缓粘结混合配筋预应力混凝土梁裂缝宽度的试验研究

研究缓粘结预应力筋张拉时的静张拉摩阻力、偏差系数,κ和摩擦系数μ.通过18根缓粘结混合配筋预应力混凝土梁的试验研究,分析影响裂缝宽度的主要因素,得到了在静载、等幅以及变幅疲劳荷载作用下缓粘结混合配筋预应力混凝土梁的最大裂缝宽度和平均裂缝宽度的发展规律,得到了最大裂缝宽度和平均裂缝宽度之间的关系.在试验研究的基础上,建立了疲劳荷载作用下缓粘结混合配筋预应力混凝土梁最大裂缝宽度的计算公式,建议了预应力损失的计算方法.计算结果与试验结果吻合较好,为经济可靠,安全合理的设计和验算混合配筋预应力混凝土梁提供了依据.     

高强钢筋高强混凝土梁静力和疲劳性能试验研究

通过9根配有新Ⅲ级钢的高强混凝土梁和4根配有Ⅱ级钢的混凝土梁的静载和等幅疲劳荷载试验,分析研究了高 强混凝土梁的变形性能和疲劳特性。试验结果表明,在高强混凝土梁中应用高强钢筋,可以使两者的性能得以充分发挥, 不仅承载力大幅度提高,而且能较好的满足正常使用极限状态的要求。高强混凝土受弯构件在疲劳荷载作用下刚度降低, 裂缝宽度增大,其变化规律和受压区混凝土应变的增加规律基本一致。疲劳荷载作用N次后构件的裂缝宽度,可根据初 始裂缝宽度和受压区混凝土应变增长系数来计算。根据试验分析,得到了高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的截面应力、裂 缝宽度及高强钢筋S-N曲线试验回归公式,可为高强混凝土梁设计提供一定的参考。     

水下混凝土梁静力和疲劳性能试验研究

通过水下钢筋混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的静载和等幅疲劳荷载试验,分析了水下混凝土梁的变形性能和抗弯疲劳性能,比较了它与普通混凝土梁变形性能的差异.试验结果表明,水下混凝土梁在疲劳荷载作用下,正截面平均应变基本符合平截面假定;随着循环次数的增加,其裂缝宽度逐渐增大,刚度逐步降低,其变化规律与普通混凝土相似,但其裂缝宽度明...     

疲劳荷载下高强钢筋混凝土梁裂缝和刚度计算

以疲劳试验为基础,分析研究了高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的受力变形特点,提出了高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的裂缝宽度和刚度计算方法及公式,并用9根高强钢筋混凝土梁的试验数据进行了验算,结果表明试验值和计算值较吻合。     

重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁正常使用阶段性能研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合和变形的主要因素,将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式;应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式.将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比η和换算配筋率αpρ这两个参数来反映,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

短期荷载作用下600MPa级超高强钢筋混凝土梁裂缝宽度试验研究

为研究600MPa级超高强钢筋混凝土梁受弯性能,进行18根配置600MPa级高强钢筋和1根配置HRB400钢筋的混凝土梁受弯静载试验,分析600MPa级超高强钢筋对混凝土梁裂缝分布、承载力、平均裂缝间距、最大裂缝宽度等影响。研究结果表明：配置该类型钢筋的受弯构件开裂弯矩和极限弯矩仍然可以按照现行规范公式进行计算;短期荷载作用下平均裂缝间距、最大裂缝宽度等参数计算值与现行混凝土结构设计规范公式计算值存在一定差异,平均裂缝间距计算值偏大,最大裂缝宽度计算值与试验值相比偏小。最后根据试验数据对配置该类型钢筋的受弯构件裂缝宽度计算公式进行适当修正,第一种方法是在现行规范计算公式基础上引进裂缝宽度综合调整系数,第二种方法是对现行规范裂缝宽度计算公式中的平均裂缝间距采用修正公式代替,短期裂缝宽度扩大系数采用修正值。修正结果表明第一种修正方法得到的计算值与试验值吻合度高,同时考虑到规范的连续性,建议采用第一种方法进行裂缝宽度修正。     

折线先张预应力混凝土梁疲劳受力性能试验研究

为研究折线配筋先张预应力混凝土梁在疲劳荷载下的性能,设计制作2根跨度为7.5 m的折线先张梁,对其在不同上限和下限弯矩作用下进行疲劳受力性能和疲劳试验后的终静载试验。试验结果表明:整个试验过程中,混凝土应变仍基本符合平截面假定,剩余承载力不受加载历史影响,承载力和裂缝宽度仍可按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》推荐的算式计算,抗疲劳性能良好。对梁顶混凝土压应变、钢绞线、非预应力钢筋疲劳应力幅和疲劳应力比随荷载循环次数变化规律的算式进行拟合。     

预应力部分外包组合简支梁裂缝试验与计算方法研究

对比6根不同预应力度的部分外包组合简支梁和2根无预应力普通部分外包简支梁受弯裂缝分布及发展,研究最大裂缝宽度在不同预应力大小作用下的变化特性。结果表明,预应力能抑制裂缝的产生并使其开展减缓;随预应力增加,主裂缝宽度随荷载的增长速度却有明显减慢的迹象。在试验研究基础上,对最大裂缝宽度计算公式进行参数修正,推导了预应力部分外包组合简支梁在不同预应力下最大裂缝宽度计算公式,计算值与试验值吻合度较高。     

静力疲劳荷载作用下的带预制板的连续组合双肋桥的裂缝控制

为研究裂缝控制,选取了一个带有预制板的两跨连续组合双肋梁的足尺模型,并对其进行试验及观察。在试验中,第一次荷载加到360kN,然后进行疲劳荷载试验。最后静力加载至900kN。试验结果证实了带预制板的双肋连续组合梁显示出了在静力疲劳荷载作用下的组合截面的强度和刚度特性。然而,在负弯矩作用区域,裂缝集中在内部支撑之上的桥面之间的接缝部位,初始的裂缝间距由接缝处间的距离决定,在使用荷载作用下,带有预制板的组合桥梁的桥面和横向接缝的裂缝宽度可以被控制在一个容许裂缝宽度之内。弯矩曲率曲线或者由欧洲规范4-2中规定的抗弯刚度仍可被用于评估考虑到在这种桥梁上拉伸硬化作用的有效刚度。     

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。     

HRB500级钢筋混凝土框架梁开裂性能试验研究

为了研究HRB500级钢筋作为受力主筋的混凝土框架梁开裂性能,对3榀1层2跨的混凝土框架结构进行静力试验,量测了在跨中集中荷载作用下梁端与跨中截面的裂缝宽度、位移、转角以及混凝土和钢筋应变。结果表明：框架梁端裂缝宽度实测值一般大于采用现行混凝土结构设计规范公式的计算值。研究了框架梁端裂缝的开展机理,基于黏结-滑移理论,提出把裂缝处钢筋与混凝土之间的滑移分为在节点内滑移和在梁端内滑移两部分,建立框架梁抵抗负弯矩的纵向钢筋在节点区的黏结-滑移模型和相应的最大裂缝宽度计算式,并根据对试验结果的统计分析,校准了黏结-滑移模型的参数。框架梁端最大负弯矩作用下的裂缝宽度计算式可供工程实践和规范修订参考。     

配置高强钢筋的混凝土梁裂缝试验研究

采用两点对称集中的同步分级加载方式,对8根配置500 MPa钢筋和4根配置400 MPa细晶钢筋的混凝土梁进行静力加载试验,观测试件的裂缝发展过程,了解此类构件的裂缝特点,为工程中推广应用500 MPa钢筋和400 MPa细晶钢筋提供试验依据。试验结果表明,配置500 MPa钢筋和400 MPa细晶钢筋的受弯构件裂缝发展规律与普通钢筋混凝土受弯构件基本相同,但在正常使用状态下,按照现行混凝土结构设计规范对此类构件进行裂缝宽度验算,计算值均大于试验值。同时,结合其它67根配置高强钢筋的混凝土梁试验数据,评估了现行混凝土结构设计规范裂缝宽度公式的适用性,并在该规范的计算模式基础上,提出平均裂缝间距及短期最大裂缝宽度计算的修正公式,修正公式的计算结果与试验结果符合较好。     

体内预应力钢纤维混凝土-钢组合梁负弯矩区抗裂及裂缝宽度试验研究

针对混凝土翼板内配置后张有粘结预应力筋的钢纤维混凝土-钢组合梁,提出界面滑移条件下的预应力传递规律和混凝土法向应力计算方法。基于负弯矩作用下7个试件的静力及疲劳试验,建立考虑钢纤维影响和混凝土收缩应力的组合梁混凝土翼板开裂弯矩计算公式。指出影响组合梁混凝土裂缝宽度的因素包括预应力度、配纤率、力比、连接度、配筋率及栓钉间距等;给出考虑上述影响因素的计算最大裂缝宽度经验公式。疲劳试验中,测试构件自振频率随荷载循环的变化规律,运用损伤力学理论建立结构自振频率与损伤度的量化关系。研究结果表明:预应力钢纤维混凝土-钢组合梁带裂缝工作时具有良好的疲劳稳定性,180万次的循环加载损伤度增大约20%。     

无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算

通过２６根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度的主要因素。将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,计算结果与试验结果吻合较好。     

Flexural behavior of high-strength,steel-reinforced,and prestressed concrete beams

To study the flexural behavior of prestressed concrete beams with high-strength steel reinforcement and high-strength concrete and improve the crack width calculation method for flexural components with such reinforcement and concrete, 12 specimens were tested under static loading. The failure modes, flexural strength, ductility, and crack width of the specimens were analyzed. The results show that the failure mode of the test beams was similar to that of the beams with normal reinforced concrete. A brittle failure did not occur in the specimens. To further understand the working mechanism, the results of other experimental studies were collected and discussed. The results show that the normalized reinforcement ratio has a greater effect on the ductility than the concrete strength. The cracking- and peak-moment formulas in the code for the design of concrete (GB 50010-2010) applied to the beams were both found to be acceptable. However, the calculation results of the maximum crack width following GB 50010-2010 and EN 1992-1-1:2004 were considerably conservative. In the context of GB 50010-2010, a revised formula for the crack width is proposed with modifications to two major factors: the average crack spacing and an amplification coefficient of the maximum crack width to the average spacing. The mean value of the ratio of the maximum crack width among the 12 test results and the relative calculation results from the revised formula is 1.017, which is better than the calculation result from GB 50010-2010. Therefore, the new formula calculates the crack width more accurately in high-strength concrete and high-strength steel reinforcement members. Finally, finite element models were established using ADINA software and validated based on the test results. This study provides an important reference for the development of high-strength concrete and high-strength steel reinforcement structures.     

再生混凝土梁正截面裂缝宽度计算方法研究

通过短期荷载作用下再生混凝土梁裂缝宽度试验,分析再生混凝土裂缝开展机理与宽度影响因素,对比再生混凝土与普通混凝土构件裂缝开展机理异同。以黏结滑移理论为基础,结合试验拟合系数,建立再生混凝土构件正截面裂缝最大宽度计算公式。研究结果表明:再生骨料取代率并不是影响再生混凝土裂缝宽度的主要因素,其裂缝整体分布呈现离散性高的特点。通过对多组试验结果反算,验证建议公式的计算精度满足设计要求。     

基于X射线CT的岩石内部裂纹宽度测量

岩石内部裂纹变形、扩展和扩张是试样在裂纹演化阶段的主要过程。研究基于X射线CT的岩石内部裂纹宽度测量问题，根据岩石变形破坏的细观机制，分析了岩石密度损伤与体应变的关系。对脆性岩石来说，岩石的体积变形与其密度损伤有一一对应关系。基于X射线密度损伤增量公式，推导出岩石体应变公式，得到岩石内部裂纹宽度的普适性计算公式。据此测得岩石中两条CT尺度裂纹在不同应力阶段的宽度，并与有关公式进行了比较，相互得到验证。说明在动态条件下岩石内部裂纹宽度测量问题在理论上可以得到解决。     

超高韧性水泥基复合材料新型梁柱节点抗裂性能研究

对9个超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)新型框架梁柱节点低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验研究,分析节点核心区轴压比、体积配箍率等因素对UHTCC节点抗裂性能的影响。结果表明:超高韧性水泥基复合材料取代普通混凝土可以有效控制裂缝宽度,增大轴压比可以提高UHTCC节点试件的抗裂承载能力。在试验研究的基础上,提出UHTCC节点抗裂承载力计算公式,并与试验结果进行比较,两者吻合较好。