钢-混凝土组合扁梁承载力性能的试验研究

对一种新型组合梁-钢混凝土组合扁梁的承载力性能进行了试验研究, 共完成3根不同形式的构件: 简支组合扁梁、框架组合扁梁和悬臂组合扁梁。本文还依据组合梁的基本理论对其受力性能做了理论分析, 并与3根试验梁的结果进行了比较。结果表明: 简支组合扁梁, 忽略弹性中和轴以下受拉的混凝土的影响, 采用等效换算截面方法计算所得的刚度和极限承载力与试验结果比较吻合; 悬臂梁只考虑混凝土板中配置的负弯矩钢筋, 忽略混凝土, 计算所得的刚度和极限承载力比试验结果略微偏小, 但相差不大。     

组合扁梁楼盖受力性能分析

根据国内外对组合扁梁楼盖的研究和应用 ,介绍了组合扁梁楼盖受力性能的研究现状 ,总结了其受力性能研究方面的已有成果和急需解决的问题 ,着重分析了组合扁梁这一新型组合构件的受力特点和研究发展趋势。     

高强钢-混凝土新型组合扁梁受力性能有限元分析

采用ABAQUS对一高强钢-混凝土新型组合扁梁的受力性能与传统组合扁梁进行对比,分析钢材强度对新型组合扁梁受力性能的影响。结果表明:与传统组合扁梁相比,新型组合扁梁受力性能更为优越,在截面高度和用钢量相同的条件下,新型组合扁梁承载力提高约9.7%,刚度提高约0.88%;钢材强度对新型组合扁梁承载力影响较大,对刚度影响较小。     

高强钢-混凝土新型组合扁梁受力性能有限元分析

采用ABAQUS对一高强钢-混凝土新型组合扁梁的受力性能与传统组合扁梁进行对比,分析钢材强度对新型组合扁梁受力性能的影响。结果表明:与传统组合扁梁相比,新型组合扁梁受力性能更为优越,在截面高度和用钢量相同的条件下,新型组合扁梁承载力提高约9.7%,刚度提高约0.88%;钢材强度对新型组合扁梁承载力影响较大,对刚度影响较小。     

型钢加固钢筋混凝土梁的受力分析

通过对型钢加固钢筋混凝土梁的受力分析,依据所作的基本假定分析了加固前后梁截面的应变及应力变化,推导了加固前后梁的承载力、型钢与梁间剪应力以及加固梁抗弯刚度的计算式;得出型钢加固钢筋混凝土梁可大幅度提高梁的抗弯能力,同时也有效提高梁抗弯刚度的结论;最后提出对加固材料性能和加固前梁上荷载的定性要求。     

帽型组合扁梁力学性能分析

本文采用三维有限元分析软件ABAQUS对帽型组合扁梁的力学性能进行了分析,模型中考虑了混凝土受拉开裂及钢筋在混凝土板中的分布,采用节点耦合和弹簧单元两种方法模拟栓钉的力学性能。有限元分析结果和试验结果进行了对比,验证了理论分析的正确性。研究结果表明:帽型组合扁梁具有良好的延性;加载点沿跨度方向作用点不同对组合扁梁的力学性能影响很小;混凝土开裂后剪力连接件的存在能提高构件在弹塑性阶段的刚度和承载力;对比结果表明,采用弹簧单元能较好模拟栓钉的力学性能。     

碳纤维板加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验

选择不同的碳纤维板板宽、数量、有无锚固措施及不同的锚固方式等作为试验参数,对9根采用碳纤维板加固的钢筋混凝土梁进行了抗弯性能研究。试验结果表明:这些加固措施有效地提高了梁的抗弯极限承载力和刚度,较好地约束裂缝的发展,具有良好的加固效果。有良好锚固措施时,其抗弯承载力显著提高。     

钢筋混凝土无边梁扁梁边节点受力性能试验研究

钢筋混凝土扁梁通常是指梁宽大于梁高且梁宽一般超过柱子的截面宽度。因此采用钢筋混凝土扁梁结构体系可有效地降低结构层高和总高,或在总高不变的情况下增加结构楼层数,从而加大使用面积。同时由于扁梁很宽,一方面受力钢筋集中在同一排布置,可增加梁截面的有效高度,以便充分发挥已压得很扁的梁的承载力;     

钢筋混凝土有边梁扁梁边节点受力性能试验研究

通过对钢筋混凝土有边梁扁梁边节点加载试验,对比分析了扁梁宽度与柱宽三种不同比值的扁梁端部节点破坏机制,承载力、变形、裂缝和破坏形态等受力特性,验证了现有的钢筋混凝土扁梁节点设计方法的正确性,同时突破了《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)对扁梁截面宽度限值的要求,为钢筋混凝土扁梁节点设计方法及工程应用提供了科学依据。     

深肋组合扁梁肋部混凝土受力分析

为了简化深肋组合扁梁理论计算模型,同时对中国现有的深肋压型钢板板型进行改进,通过有限元软件ANSYS对深肋组合扁梁的正、负弯矩区进行有限元分析,并利用现有的试验结果进行验证分析,得知深肋组合扁梁肋部混凝土在梁受力全过程中应变均很小,承担的荷载很小,因此在受力上可以忽略;同时揭示了深肋组合扁梁的部分受力特点,为深肋压型钢板选型提供力学参考.结果表明：在对深肋组合扁梁进行理论计算时可以忽略肋部混凝土的影响,同时在满足楼板承载力和构造要求下,可以进一步改进深肋压型钢板板型,减轻质量.     

部分剪力连接预应力组合箱梁受弯性能试验研究

为研究剪力连接程度对预应力钢与混凝土组合箱梁的界面相对滑移、挠度及受弯承载力的影响,设计制作了4根不同剪力连接程度预应力钢与混凝土组合箱梁模型试件,采用三分点对称加载,对其进行了受弯性能试验研究。研究表明,随着剪力连接程度的降低,变形及界面滑移明显增大,承载能力有所降低,但并不与剪力连接程度成正比关系,连接程度为0.5的组合箱梁承载力较完全连接组合箱梁降低不到30%。结合国内外7根部分剪力连接组合梁试验资料, 运用最小二乘法,对欧洲规范EC4中关于部分剪力连接组合梁承载力计算公式进行了修正。结果表明,修正值与实测值吻合良好,满足工程精度要求。     

圆形截面组合柱-钢梁框架节点受剪承载能力分析

本文以北京LG大厦工程为背景,通过对按“弱梁强柱强节点”和“强梁强柱弱节点”设计的两组共6个圆形截面组合柱-钢梁框架节点试件的低周反复荷载试验,研究了此种节点的核心区初裂受剪承载力和屈服受剪承载力,并提出各自的受剪承载力计算公式。     

框架深肋组合扁梁受弯性能的试验研究

对两根尺寸完全相同但纵向配筋率不同的框架深肋组合扁梁进行了静力单向加载试验研究,得到其荷载-挠度关系,不同荷载条件下截面应变分布,混凝土裂缝的发展和分布特征以及试件的破坏模式。试验结果表明:纵向配筋率对框架深肋组合扁梁的弹性阶段刚度影响较小,对极限承载力有一定的影响,同时配筋的增加改善了负弯矩区的开裂状况;在弹性阶段,钢梁、钢筋与受压区的混凝土在弹性受力阶段能够近似保持平截面,板肋处的混凝土分担的荷载很小。     

混凝土梁抗剪承载力加固新方法的试验研究

提出了在混凝土梁抗剪承载力不足时的一种加固新方法,即采用钢筋后锚固于混凝土梁的受剪区域,使之起到箍筋或弯起钢筋的抗剪作用,并制作试件对此进行了试验研究。研究结果表明,对比未加固的试件,采用本方法加固后,后锚固筋的存在迟滞了裂缝的发展,提高了开裂荷载,减小了相同荷载作用下的裂缝宽度,使裂缝由宽而稀变为细而密,表现出了良好的受力状态,并大幅度地提高了梁的抗剪能力。考虑到后锚固筋受力相对滞后的试验现象,在计算方法上,本加固方法采用了混凝土梁中弯起钢筋抗剪的计算公式并稍加改进后进行承载力估算,计算结果与实测值较为接近,并具有一定的安全储备。     

腹部开孔钢筋混凝土简支梁受剪承载力计算

基于29个腹部开圆孔和42个腹部开矩形孔的钢筋混凝土简支梁的试验结果,针对不同受剪破坏形态,提出了腹部开孔的钢筋混凝土简支梁孔侧剪切破坏下的受剪承载力下限值计算公式以及上下弦杆剪切破坏下的受剪承载力计算公式,计算公式中反映了孔洞尺寸、加强腹筋、梁纵筋面积、弦杆高度、剪跨比等参数的影响。通过和国内外共计122个钢筋混凝土开孔简支梁试件试验数据的对比表明,建议公式的计算结果与试验结果吻合较好,且具有适当的安全储备。并给出了建议公式的推荐适用范围,可供实际工程设计参考。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力试验研究

根据12根钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪试件的试验结果,讨论了钢纤维体积率、剪跨比、钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面破坏形态和受剪承载力等的影响,建立了钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算模型,给出了与钢筋混凝土牛腿计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算公式,并进行了数值计算。结果表明,钢纤维对钢筋混凝土牛腿斜截面破坏形态影响较小,但能够提高牛腿的延性。随钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度的增加,钢筋钢纤维混凝土牛腿的斜截面受剪承载力逐渐提高,随剪跨比的增大,受剪承载力随之降低。数值计算时,以达到钢纤维混凝土抗剪强度为破坏标准来控制迭代收敛,计算结果与试验结果吻合较好。     

剪切连接度对组合梁工作性能的影响

为探讨剪切连接度对组合梁工作性能的影响,采用有限元软件ANSYS建立模型,并通过组合梁模型计算分析了剪切连接度对滑移、截面应变分布、挠度及极限承载力的影响,得到了一些有意义的结论。     

织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究

基于不同剪跨比的织物增强混凝土(TRC)加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验,研究被加固梁的斜截面抗剪承载力及其破坏形态的变化,并研究剪跨区加固后梁的变形特点。试验结果表明,加固措施可以有效地提高梁的斜截面抗剪承载力,改善梁的斜截面破坏的脆性,对斜裂缝的发展有一定的约束作用,并减小梁在斜裂缝出现前的挠度。试验还表明,对剪跨比较大的RC梁,采用织物增强混凝土薄板加固后,其斜截面抗剪承载力提高幅度较大:当剪跨比为1时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高4%;当剪跨比为2.5时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高68%。在试验研究的基础上,给出TRC薄板加固梁的受剪承载力设计计算公式,公式计算结果与试验结果基本吻合。     

钢纤维再生混凝土T形梁抗剪性能试验研究

为研究再生混凝土T形梁的抗剪性能,以再生骨料取代率、钢纤维体积率、配箍率和剪跨比为参数设计了5个再生混凝土T形梁。通过单调加载试验,对再生混凝土T形梁的破坏特征、承载力、变形能力以及钢筋应变结果进行了研究,并基于现有规范和试验数据对各试件的峰值承载力计算方法进行了研究。结果表明,梁的抗剪承载力受再生粗骨料的影响较小,但再生粗骨料的使用会降低梁的刚度及变形能力,使梁的剪切脆性破坏特征更为明显;掺加钢纤维或增大配箍率均可以提高梁的承载力和变形能力,有效改善再生混凝土梁的剪切脆性破坏情况;试件的承载能力随剪跨比的减小而增大,但其变形能力随之降低;修正方法得到的抗剪承载力计算值与试验值相比误差较小,可为再生混凝土梁的抗剪设计提供参考。     

锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面受剪性能试验研究

通过对14根锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪性能的试验研究,分析了箍筋和纵筋不同锈蚀程度、剪跨比等因素对斜截面裂缝形成和开展、破坏机理、承载能力等性能的影响,并总结出影响规律,为进一步理论分析提供依据.