨比等因素对预应力ＲＰＣ梁斜截面开裂荷载的影响规律,并建立了预应力ＲＰＣ梁斜截面抗裂强度计算公式。研究表明：预应力的施加可以有效提升ＲＰＣ梁的斜截面开裂荷载,但这种有利作用会随剪跨比的增加而降低;预应力可改变ＲＰＣ工字梁的初始斜裂缝形态、减小主斜裂缝的倾角,但其对主斜裂缝投影长及主斜裂缝最终宽度影响不大。     

细晶粒高强钢筋混凝土梁受弯性能试验与参数分析

为研究配置了细晶粒高强钢筋混凝土梁的受弯性能,制作了HRBF400、HRBF500级钢筋混凝土矩形截面梁各4根进行静力抗弯试验.研究表明HRBF筋混凝土梁在短期荷载作用下的最大裂缝宽度实测值满足规范要求,但计算值不满足.HRBF400级钢筋混凝土梁在正常使用条件下的挠度能满足规范要求,HRBF500级钢筋混凝土梁不能够满足规范要求.推导了HRBF筋混凝土梁在裂缝/挠度控制条件下的承载力计算公式,提出了构件承载力利用系数的概念,分析了钢筋强度、钢筋直径、混凝土强度、配筋率、混凝土保护层厚度、高跨比对构件承载力利用系数的影响.在经济配筋率范围内,HRBF筋混凝土梁的延性基本满足要求.HRBF筋混凝土梁的耗能能力在较低配筋率时与普通钢筋混凝土梁相近,但随着配筋率的提高,其耗能能力较普通钢筋混凝土梁降低的快.同配筋率下,HRBF筋混凝土梁在弹性阶段的耗能能力较普通钢筋混凝土梁要高,且随着配筋率的增大而提高.     

基于超短栓钉的钢-超薄UHPC组合桥面性能

为了满足对自重敏感的大跨桥梁钢桥面的翻修与加固需求,提出采用超短栓钉作为连接件的钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构（简称“新超薄体系”）. 通过钢-超薄UHPC组合板负弯矩试验,研究关键设计参数对超薄UHPC层抗裂性能的影响. 试验结果表明：当UHPC最大裂缝宽度小于0.15 mm时,裂缝宽度的增长近似呈线性,在钢筋屈服以后,裂缝宽度迅速增大;配筋率和钢筋直径对名义开裂应力的影响较大. 基于试验结果,分析已有的裂缝宽度计算公式,确定钢-超薄UHPC组合板裂缝宽度的建议计算公式. 以某特大跨径悬索桥为工程背景,进行整体和局部有限元分析,论证了方案应用于实际工程的可行性. 计算结果表明：钢-超薄UHPC组合桥面的自重与常规60 mm厚的钢桥面铺装基本持平,主缆和吊索内力变化小于3.0%;钢桥面（OSD）各典型疲劳细节的应力幅值降低了10.1%~52.0%,且均小于200万次疲劳强度;UHPC层中最大拉应力为8.4 MPa,远小于试验得到的名义开裂应力.     

Influence of Superplasticizers on Strength and Shrinkage Cracking of Cement Mortar under Drying Conditions

The effects of polynaphthalene series superplasticizers（PNS） with a low content of sodium sulfate （H-UNF）,with a high content of sodium sulfate（C-UNF） and polycarboxylate type superplasticizer （PC） on strength and shrinkage cracking of cement mortar under drying conditions were investigated by means of multi-channel ellipse ring shrinkage cracking test, free shrinkage and strength test. The general effect of PNS and PC is to increase the initial cracking time of mortars, and decrease the cracking sensitivity of mortars. As for decreasing the cracking sensitivity of mortars, PC〉H-UNF〉C-UNF. To incorporate superplasticizers is apparently to increase the free shrinkage of mortars when keeping the constant w/b ratio and the content of cement pastes. As for the effect of controlling the volume stability of mortars, PC〉C-UNF〉H-UNF. Maximum crack width of mortars containing PC is lower, but the development rate of maximum crack width of mortars containing H-UNF is faster in comparison with control mortars. The flexural and compressive strengths of mortars at 28-day increase with increasing superplasticizer dosages under drying conditions. PC was superior to PNS in the aspect of increasing strength.     

UHPC梁开裂弯矩和裂缝试验

为研究超高性能混凝土梁的开裂弯矩和裂缝特征及评估现有规范公式计算超高性能混凝土梁开裂弯矩和裂缝宽度的适用性,进行了8根超高性能混凝土T形简支梁的受弯性能试验,观察试验梁的开裂弯矩和裂缝发展．试验结果表明:预应力水平对开裂荷载影响较大;超高性能混凝土梁的弯曲裂缝细而密,加载初期最大裂缝宽度发展较慢,纵筋屈服后最大裂缝宽度发展明显加快;利用现有规范公式计算超高性能混凝土梁开裂弯矩和最大裂缝宽度过于保守．在现行规范公式的基础上引入抗裂影响系数和裂缝修正系数,给出了超高性能混凝土梁开裂弯矩和最大裂缝宽度的建议公式,建议公式的计算值和试验值吻合良好．     

影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力因素分析

利用正交试验设计法、规范方法对影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力的各因素进行分析,考虑的因素包括混凝土强度等级、高宽比、横向钢筋配筋率,得出了各种影响因素的重要程度。影响钢筋混凝土剪力墙抗剪承载力最敏感的因素是高宽比,混凝土强度次之,横向钢筋配筋率影响最小。随着高宽比的增大,混凝土强度等级的提高剪力墙抗剪承载力呈上升趋势。由于钢筋混凝土低剪力墙中水平钢筋对抗剪承载力的作用有限,当其抗剪承载力不足时,应主要通过调整截面尺寸或提高混凝土强度等级来满足抗剪承载力的要求。     

带ECC底板的装配式梁受弯性能及损伤分析

为改善目前装配式叠合梁常存在后浇区易开裂、构件延性较差、易损伤等缺点,将工程水泥基复合材料(ECC)应用于叠合梁的底板及后浇区,进行了11个梁试件的纯受弯试验.研究该种试件受弯性能及ECC板厚度、钢筋连接方式、配筋率等因素对其受弯性能的影响;分析其特征点的承载力与位移,测量试件的裂缝宽度及其发展趋势并分析损伤演化规律.结果表明:带有ECC底板和后浇拼缝的装配式梁比普通混凝土梁开裂、屈服、极限状态下的荷载及位移及试件延性均有提高,且ECC底板越厚,提高作用越显著;采用套筒或环箍-插筋的方式均可有效传递钢筋应力;采用带ECC底板的装配式梁可有效控制纯受弯区裂缝宽度,且其破坏时损伤指数更大.其在损伤严重时仍可承受荷载,适合应用于装配式结构的关键节点.     

预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁抗裂性能分析

为开展预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）布加固混凝土受弯构件时对正截面裂缝影响的研究,设计制作了配筋率不同的2组共计8根试验梁。在承受40％极限荷载的基础上利用预应力CFRP 布对试验梁正截面进行加固,并完成其静载试验,获得混凝土受弯构件在前期加载和加固后的二次受力过程中弯曲段裂缝分布、裂缝宽度和高度的试验数据。在试验数据的基础上,通过理论分析,提出了与《混凝土结构设计规范》相协调的预应力 CFRP 布加固负载混凝土梁弯曲段裂缝平均间距和最大裂缝宽度的计算公式。研究结果表明：二次受力过程中,预应力 CFRP 布能有效抑制裂缝的开展,且随着预拉应力的增加,裂缝平均间距和裂缝宽度均减小。     

考虑粘结滑移的RC非锚固区段平均本构关系

根据静力平衡和变形协调,针对受拉裂缝处钢筋的不同应力阶段分别考虑粘结强度变化和裂缝宽度发展的影响,推导了钢筋混凝土结构非锚固区段在粘结滑移作用下的平均应力-应变关系。应用平均平均本构关系对典型的钢筋混凝土梁试验进行非线性模拟,并与试验结果进行对比,分析表明：采用平均本构关系考虑钢筋混凝土非锚固区段粘结滑移作用的分析模型,可以获得与试验相近的计算结果,并能简化非线性分析过程。     

混凝土结构碳化寿命的时变可靠度分析

在一般大气环境下,混凝土结构的耐久性问题主要是由于碳化引起的钢筋锈蚀问题.碳化造成混凝土结构从新建到最终失效破坏过程包括:混凝土中钢筋开始发生锈蚀;混凝土保护层开始出现顺筋裂缝;裂缝宽度达到不容许值或混凝土保护层锈胀剥落等三个阶段.采用拟Monte-Carlo随机模拟方法,计算了以上述三个状态作为极限我状态所对应的时变失效概率,计算结果令人满意.该方法可以应用于混凝土结构受钢筋腐蚀破坏的耐久性寿命预测中.