再生粗骨料混凝土梁受弯计算适用性研究

通过对6根不同配筋率、不同再生粗骨料取代率的混凝土简支梁的受弯试验,分析了再生粗骨料混凝土受弯构件的正截面受力、构件的变形性能和破坏特征。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)提出的普通混凝土梁的受弯性能计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。验算结果表明,用普通混凝土梁的计算公式计算再生混凝土梁的开裂弯矩和极限弯矩是可行的;而最大裂缝宽度计算结果略小于实测值,且变异系数较大;挠度的计算值小于实测值近20%。     

半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯性能试验研究

为研究半预制HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁(简称半预制梁)的受弯性能,设计了5根半预制梁进行了三分点单调加载试验,分析了预制外壳混凝土强度、钢纤维掺量以及键槽间距等因素对半预制梁承载力、挠度、裂缝发展变化规律的影响,并与现浇HRB600级钢筋高强混凝土梁(简称现浇梁)进行了比较.结果 表明,半预制梁与现浇梁表现出相同的受力特点和变形特征;预制外壳加入钢纤维可提高试验梁的开裂荷载,改善延性,减小裂缝宽度;提高预制外壳混凝土强度可提高试验梁的极限承载力;设置键槽,可提高梁的极限承载力,延缓刚度退化,改善延性;设置键槽的半预制梁在受弯荷载下的承载力、裂缝宽度、挠度可按《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:2004)计算.     

再生粗骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对3根相同配筋率、相同混凝土抗压强度、不同再生粗骨料取代率的再生混凝土简支梁的抗弯试验,探讨了再生混凝土受弯构件正截面受力变形性能和破坏特征。试验结果表明:再生混凝土梁正截面在受力过程中,仍具有弹性、开裂、屈服和极限4个明显特征;正截面平均应变服从平截面假定;相同条件下,再生混凝土梁的开裂弯矩和极限抗弯承载能力接近于普通混凝土受弯构件,抗弯刚度小于普通混凝土受弯构件。最后,本文根据现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)提出的普通混凝土梁的计算公式,验算了再生混凝土梁的开裂弯矩、极限弯矩、挠度和最大裂缝宽度。初步验算结果表明,除极限弯矩计算公式外,普通混凝土梁的开裂弯矩、挠度和最大裂缝宽度计算公式均不再适用于再生混凝土梁。     

BFRP筋钢纤维部分增强再生混凝土梁抗弯性能研究

设计了7根BFRP筋钢纤维再生混凝土梁,研究了钢纤维体积掺量(vsf)和钢纤维混凝土层厚度(hsf)对试验梁抗弯性能的影响,分析了各试验梁受弯破坏模式、承载力变化、裂缝发展及挠度变形。试验结果表明:钢纤维体积掺量和钢纤维混凝土层厚度均对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯承载力具有一定的影响。随着钢纤维体积掺量的提高,BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载均有一定程度的增加,但并非线性增长。同时,发现在混凝土受拉区掺入钢纤维可有效降低BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的挠度,抑制裂缝的发展;且随着钢纤维再生混凝土层厚度的增加,试验梁的极限承载力逐渐增加,当刚纤维掺量为1%,截面高度为全截面高度的0.6倍时,梁受弯承载力为全截面钢纤维再生混凝土梁的91.5%。     

预应力混凝土叠合板受弯性能的试验研究

通过进行预应力混凝土叠合板受弯性能试验,研究了叠合板抗裂性及裂缝发展规律、挠度、承载力等结构性能。试验结果表明:在标准荷载作用下试件均未开裂,在正常使用状态下的挠度能够满足规范要求。因此,其开裂弯矩、极限承载力、挠度可按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行计算。     

高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

为研究高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁在集中荷载作用下的受弯性能,对6根掺量不同的聚丙烯纤维矩形截面梁进行了试验研究,对比分析了高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、正常使用阶段的裂缝宽度及变形.结果表明,高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受力性能和普通钢筋混凝土梁相同;高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、挠度及裂缝宽度均可以按照现行GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中相关公式计算.     

再生粗骨料混凝土梁短期荷载作用下的刚度修正

研究了使用GB50010-2002《混凝土结构设计规范》中短期刚度计算公式计算再生粗骨料混凝土梁在短期荷载作用下的挠度。通过对6根不同再生骨料取代率(0、50%、70%和100%)和不同配筋率(0.68%、0.89%和1.13%)的再生粗骨料混凝土梁的受弯试验,分析了挠度与再生骨料取代率及配筋率的关系,对比再生混凝土梁挠度实测值与现行混凝土结构规范计算值,进行了统计分析。对试验数据和文献数据统计回归得到在短期荷载作用下再生粗骨料混凝土梁的刚度修正公式,对本次试验数据的验证,计算结果与试验值吻合良好。本文提出的再生混凝土梁的短期刚度计算公式,可以准确的计算再生混凝土梁在短期荷载作用下的挠度,供相关规程和工程实践参考。     

钢纤维混凝土扁梁受弯性能研究

在钢筋混凝土扁梁中掺入钢纤维,可有效提高扁梁的抗弯初裂强度及抗弯极限强度。本文通过6根钢纤维混凝土扁梁的弯曲试验,研究在弯曲荷载下的破坏形态及钢纤维含量对受弯性能的影响,着重分析对比了不同试件受力过程、裂缝开展情况、破坏情况和钢纤维的拉结咬合作用,并进行正截面承载力验算,将试验数据与现行纤维混凝土规程(CECS38:2004)对比,验证了CECS38:2004对钢纤维混凝土扁梁的适用性。     

碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁受剪性能试验研究

通过对2根碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁和2根碳纤维复材筋普通混凝土梁的受剪对比试验,对碳纤维复材筋混凝土梁破坏形态、裂缝开展等情况进行观察,探讨不同混凝土种类、强度下的梁破坏形态;分析不同配箍率和不同剪跨比对梁开裂荷载、极限承载力和挠度的影响规律;通过试验结果与理论计算的承载力、裂缝宽度等对比,验证了GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中规定计算方法对碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁抗剪验算的适用性。     

玄武岩纤维复材筋钢纤维再生混凝土梁受弯试验及抗弯承载力计算

通过对7根玄武岩纤维复材(BFRP)筋钢纤维再生混凝土梁的受弯试验,研究不同钢纤维体积掺量和BFRP筋配筋率对其受弯性能的影响。结果表明:钢纤维体积掺量和配筋率均对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的抗弯承载力有一定程度的影响。相较于未掺钢纤维的BFRP筋再生混凝土梁,钢纤维体积掺量为1.0%的试验梁的初裂荷载和极限荷载分别提高了32.8%和18.2%。随着BFRP筋配筋率的增加,BFRP筋再生混凝土梁抗弯承载力显著增加。还在试验基础上结合相关现行技术标准,对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的受弯承载力、挠度、裂缝宽度进行分析计算,并对计算值与试验结果进行对比分析。     

配置HRB500级钢筋的聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

通过12根配置HRB500级钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受弯试验,分析了试验构件的受弯性能,讨论了GB50010—2002《混凝土结构设计规范》中关于受弯承载力和裂缝宽度计算公式的适用性,同时对掺入聚丙烯纤维的构件进行了对比试验研究。试验结果表明:配置HRB500级钢筋的混凝土梁的受力性能与普通钢筋混凝土梁相同,可以按照《混凝土结构设计规范》中的相关公式计算受弯承载力及裂缝宽度。同时掺入聚丙烯纤维能够提高受弯构件的开裂荷载,增加裂缝数量,减小裂缝间距及裂缝宽度。     

再生混凝土梁抗弯承载力计算适用性研究

通过对3组15个不同再生粗骨料取代率、配筋率的梁在集中荷载作用下进行抗弯性能试验研究,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁满足平截面假定、挠度变形、裂缝宽度以及极限承载力等方面的影响,同时对现行GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力计算公式计算再生混凝土梁极限承载力的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下,再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大、抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生粗骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面混凝土应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力是可行的,但缺少相应的再生骨料取代率影响因子,针对此问题提出建议公式与调整系数,并通过数据分析证明其满足基本要求。     

锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载与刚度计算

参照我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中适用于预应力混凝土梁的开裂荷载计算公式,引入考虑锈蚀的参数变量来计算锈蚀预应力混凝土梁的开裂弯矩值;以我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ 92—2004)中的公式为框架,假定锈蚀预应力混凝土梁开裂后的短期刚度降低系数在锈蚀有粘结预应力混凝土刚度降低系数与锈蚀无粘结预应力混凝土梁刚度降低系数之间随预应力筋锈蚀率线性变化,提出锈蚀预应力混凝土梁短期刚度计算方法。按建立的锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载及短期刚度计算方法得出的计算结果与试验结果总体上符合良好。     

钢筋超高性能纤维混凝土梁抗弯性能研究

通过8根采用自密实和常温标准养护制成的试验梁的静力加载试验,研究不同配筋率受弯构件的抗弯性能。试验结果表明:与相同基体强度和配筋率的钢筋混凝土梁相比,加入钢纤维后梁的极限承载力提高约13%,位移延性系数提高158%;加入钢纤维后梁的初裂荷载、裂缝宽度为0.1 mm时的荷载值占极限荷载的比例较对比梁大幅度提高,但裂缝宽度为0.2 mm时的荷载值与对比梁差别不大;随着钢筋配筋率的提高,试验梁极限承载力会相应的提高,相对于配筋率为0.86%的梁,配筋率分别为1.52%、2.38%时,梁的抗弯承载力分别提高72%、113%;参照CECS 38∶2004《纤维混凝土结构设计规程》,提出了钢筋超高性能纤维混凝土受弯构件正截面抗弯承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。     

废玻璃粉钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过试验对5根废玻璃粉钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁的抗弯性能进行对比,研究了废玻璃粉钢筋混凝土梁的破坏形态、极限承载力和变形,在不同废玻璃粉掺量和配筋率情况下,分析了废玻璃粉钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的开裂荷载、正截面承载力、跨中挠度和最大裂缝宽度的异同,并通过试验结果验证了规范相应公式的适用性。结果表明:各试件具有相似的破坏形态;随着废玻璃粉掺量的增加,试件的极限承载力略微降低,跨中挠度略有增加;随着配筋率的增大,试件的极限承载力显著增加,跨中挠度显著减小。《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中极限承载力和最大裂缝宽度计算公式适用于废玻璃粉钢筋混凝土梁,但挠度公式需要乘以1.38才能适用于废玻璃粉钢筋混凝土梁。     

无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能

设计制作了5根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁,并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验,研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态、承载力、裂缝宽度及跨中挠度等力学性能。基于试验数据建立了与《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）相协调的无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁预应力钢筋应力增量计算公式,提出了无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的最大裂缝宽度及刚度的设计建议。结果表明:再生粗骨料替换率对无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的破坏形态、裂缝宽度、跨中挠度影响不大;达到承载力极限状态时无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量比无粘结预应力混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量大,但再生粗骨料替换率对应力增量的影响不显著。     

钢纤维高强混凝土牛腿受剪性能试验研究

通过集中竖向荷载作用下9根剪跨比为0.2~0.4、钢纤维体积掺量为0~1.5%钢纤维高强混凝土双面支撑牛腿的受剪性能试验,研究剪跨比、纵筋配筋率、箍筋配筋率、钢纤维掺量对牛腿试件开裂荷载、极限荷载及破坏形态的影响。采用我国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中牛腿承载力计算方法对9根试件进行计算,并与采用拉压杆模型的规范ACI 318-14、EN 1992-1-1:2004和CSA A23.3-04的计算结果进行对比分析。研究结果表明：小剪跨比混凝土牛腿主要发生斜压破坏和斜剪破坏两种典型破坏形态,随剪跨比增大,牛腿承载力显著减小;提高钢纤维体积掺量,有助于提高牛腿开裂荷载和延性;随着纵向配筋率的提高,牛腿承载力显著提高;提高箍筋配筋率有利于提高牛腿开裂荷载和受剪承载力。由于牛腿同时承受正应力和剪应力的作用,属于复杂受力状态,采用拉压杆模型计算牛腿承载力具有清晰的力学概念,但计算结果较为保守,各参数取值尚需进一步研究;而GB 50010—2010中采用经验公式计算牛腿的受剪承载力,与试验结果较为接近。     

混凝土结构设计新旧规范中构件适用性分析结果比较

通过钢筋混凝土梁的加载试验,对GB 50010—2010和GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中给出的最大裂缝宽度和挠度计算公式的理论值进行了验证和比对。结果表明:正常使用极限状态时,依GB50010—2010求得梁的最大裂缝宽度比GB 50010—2002值偏小11%～22%,短期挠度值偏小约7.5%～10.5%;荷载达正常使用极限状态前,在同一荷载水平下依GB 50010—2010所得梁的长期挠度值小于GB 50010—2002值,偏小约为2.8%左右。     

蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能研究

为提高废弃混凝土利用率,以及解决钢筋容易腐蚀的问题,同时能将蒸养的优势运用到工程中来,研究了不同体积率的钢纤维对蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能的影响,本试验制作了4根试验梁分析其裂缝形态、开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度曲线、平截面假定、受拉钢筋应变.同时制作了8个再生混凝土立方体试块测其抗压强度、观测其破坏形态.试验结果表明:钢纤维可提高再生混凝土抗压强度,且以钢纤维体积率为1.0％时最优,钢纤维可改善再生混凝土的脆性;钢纤维体积率越大,试验梁的开裂荷载和极限荷载提高越明显;4种GFRP筋钢纤维再生混凝土梁的破坏方式均为正截面受弯破坏并符合平截面假定;钢纤维能提高试验梁的抗裂能力并降低试验梁挠度及受拉钢筋应变.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁正常使用极限状态研究

通过25根钢筋钢纤维混凝土梁的试验,研究了影响钢纤维高强混凝土梁在正常使用极限状态下裂缝宽度的各种因素。试验结果证明,在相同的配筋率下,钢纤维的体积掺率是主要因素。给出了钢筋钢纤维高强混凝土受弯构件的裂缝宽度计算公式,计算结果与试验结果符合良好。该公式简单实用,适用于工程计算,为《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38:2004)采用。