钢筋增强ECC-混凝土复合梁受弯性能试验研究

为研究ECC对钢筋混凝土梁受弯性能的改善,对2组不同配筋率的5种不同ECC替代高度率的钢筋增强ECC-混凝土复合梁进行了静力受弯性能试验。测试了试件的开裂荷载,裂缝的开展,各级荷载下的应变,以及试件的极限荷载,验证了平截面假定。研究表明,ECC增强钢筋混凝土复合梁的抗弯承载力高于同配筋率的钢筋混凝土梁,且梁的裂缝细密;当钢筋屈服时,复合梁的裂缝宽度均小于规范的限值;钢筋与ECC、ECC与混凝土黏结良好,可以协调变形,作为整体共同工作。     

ECC梁的力学性能试验研究

研究了PP ECC梁的四点弯曲试验性能,制作了钢筋增强PP ECC梁,钢绞线GFRP筋增强PPECC梁,素PP ECC梁和普通钢筋混凝土梁4组试件。在试验研究中,主要考虑了配筋率、龄期等参数,对比了钢筋增强PP ECC梁、钢绞线GFRP筋增强PP ECC梁、素ECC梁与普通钢筋混凝土梁的弯曲性能,测试了试件的开裂荷载、裂缝的开展、各级荷载下的应变以及试件的极限荷载,验证了平截面假定。结果表明,对不同配筋率的PP ECC梁,配筋率越大,极限承载力增加,但极限变形减小,裂缝宽度的变化不明显。同一配筋率下,PP ECC梁比普通钢筋混凝土梁具有更高的承载力和变形性能,在屈服时刻裂缝宽度可控制在0.1mm以内。     

混凝土受拉特性对抗拔桩受力变形的影响分析

国内外关于抗拔桩的研究主要集中在抗拔桩的承载力方面,而对变形特性研究相对较少。本文根据不同场地的三根抗拔工程桩荷载-位移曲线,绘制"荷载-位移梯度"曲线,发现钢筋混凝土抗拔桩也像水平受荷桩一样存在临界荷载,预应力及混凝土的受拉性能对抗拔桩的受力变形有重要影响。基于混凝土受拉"应力-应变"关系,推导得出钢筋混凝土"受拉模量与应变"的关系,用MATLAB语言编制考虑桩身模量变化的抗拔桩荷载传递分析程序,参数分析表明混凝土标号和配筋率对抗拔桩受力变形有较大影响,考虑钢筋混凝土受拉特性时,抗拔桩的荷载-位移曲线模拟结果与实测更为接近。     

配筋率对全珊瑚海水钢筋混凝土梁受弯性能的影响

通过对全珊瑚海水钢筋混凝土梁(CARCB)和普通钢筋混凝土梁(OARCB)进行受弯性能试验，研究了混凝土种类和配筋率对CARCB的变形性能、承载能力的影响。结果表明：随着配筋率的提高，CARCB的开裂弯矩和极限弯矩均逐渐增大，裂缝宽度扩展逐渐减慢，能有效抑制裂缝的发展。同时，可以通过提高配筋率，增大开裂弯矩与极限弯矩的比值，从而延后CARCB的开裂时间。CARCB的裂缝宽度均随着荷载的增长而增大，在加载初期，裂缝宽度增长缓慢，接近极限荷载时，裂缝宽度迅速增大，最终导致梁破坏。此外，综合考虑钢筋锈蚀引起钢筋截面损失和钢筋屈服强度降低的影响，提出了CARCB的极限弯矩、纵向受拉钢筋应力、平均裂缝间距和平均裂缝宽度的计算模型。     

配筋率对高强钢筋UHPFRC梁抗剪性能的影响

为了研究HRB500级高强钢筋超高性能纤维混凝土简支梁的抗剪性能,通过改变纵向受力钢筋配筋率和剪跨比,对6根在集中荷载下的UHPFRC简支梁进行受剪破坏试验,对比分析不同剪跨比下配筋率对试验梁破坏形态、斜裂缝宽度、开裂荷载和极限荷载等的影响。研究结果表明:在试件的加载过程中,试验梁的腹剪斜裂缝发展成临界斜裂缝;纵筋率对试验梁的破坏形态有一定影响,对斜裂缝的开展有一定的抑制作用;随着纵筋率的提高,开裂荷载增大,斜裂缝宽度在相同荷载下减小,主斜裂缝的倾角减小。     

钢筋混凝土厚板裂缝间距的分析模型

建立一个简单、实用的新模型预测正交钢筋混凝土板的开裂行为。新的模型能解释箍筋对开裂行为的影响,同时也考虑了影响钢筋混凝土构件开裂行为的主要参数,包括混凝土抗拉强度、配筋率、钢筋直径、间距。采用平衡和协调方程,对钢筋混凝土单元进行研究,以求出钢筋和混凝土的平均应力。对本文试验研究结果以及涉及不同结构单元、荷载条件的已有研究成果进行一系列验证比较可知。所提出的裂缝间距模型能够预测不同荷载阶段的裂缝宽度值。在所研究案例中,试验值与模型预测值吻合较好。     

基于STM理论钢纤维混凝土深受弯构件裂缝宽度试验研究

通过7根钢纤维混凝土深受弯构件的弯曲性能试验,分析了钢纤维掺量及配筋率对深受弯构件跨中截面混凝土应变、纵筋应变、破坏形态及裂缝宽度的影响。基于STM理论量化钢纤维、钢筋以及混凝土三者在受力过程中的组合作用,提出了适用于钢纤维混凝土深梁最大裂缝宽度的理论计算式,并与实测结果进行比对分析。研究结果表明:较普通深受弯构件而言,钢纤维混凝土深受弯梁的开裂荷载增幅11%~20%,极限荷载提高10%~16%,提高配筋率,开裂荷载提高约22%,极限荷载提高20%~31%;提高配筋率或钢纤维掺量,均可使试件破坏模式由正截面破坏向斜截面破坏转变;钢纤维掺加50、78 kg/m^3后,裂缝宽度可减少13%~29%;试件配筋率提高0.142%,裂缝宽度减少33%;推导出的理论计算式计算得到的最大裂缝宽度与实测值吻合。     

预应力抗浮桩在新城市二期的应用

文章对新城市二期项目基础抗拔桩桩身钢筋进行了分析比较。当抗拔桩采用普通非预应力钢筋时,由于受到桩身裂缝宽度的限制,抗拔桩配置的普通非预应力钢筋应力水平较低。当桩身直径相同时,抗拔桩承受的抗拔力越大,桩身非预应力普通钢筋的应力比呈下降趋势。当抗拔桩承受的抗拔力较小时,桩身直径的大小对桩身钢筋的应力比没有影响,当抗拔桩承受的抗拔力较大时,抗拔桩的桩身直径越大,其桩身钢筋的应力比越高。抗拔桩采用高强预应力钢筋的桩身钢筋用量要明显小于普通非预应力钢筋用量,采用高强预应力钢筋的造价约为普通非预应力钢筋的1/3~1/4。     

预应力抗拔灌注桩数值模拟研究

普通抗拔桩在抗拔荷载作用下,桩身处于拉力状态很容易产生裂缝,随后桩身钢筋锈蚀而遭到破坏。预应力抗拔灌注桩是集合建筑桩基与预应力混凝土结构的新型基础,有效的改善了普通抗拔桩的缺点。文章利用ANSYS有限元分析软件,进行数值模拟及分析,主要分析了预应力抗拔单桩与普通抗拔单桩轴力区别,得出了预应力抗拔灌注桩可以推迟裂纹开展或减小裂缝宽度。为这种新型桩基的推广提供了更多的理论指导。     

钢筋钢纤维混凝土剪力墙斜截面抗裂性能及裂缝宽度分析

分别对不同钢纤维体积率、相同混凝土强度等级的5个钢筋混凝土剪力墙试件及不同混凝土强度等级、相同钢纤维体积率的2个钢筋混凝土剪力墙试件,进行了受剪性能试验研究。通过在低周反复荷载作用下对钢筋钢纤维混凝土剪力墙试件的试验研究,分析了钢纤维体积率及混凝土强度对钢筋混凝土剪力墙的抗裂性能及裂缝宽度的影响规律。     

钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度试验研究

通过对8根钢骨轻骨料混凝土梁和2根钢骨普通混凝土梁的试验,研究了钢骨轻骨料混凝土受弯构件在单调荷载作用下的裂缝开展与分布情况。试验表明,在正常使用极限状态下,钢骨轻骨料混凝土受弯构件的最大裂缝宽度符合使用要求。与钢骨普通混凝土受弯构件相比,其裂缝宽度稍大,但裂缝宽度变异系数较小。受拉纵筋应力是影响裂缝宽度的最重要因素,二者近似呈线性关系。由于型钢对混凝土具有约束作用,在保护层厚度与有效配筋率两个变量中应考虑型钢的影响。在试验资料和理论分析的基础上,给出了钢骨轻骨料混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算公式。公式的计算结果与实测数据符合较好。     

不同强度海水珊瑚骨料混凝土断裂性能对比研究

对不同强度海水珊瑚骨料混凝土(SCAC)开展了抗压、劈裂拉伸以及预切口梁三点弯曲试验,获得了其荷载-裂纹口张开宽度关系以及断裂能、特征长度等断裂参数.结果 表明:随着SCAC强度等级的提高,其抗压强度及劈裂抗拉强度增大,拉压强度比小幅降低,开裂荷载与峰值荷载比明显增大,峰值裂纹口张开宽度显著降低;SCAC试件破坏均为裂纹贯穿骨料,断面光滑;提高SCAC强度等级可在一定程度上弥补珊瑚骨料的低强度缺陷,提高SCAC的断裂性能,但其脆性也相应增加.     

大气环境钢筋混凝土锈蚀梁顺筋裂缝规律试验研究

对大气环境中41根钢筋混凝土梁的锈蚀顺筋裂缝规律进行试验。结果表明,保护层厚度与应力状态是梁产生顺筋裂缝的主要影响因素,保护层越厚越不容易产生顺筋裂缝,受拉区出现顺筋锈蚀裂缝的可能性是受压区的2倍,并对可能的原因进行分析;提出可供锈蚀结构耐久性评价的顺筋裂缝宽度与锈蚀率关系的计算模型。     

锈裂混凝土裂缝开展的模拟试验研究

对锈蚀开裂的混凝土构件进行受损程度的评估时，裂缝宽度往往是重要指标之一。为使对锈蚀构件的评估定量化，获得混凝土保护层裂缝宽度和钢筋锈蚀程度的关系便成为首要的问题，用膨胀螺栓对混凝土试件的预留孔持续施加径向位移（变形），以此模拟钢筋锈蚀产物的膨胀，对94个混凝土试件进行了扩孔试验，直到试件出现裂缝并且裂缝继续扩展，这被称为机械扩孔法。试验过程中，用游标卡尺测定径向膨胀，以及用专用裂缝宽度笔测得相应的裂缝宽度。对试验数据进行分析和曲线拟合，得到包括混凝土抗拉强度、保护层厚度、钢筋直径等影响因素的裂缝扩展模型，结果与文献观测值基本吻合。     

Investigation of direct tension cracking and leakage in RC elements

A study is carried out to investigate the cracking characteristics and liquid tightness of a reinforced concrete element under direct tensile loads. The findings are directly applicable to environmental structures such as liquid containing tanks, the design of which is based on serviceability limit states. Cracking plays a significant role in durability and functionality of these types of structures. Contrary to the current practice in some design codes, pure tension cracks are more detrimental to the serviceability of the structure than other types of cracks and must be treated more cautiously. This study targets this issue both experimentally and analytically. Accordingly, a reinforced concrete specimen representing an element of a tank wall is subjected to a monotonic increasing direct tensile load and its cracking behavior is closely monitored. The influence of direct tension cracks on water tightness of the specimen is examined by exposing a major crack to pressurized water and evaluating the water leakage. Additionally, the water leakage flow rate is monitored over a period of 30 h to investigate any probable early self-healing capability of the cracked concrete. In the analytical phase, the load at cracking and the strain of the steel reinforcement are determined and compared with experimental test data. The accuracy of crack prediction models, namely, Broms and Lutz model, and a modified version of Gilbert model are assessed by comparing their results for crack spacing and the maximum crack width against those obtained from the experiment.     

橡胶混凝土梁裂缝分形理论分析

通过实验研究橡胶混凝土梁和普通梁在集中荷载下受弯性能,探讨橡胶粉对混凝土梁的承载力、裂缝宽度的影响。实验结果表明：两种梁表面裂缝分布都具有统汁意义上的自相似性;在同一荷载等级下橡胶混凝土梁的最大裂缝宽度小于普通混凝土最大裂缝宽度,胶粉的加入改善混凝土材料抗裂性能;利用分形理论求出各荷载等级下表面裂缝分维值,并建立起表面裂缝分维值与最大裂缝宽度间关系。     

氯离子在开裂混凝土中的扩散特性研究

考虑荷载裂缝宽度与裂缝深度的相关性,基于AgNO_3显色法研究了混凝土裂缝的存在对氯离子扩散范围的影响.通过钻孔取粉测定了混凝土中的氯离子含量,研究了裂缝特征的单一因素对氯离子的扩散特性影响.结果表明:裂缝的存在加速了氯离子在混凝土中的扩散过程;氯离子的扩散系数随着裂缝宽度的增加而增大;裂缝深度的变化对氯离子的扩散深度有一定影响.基于试验结果建立了裂缝宽度(裂缝深度)与氯离子扩散系数之间的指数函数关系式.     

玄武岩纤维增强聚合物筋钢纤维高强混凝土梁受弯试验及裂缝宽度计算方法研究

纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土梁受弯挠度过大、裂缝过宽等缺陷严重影响其正常使用性能，为此，将具有优良抗裂与阻裂性能的钢纤维混凝土用于FRP筋混凝土梁，可以有效限制其挠度与裂缝的发展。通过12根玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋/钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能试验，研究了钢纤维体积率、受拉区钢纤维高强混凝土层厚度、BFRP筋配筋率对BFRP筋钢纤维高强混凝土梁裂缝分布与宽度的影响。结果表明，钢纤维的加入能够有效抑制BFRP筋高强混凝土梁的裂缝开展，减小裂缝间距、宽度和裂缝宽度差异性，当荷载为100 kN时，钢纤维体积率为0.5%~2.0%的钢纤维高强混凝土梁的裂缝宽度减小了25.22%~54.78%，裂缝宽度标准差减小了10.00%~68.18%；当受拉区钢纤维混凝土层厚度达到梁截面高度的57%时，其阻裂与限裂效果与全截面掺加钢纤维的效果接近，表明在受拉区中掺加钢纤维以限制BFRP筋混凝土梁裂缝的发展是经济可行的。基于试验和相关文献研究结果，提出了考虑钢纤维影响的BFRP筋钢纤维高强混凝土梁最大裂缝宽度的建议计算方法，该建议方法的计算值与试验值吻合良好。     

土体裂隙的量测表征及开裂试验研究

本文研究土体裂隙的量测方法与定量化表征指标,基于MATLAB程序语言开发了一套能进行单张、批量土体裂隙图像处理、三维重建的软件.运用软件,对合肥膨胀土进行失水收缩开裂的试验,通过记录试样的开裂及裂隙演化过程,定量分析裂隙度、裂隙总长度、裂隙平均宽度以及裂隙分形维数等指标随含水率的变化关系.结合张拉破坏及体积收缩相关理论...     

钢—高强钢纤维混凝土组合梁负弯矩区裂缝研究

对钢—高强钢纤维混凝土组合梁的抗裂性能及其裂缝开展宽度进行反位试验研究,研究了高强钢纤维混凝土在各个加载阶段的裂缝开展情况。研究表明,高强钢纤维混凝土具有开裂荷载较高、相同加载水平条件下裂缝宽度较小、相同挠曲变形时裂缝比较密集、最大裂缝宽度较小的特点,且达到使用极限状态时荷载水平较高。