碳纤维布增强钢筋混凝土梁正截面受力性能

通过对六根碳纤维布增强钢筋混凝土梁正截面受力性能的试验研究,系统分析了梁跨中混凝土应变、钢筋应变、碳纤维布应变、挠度变化、裂缝分布、破坏形态的特点,重点探讨了碳纤维布层数、纵筋配筋率对钢筋混凝土梁受弯性能的影响.根据试验结果,提出了碳纤维布增强钢筋混凝土梁受弯承载力的计算方法和相应的简化计算公式.     

碳纤维布加固钢筋混凝土深梁的研究

借助有限元分析软件对3组钢筋混凝土深梁模拟纤维布加固剪切破坏试验,系统分析了深梁极限承载力、跨中混凝土应变、碳纤维布应变、裂缝分布、破坏形态的特点,重点探讨了碳纤维布层数和加固方式对钢筋混凝土深梁抗剪切破坏性能的影响,进而提出了碳纤维布加固深梁的有效方式。     

CFRP筋增强混凝土梁抗剪性能试验

针对桥梁和建筑结构中大量使用的碳纤维筋（CFRP）增强混凝土梁的抗剪性能,首先设计箍筋间距和剪跨比不同的3根足尺CFRP筋增强混凝土梁试件,并基于规范要求给出其抗剪性能测试试验工况和加载模式;然后,观察不同工况下试件在两点集中加载方式下裂缝的产生和发展过程,总结归纳CFRP筋混凝土梁的失效模式和破坏特征;同时,由CFRP纵向受力筋和CFRP箍筋的荷载—应变关系及CFRP筋混凝土梁的开裂荷载、极限荷载和荷载–挠度曲线的变化情况,分析研究CFRP筋混凝土梁承载能力和变形性能随剪跨和箍筋间距的变化规律;最后,分析剪跨、箍筋间距等影响因素对CFRP筋混凝土梁裂缝宽度、裂缝数量及裂缝分布的影响规律。结果表明：CFRP筋混凝土梁的剪切破坏由弯剪区贯通斜裂缝发展所致;CFRP箍筋配箍率和剪跨比对开裂荷载影响显著,箍筋配箍率越大,试验梁斜截面开裂荷载和极限破坏荷载增加,但是剪跨比越大梁承载力则明显降低;梁的挠度–荷载曲线呈两段式线性分布,梁破坏时变形明显,裂缝宽度较大,高强CFRP箍筋强度发挥有限。     

碳纤维布加固部分预应力混凝土梁的疲劳性能研究

制作了五根部分预应力混凝土梁,开展了碳纤维布加固梁和未加固梁的对比疲劳试验.试验结果表明:采用粘贴一层碳纤维布加固梁的疲劳寿命比未加固梁提高了23%,粘贴二层碳纤维布的加固梁疲劳寿命提高了55%.加固梁在压区混凝土应变、钢筋残余应变和残余挠度等性能方面都有明显的改善.因此,粘贴碳纤维布可以较好地提高损伤部分预应力梁的抗疲劳性能、延长损伤混凝土梁的使用寿命,为碳纤维布加固混凝土结构的疲劳性能研究提供了试验依据.     

钢筋混凝土U形薄壁梁弯-剪-扭复合受力性能试验研究

U形薄壁混凝土梁主要用于城市轨道交通工程,受弯-剪-扭复合作用。本文通过试验研究了一根大尺寸钢筋混凝土U形薄壁梁在弯-剪-扭复合作用下的力学性能,包括裂缝的发展与分布、钢筋应变分布以及破坏形态等。试验结果表明：弯-剪-扭复合作用下的U形薄壁混凝土梁呈现明显的空间受力特征,表现为裂缝和钢筋应变在两侧腹板上显著差异分布,同时,腹板内外侧斜裂缝以及箍筋应变的分布也存在明显差异;加载过程中纵筋应变在跨中和支座沿截面高度方向的分布基本符合平截面假定,纵筋应变沿梁跨近似线性分布;弯-剪-扭复合作用下钢筋混凝土U形薄壁梁出现了受弯矩和翘曲弯矩影响的延性弯曲破坏,且破坏仅发生在加载侧腹板,而非加载侧腹板处于相对低应力状态。     

深度锈蚀的无腹筋钢筋混凝土梁承载机理分析

以位移控制加载,进行了深度锈蚀的无腹筋钢筋混凝土梁的四点受弯加载试验。通过锈蚀梁的纵筋的应变分布,计算各加载水平下纵筋与混凝土之间的粘结应力。试验表明,深度锈蚀梁和非锈蚀梁的应变分布和应力历程有着明显的差异;加载初期阶段,剪跨区域的平均粘结应力逐步增加至峰值,锚固区域的平均粘结应力无明显增加;加载后期阶段,剪跨区域的平均粘结应力逐步降低,而锚固区域的平均粘结应力显著增加;随着荷载的增加,深度锈蚀梁的承载机理由"梁效应"向"拱效应"转变。基于"拱效应"的受力特征,提出了深度锈蚀梁极限荷载的计算方法。     

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验研究

通过对一组粘贴U型碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪疲劳试验,研究了完好加固梁与损伤加固梁的箍筋和碳纤维布应变随疲劳次数增加的变化情况,不同碳纤维布用量对抗剪加固效果的影响以及斜裂缝的扩展变化状况等。试验表明,钢筋混凝土梁粘贴U型碳纤维布后箍筋应变减小20%~50%,斜裂缝宽度减小35%~45%,且碳纤维布用量越大效果越明显,完好梁加固效果优于损伤梁。粘贴碳纤维布可以明显提高钢筋混凝土梁的抗剪疲劳性能,延长钢筋混凝土结构的使用寿命。     

碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

研究以碳纤维筋为无粘结预应力筋和环氧涂层钢筋为非预应力筋的部分预应力混凝土梁的受弯性能。共进行了8根梁从混凝土开裂、裂缝开展直至梁受弯破坏的全过程试验。测定了梁的开裂弯矩,截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况。在实测碳纤维筋应力增量的基础上,提出了无粘结预应力碳纤维筋极限应力的经验计算公式,给出了碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁的短期刚度及裂缝宽度的算法。     

碳纤维布复合加固钢筋混凝土梁施工工艺及抗弯性能试验研究

对在汶川地震的震损建筑中拆下的强度等级约C13的钢筋混凝土梁,加载到相同损伤程度后,进行8种加固方法 22个钢筋混凝土梁单调加载试验,探讨梁的极限承载力、破坏模式、裂缝开展和应变变化等力学性能。结果表明:1)采用剔槽植入钢筋置换混凝土灌胶再粘贴碳纤维布(CFRP)的复合加固方案,加固梁的开裂荷载、极限承载力与直接粘贴CFRP布比有显著提高。2)剔槽植筋复合加固方案中的CFRP布上的应变值比简单粘贴CFRP布后应变值增大更多,新旧混凝土间协同工作性强,可以很好地发挥CFRP布高强作用。3)采用复合工艺加固的梁,如适当提高碳纤维布的用量,可以进一步改善钢筋的受力状态,有效地提高梁的开裂荷载和极限荷载。     

基于拱效应承载机理的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁极限承载力计算方法

以位移控制加载,进行了具有不同锈蚀率和不同剪跨比的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁的四点受弯加载试验。试验中,以人工和电化加速锈蚀两种方法除去支座间钢筋和混凝土之间的粘结应力。通过锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁的纵筋应变分布,计算各加载水平下的纵筋与混凝土之间的粘结应力分布。试验表明,剪跨比较小的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁中的拱效应较强,剪跨比较大的拱效应较弱;加载后期阶段,锚固区域的平均粘结应力显著增大,当锚固区域的粘结性能不能维持拱肋的平衡时,锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁即发生破坏。对于承载机理为拱效应的锈蚀无腹筋钢筋混凝土梁,剪跨比和锚固区域的粘结性能是影响其极限承载力的重要因素。根据试验结果,拟合出了极限承载力与两因素之间的关系,且具有良好的适用性。     

滑移效应对钢-混凝土组合梁弯曲强度的影响及其计算

在采用栓钉等柔性抗剪连接件的钢-混凝土组合梁的交界面上存在相对滑移变形,它不仅使梁的挠度增大,而且还使组合梁截面的弹性抗弯强度减小,现行换算截面法尚未考虑这一不利影响.本文通过滑移效应对组合梁抗弯强度影响的试验和分析,建立了考虑滑移效应的弹性和极限抗弯强度计算公式.结果表明,考虑滑移效应的弹性弯矩计算值与实测值吻合较好.考虑强度极限状态时钢梁部分截面进入强化阶段的有利影响,滑移对极限抗弯强度的影响可以忽略不计,对于完全剪力连接和横向配筋率不小于0.6%的组合梁,按照简化塑性理论的等效矩形应力模型得到的极限抗弯强度计算值与实测值吻合良好.     

钢筋混凝土梁式构件抗爆分析的改进等效单自由度方法

爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁式构件可能会出现多种破坏模式，主要有弯曲破坏、直剪破坏和弯剪联合破坏等。现有结构构件抗爆分析方法主要考虑爆炸荷载下结构构件的弯曲破坏，对直剪破坏和弯剪联合破坏研究较少，尤其缺少快速准确的抗爆分析方法。基于等效单自由度模型理论，改进了钢筋混凝土梁抗爆分析的直剪单自由度方法，提出了直剪、弯剪联合破坏的判定准则，给出了两种破坏模式下钢筋混凝土梁动态响应的计算方法。进一步考虑爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的弯曲破坏、直剪破坏和弯剪联合破坏，提出钢筋混凝土梁式构件抗爆分析的改进等效单自由度方法，并给出了其分析步骤。该方法可以直接评估爆炸荷载下钢筋混凝土梁式构件的破坏模式，并计算其动态响应。通过有限元软件LS-DYNA数值模拟了不同爆炸工况下钢筋混凝土梁式构件的动态响应和破坏模式，与改进的等效单自由度方法的计算结果进行了对比，验证了提出的改进等效单自由度分析方法的正确性。     

混杂纤维自密实混凝土梁受弯性能的试验研究

在纤维自密实混凝土工作性试验的基础上,对7组无筋混杂纤维自密实混凝土梁和5组混杂纤维增强低配筋率的钢筋自密实混凝土梁受弯性能进行试验研究,并分析纤维类型和纤维长径比对梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及弯曲韧性的影响。结果表明:梁的弯曲韧性随着纤维长径比的增加而增加,混杂纤维混凝土梁的弯曲韧性优于钢纤维,两种纤维协同作用时具有很好的正混杂效应;与最小配筋率的钢筋混凝土梁相比,纤维的掺入明显地改善了梁的屈服荷载和极限荷载,掺有(40+4)kg/m3混杂纤维并按最小配筋率配筋的梁的极限荷载与仅按1.5倍最小配筋率配筋的梁相当。     

碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算

通过11根不同跨高比碳纤维（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）布加固钢筋混凝土梁的受弯试验,研究了跨高比、纵筋配筋率和CFRP布层数对钢筋混凝土梁极限荷载的影响。结果表明：CFRP布加固钢筋混凝土梁的受弯破坏主要有CFRP布拉断和受压区混凝土压碎两种模式;随跨高比的减小,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著增加;随纵筋配筋率和CFRP布层数的增加,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著提高。结合文中和已有文献的试验结果,提出了反映跨高比影响的CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯承载力计算方法,该方法既可用于CFRP布加固的钢筋混凝土短梁也可用于浅梁的受弯承载力计算。     

约束混凝土梁正截面受弯性能的试验研究

本文依据６根无箍筋和１２根有箍筋梁正截面受弯的对比试验，研究了箍筋的约束对梁正截面破坏形态、混凝土极限压应变、梁挠度和受弯承载力的影响，并提出约束混凝土梁受弯承载力增强公式。     

部分预制装配型钢混凝土梁受弯性能试验研究

为充分发挥型钢混凝土在受力性能及预制装配结构在施工等方面的优势,提出两种部分预制型钢混凝土梁。通过7个T形截面梁试件的弯曲静力试验,对部分预制装配型钢混凝土梁（PPSRC）、部分预制装配型钢混凝土空心梁（HPSRC）及全现浇型钢混凝土梁（SRC）的受弯破坏形态和承载能力进行对比分析,研究了预制装配、梁截面空心和现浇混凝土强度对PPSRC梁和HPSRC梁受弯性能的影响。研究结果表明：HPSRC梁和PPSRC梁具有相似的受弯承载力与破坏形态,预制装配与截面空心对两种梁的受力性能影响较小;随着现浇混凝土强度的提高,HPSRC梁和PPSRC梁的受弯承载力均有所提高;对两种部分预制装配型钢混凝土梁进行截面受弯承载力分析,其计算结果与试验结果吻合较好。     

粘贴竹片加固混凝土梁的试验研究

竹材是一种可再生的低碳环保材料,具有抗拉强度高、稳定性好等优点。混凝土梁老化损伤或使用荷载增加均可能导致受弯承载力不能满足要求,影响结构的正常安全使用。介绍5根RC梁粘贴竹片加固的对比试验研究,其中2根为对比试件,3根为分别粘贴1层、2层和3层的竹片加固试件。研究结果表明,粘贴竹片加固RC梁的极限承载力提高22%～25%,平均提高24%;粘贴竹片加固RC梁的初始弯曲刚度提高33%～49%,平均提高39%;粘贴竹片加固RC梁在相同荷载下弯曲裂缝的裂缝宽度明显小于对比试件。粘贴竹片加固RC梁是一种低碳高效的加固技术,值得进一步深入研究。     

部分外包混凝土组合梁抗弯承载力的理论研究

对部分外包混凝土组合梁(也称PEC梁)抗弯承载力的几种计算方法进行比较分析,并推荐实用的计算方法。同时,利用MATLAB建立PEC纤维层梁模型,对其静力加载过程进行非线性全过程分析,绘制弯矩-曲率曲线。利用该程序,更改截面几何参数和材料参数,进行模拟分析,获得了六个参数对于PEC梁抗弯承载力、截面延性的影响情况。     

高性能混凝土梁正截面受力性能试验研究

通过14根模型梁的三分点加载试验研究，分析了掺加高效减水剂、粉煤灰、磨细矿渣和聚丙烯纤维对高性能混凝土梁正截面受力性能的影响，并将试验结果与有关混凝土结构设计规范的计算值进行了对比，初步验证了混凝土结构设计规范（GB50010-2002）对高性能混凝土梁的正截面设计计算的适用性，为大掺量外掺料高性能混凝土在工程上的应用提供了依据。     

Novel empirical model for predicting residual flexural capacity of corroded steel reinforced concrete beam

In this study, a total of 177 flexural experimental tests of corroded reinforced concrete (CRC) beams were collected from the published literature. The database of flexural capacity of CRC beam was established by using unified and standardized experimental data. Through this database, the effects of various parameters on the flexural capacity of CRC beams were discussed, including beam width, the effective height of beam section, ratio of strength between longitudinal reinforcement and concrete, concrete compressive strength, and longitudinal reinforcement corrosion ratio. The results indicate that the corrosion of longitudinal reinforcement has the greatest effect on the residual flexural capacity of CRC beams, while other parameters have much less effect. In addition, six available empirical models for calculating the residual flexural strength of CRC beams were also collected and compared with each other based on the established database. It indicates that though five of six existing empirical models underestimate the flexural capacity of CRC beams, there is one model overestimating the flexural capacity. Finally, a newly developed empirical model is proposed to provide accurate and effective predictions in a large range of corrosion ratio for safety assessment of flexural failure of CRC beams confirmed by the comparisons.