钢筋钢纤维高强混凝土梁疲劳试验研究及刚度计算

通过1根钢筋高强混凝土梁和12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的静载及等幅疲劳试验,分析静载和疲劳荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度和刚度变化规律,以及疲劳应力比、钢纤维类型、钢纤维体积率、钢纤维掺入截面高度和混凝土强度等对钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度的影响。结果表明：在钢筋高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效限制梁刚度的退化,显著提高梁的抗弯刚度,减小梁的跨中挠度,使静载和疲劳荷载作用下梁的跨中挠度分别降低了19.0%~69.1%和15.0%~61.0%。在试验研究的基础上,通过理论分析修正了静载作用下钢纤维影响梁短期刚度的系数,提出了考虑疲劳次数和钢纤维含量特征值影响的钢筋高强混凝土梁疲劳刚度的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,两者符合较好。     

高性能混凝土简支梁正截面抗弯疲劳试验

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验，研究了不同混凝土强度等级、不同类型钢筋和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律，考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下疲劳损伤过程。     

高性能混凝土简支梁正截面的抗弯疲劳性能

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同钢筋类型和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响.通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程.结合高性能混凝土和钢筋的材料疲劳损伤分析,提出了高性能混凝土粱疲劳寿命方程和疲劳后梁挠度的计算公式,并将理论计算的疲劳寿命、挠度与试验结果进行了比较,最后对比分析了高性能混凝土梁与普通混凝土梁抗弯疲劳性能的差异.     

高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为深入研究高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁抗弯性能和设计方法,通过8根高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁和3根钢筋混凝土梁的抗弯试验,对高强经编聚酯纤维筋-钢筋混合配筋混凝土梁正截面抗弯性能进行了研究。在相同混凝土强度等级、相同构件尺寸的条件下,对比分析了混合配筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、挠度、裂缝分布等特性。     

自密实轻骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了不同纵向受拉钢筋配筋率的自密实轻骨料混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的抗弯性能。结果表明,在同级荷载作用下,自密实轻骨料混凝土梁纯弯段的裂缝分布较普通钢筋混凝土梁均匀,其极限抗弯承载力和截面刚度较小,各试验梁在受力过程中正截面平均应变符合平截面假定;通过增加受拉钢筋配筋率能够有效抑制裂缝的发展、增大截面刚度和提高极限抗弯承载力。提出了自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度计算公式,验证了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中的梁的抗弯极限承载力计算公式适用于本文设计的试验梁,计算结果与试验结果均吻合。     

高强钢筋混凝土简支梁抗弯性能试验研究与数值计算

通过对不同强度高强钢筋混凝土梁的加载试验,研究了高强钢筋对梁抗弯性能的影响规律,并运用有限元模拟软件MSC.Marc对试验中的不同试件进行模拟,对比了所得的试验值和模拟值,结果表明:高强钢筋对提高梁的承载力效果十分显著,梁的屈服挠度和破损荷载也随钢筋强度提高呈增大趋势。     

HRBF500钢筋混凝土梁受弯疲劳性能理论研究

针对配有细晶粒高强钢筋HRBF500的混凝土梁进行受弯疲劳性能的理论研究。基于疲劳试验结果,分析得到,影响HRBF500钢筋混凝土试验梁受弯疲劳性能及疲劳寿命的主要因素为疲劳荷载作用下纵向受拉钢筋初始最大拉应力和配筋率。分析研究试验梁疲劳试验的数据,提出了在满足疲劳荷载使纵向受拉钢筋初始最大拉应力不大于155MPa的情况下,考虑配筋率和疲劳次数影响的纵向受拉钢筋最大拉应力σmax计算公式,该公式的计算结果与试验结果吻合良好,可用于HRBF500钢筋混凝土梁疲劳寿命预测。同时拟合出了疲劳荷载作用下试验梁跨中挠度较静力荷载作用下的增长量计算公式,该公式的计算结果亦与试验结果吻合良好,由此推导出疲劳荷载作用下HRBF500钢筋混凝土梁跨中挠度计算公式。研究成果可用于HRBF500钢筋混凝土受弯构件的设计及疲劳寿命预测。     

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。     

配置600MPa钢筋的无黏结部分预应力梁受弯性能试验研究

对5根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,研究配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力梁的受弯性能。分析非预应力筋配筋率及混凝土强度等级对试验梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋配筋率可以提高无黏结部分预应力混凝土梁的抗弯承载力;配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁的极限承载力仍可用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中推荐的算式进行计算;600 MPa钢筋的屈服强度设计值取520 MPa具有足够的安全储备。     

碳纤维加固对梁抗弯刚度的影响

对CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度,采用理论分析的方法,研究CFRP粘贴加固矩形截面钢筋混凝土梁抗弯刚度问题。首先计算普通钢筋混凝土梁抗弯刚度在一定荷载作用下的挠度,然后根据CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯刚度,计算加固后的混凝土梁在相同荷载作用下的变形。通过加固前后梁的变形差异得出碳纤维加固对梁的抗弯刚度的影响。     

型钢混凝土梁抗弯性能的试验研究

型钢混凝土(SRC)结构由于其良好的受力性能以及在地震中表现出来的优良延性,已被越来越多地应用在工程实践中。为了进一步了解其受力性能,针对不同混凝土强度等级、受拉钢筋配筋率、受拉钢筋保护层厚度、型钢保护层厚度对SRC梁刚度的影响,对6根SRC梁进行了受力全过程载荷试验;结论表明提高混凝土强度等级与纵筋配筋率可以增强SRC梁的抗弯性能,而增大保护层厚度则相反。     

高强钢筋活性粉末混凝土简支梁刚度试验研究

在8根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁受弯试验的基础上,通过改变试验梁的纵筋率、钢筋等级等因素,分析试验梁的承载性能和变形特点。结果表明,随着配筋率和钢筋等级的提高,试验梁的承载力和整体刚度也相应提高,延缓了纵筋进入塑性阶段的时间,有效约束裂缝的发展,降低梁在加载阶段的挠度。根据高强钢筋活性粉末混凝土梁自身受力特点建立抗弯刚度计算公式,并将计算值与试验值进行对比,结果表明两者吻合良好,可供高强钢筋活性粉末混凝土梁设计参考。     

配置600MPa钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁变形性能试验研究

通过对8根配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁进行试验,研究试验梁的变形性能。对比分析预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率、混凝土强度等级对有黏结部分预应力混凝土梁挠度及刚度的影响。研究结果表明:提高配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁的预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率可以提高试验梁的受弯承载力,增加试验梁的刚度,减缓试验梁的刚度退化,提高非预应力纵向受拉钢筋强度等级、混凝土强度等级可以提高试验梁的变形能力。     

配置600MPa高强钢筋混凝土梁跨中挠度试验研究及计算方法

为研究配置600MPa高强钢筋混凝土梁的跨中挠度及其计算方法,设计了6组12根受弯梁,主要变化参数为配筋率和混凝土强度,对其进行静力受弯试验。分析了正常使用阶段各级荷载下的截面高度方向混凝土应变与纵向受力钢筋应变、荷载-跨中挠度全过程曲线等。试验结果表明：配置600MPa级高强钢筋的混凝土梁混凝土的应变变化符合平截面假定,荷载-跨中挠度全曲线为三折线。基于已有的配置335、400、500MPa钢筋混凝土梁的跨中挠度试验结果的分析,结合600MPa试验研究,对国内外现行的规范中钢筋混凝土梁跨中挠度计算公式的适用性进行了比较分析,表明现行规范公式适用于配置335~400MPa钢筋的混凝土梁。建立了适用于配置不同强度(335~600MPa)钢筋及不同强度(C40~C60)混凝土梁跨中挠度的统一计算方法。     

GFRP筋加固混凝土板的试验分析

本文介绍了GFRP筋混凝土板和钢筋混凝土板的试验室抗弯试验,描述了试件的受力～变形过程和破坏形态,对两种混凝土板的开裂荷载和极限荷载、挠度以及混凝土的应变进行了对比和分析。同时,对不同配筋率GFRP筋混凝土板进行了有限元模拟试验,探讨了配筋率对GFRP筋混凝土板刚度的影响,给出了GFRP筋混凝土板开裂后抗弯刚度的计算公式。     

预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的理论分析

预应力高强钢丝绳加固是一种新型高效加固方法(简称P-SWR加固技术)。首先对试验用钢丝绳抗拉强度、拉伸极限应变和松弛等力学性能进行试验研究;然后给出预应力高强钢丝绳加固后混凝土梁开裂荷载、最大承载力计算方法;结合预应力高强钢丝绳加固混凝土梁的荷载-挠度关系曲线,分析了预应力度、配筋率、钢丝绳与混凝土黏结性能等各种参数对P-SWR加固梁截面短期刚度的影响,提出了相应的计算公式;基于高强钢丝绳抗弯加固对混凝土梁裂缝平均间距和钢筋应力影响的分析,建议了计算P-SWR加固后混凝土梁最大裂缝宽度的修正规范方法、名义拉应力方法和实用简化方法。建议的各计算方法简单,与相应试验值的比较表明具有较高的精度,可用于P-SWR抗弯加固混凝土结构的理论分析和简化设计。     

碳纤维加固材料加固受损混凝土梁受弯性能试验及设计方法研究

基于碳纤维加固材料(CFRP)布加固疲劳损伤后的钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁进行的竖向荷载作用下试验,研究了CFRP布加固疲劳损伤后的混凝土梁受弯性能和抗弯承载力。试验结果表明:预应力钢筋明显减小加固梁的跨中挠度及CFRP布应变值;混凝土梁的疲劳损伤降低了CFRP布加固钢筋混凝土梁的极限抗弯承载力,且混凝土梁加固前损伤程度越大,加固后极限抗弯承载力降低的幅度亦越大;采用GB50367—2013《混凝土结构加固设计规范》和GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中提出的抗弯承载力计算式(均未考虑梁加固前损伤程度),所得计算值均高于试验结果,表明加固前梁产生的疲劳损伤对加固后抗弯承载力的影响不可忽略。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁挠度研究

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁可以有效地提高构件的抗弯刚度,并且随着预应力水平的提高,加固梁的挠度相应地减小。分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁的抗弯刚度变化过程,及预应力对加固梁刚度的影响。由此分析了加固梁的荷载-挠度曲线的变化过程,将挠度曲线近似看作由三段直线组成,在直线双线性法的基础上提出了加固梁的挠度计算公式,按公式计算的值与两个试验(共10根试件)结果较为吻合。     

玄武岩纤维筋混凝土梁正截面抗弯承载力试验研究

为了研究BFRP筋混凝土梁的抗弯性能,进行了不同配筋率和不同配筋形式BFRP筋混凝土梁的四点弯曲试验,分析了试件的跨中挠度、抗弯承载力和裂缝分布规律。结果表明:BFRP筋混凝土梁的弯矩-挠度曲线表现出试件开裂、峰值弯矩为转折点的三折线特征;BFRP筋与钢筋混合配筋梁的弯矩-挠度曲线表现出试件开裂、钢筋屈服和峰值弯矩为转折点的四折线特征;BFRP筋与钢筋混合配筋能提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力,减小BFRP筋混凝土梁的挠度和裂缝宽度,同时发挥BFRP筋强度高的特点;BFRP筋与钢筋混合配筋梁符合平截面假定,并给出了正截面抗弯承载力计算公式。     

GFRP筋海砂混凝土梁受弯性能试验研究

河砂过度开采对生态环境造成了严重的影响,用海砂代替传统混凝土中的河砂,可以解决河砂资源缺乏的问题。但是海砂中含有大量的氯离子,对钢筋具有很强的腐蚀性,而纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)具有优良的耐腐蚀性,能很好地与海砂混凝土共同工作。为探索GFRP筋海砂混凝土梁受弯性能,文中对4根GFRP筋海砂混凝土梁进行受弯试验,获得混凝土强度和配筋率对海砂混凝土梁的裂缝发展、开裂荷载和极限荷载的影响规律,结果表明提高混凝土的强度等级,对开裂荷载有显著的提升;试验梁的配筋率接近界限配筋率时,混凝土强度等级对极限荷载没有影响,同时试验梁以纯弯段为主裂缝;当配筋率远大于界限配筋率时,提高混凝土强度等级,试验梁的极限荷载有明显的提升,同时试验梁以斜裂缝为主裂缝,通过试验为GFRP筋海砂混凝土梁的设计提供参考。