钢纤维高强混凝土三桩承台受力性能及承载力计算方法

为了探讨钢纤维高强混凝土三桩承台的受力性能和破坏机理,通过10个平面尺寸为831 mm×831 mm×831mm、厚度为200~400 mm的钢纤维高强混凝土三桩承台试验,测试了承台的裂缝开展、破坏形态、荷载-挠度曲线、混凝土和钢筋应变,分析了钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率和配筋方式以及混凝土强度对承台承载力的影响。结果表明,钢纤维高强混凝土三桩承台发生冲切破坏,符合桁架拱受力机理。随着钢纤维体积率和承台有效厚度的增加,承台承载力明显提高,配筋率和配筋方式对承台承载力也有一定影响。根据试验研究和理论分析,提出了与普通混凝土三桩承台承载力计算方法相衔接的钢纤维高强混凝土三桩承台承载力计算模型和公式,为完善CECS38:2004《纤维混凝土结构技术规程》提供了依据。     

钢纤维高强混凝土承台裂缝与破坏形态分析

通过钢筋钢纤维高强混凝土四桩桩基承台模型试验,分析了承台从加载到破坏全过程裂缝的发展规律,包括承台侧面、底面、顶面裂缝的出现,裂缝的发展和裂缝宽度的变化以及破坏时裂缝的分布形态。结果表明:钢筋钢纤维高强混凝土四桩承台裂缝形态随着钢纤维体积率、配筋率、配筋方式的不同而变化,承台破坏时呈现出弯曲破坏构件的裂缝特征。     

钢纤维高强混凝土承台承载力影响 因素试验研究

通过17个平面尺寸700 mm x 700 mm、厚度150 } 400~的钢筋钢纤维高强混凝土四桩承 台受力性能试验,探讨了混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率、钢纤维类型等对承台 开裂荷载和极限承载力的影响。结果表明,随着钢纤维体积率、承台有效厚度、混凝土强度、配筋率 的增加,承台承载力显著提高,同时钢纤维类型对承台承载力也有一定影响,在建立钢纤维高强混凝 土承台极限承载力计算公式时,应充分考虑到这些因素的影响     

钢纤维高强混凝土的劈拉及剪切变形性能

通过钢纤维高强混凝土的劈拉和剪切性能试验,分析钢纤维对高强混凝土劈拉和剪切变形性能的影响。结果表明,钢纤维的加入有效地改善了高强混凝土的劈拉和剪切变形性能。劈拉荷载作用下,钢纤维高强混凝土的劈拉变形能力随钢纤维体积率的增大而提高;剪切荷载作用下,钢纤维高强混凝土的初裂和破坏变形均随着钢纤维体积率的增大而增大,当钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维高强混凝土的初裂变形较相应的普通高强混凝土提高了42%~65%,剪切韧性提高了4~5倍。此外,研究表明钢纤维类型对高强混凝土劈拉及剪切荷载作用下的变形性能具有不同程度的影响。     

钢纤维高强混凝土梁受剪性能试验及有限元分析

采用非线性有限元模拟与试验研究相结合的方法,以6根钢纤维高强混凝土梁试验为基础,分析钢纤维高强混凝土梁受剪性能。采用ABAQUS分析软件,选择合适的高强混凝土与高强钢筋本构关系,将边界条件和荷载加载到有限元模型上,建立钢纤维高强混凝土梁的非线性有限元模型。将该有限元模型模拟所得与试验所得荷载-变形曲线对比分析,验证模型合理性,并用模型分析试验未考虑因素剪跨比、纵筋率和配箍率对钢纤维高强混凝土梁受剪性能的影响。     

装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能试验研究

为验证装配式钢筋混凝土梁螺栓连接的合理性和可行性。按工程中常见的梁尺寸,等比例设计并制作3个试验构件,通过控制试件节点处的高强螺栓规格进行对比,对3根足尺试验梁进行静力加载试验与分析,来研究装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能。通过观察试验过程、分析试验结果,对比分析各试验试件的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、刚度变化、挠度实测值、延性等力学性能指标。结果表明：新型试验梁的破坏形式为适筋破坏,满足适筋梁正截面受弯三个受力阶段,破坏位置出现在螺栓连接节点外混凝土处10 cm～15 cm,梁支座处及节点核心区未发生破坏。节点传力性能良好,承载力高,受力性能好,此新型梁螺栓连接合理、可行。螺栓规格的降低使构件承载力下降,初始刚度变化较小。研究结果可为类似梁螺栓连接提供参考依据。     

钢纤维混凝土的破坏形态及其分析

本文对钢纤维混凝土板式试件进行了双轴受压试验研究。并分析了钢纤维混凝土的破坏形态及增强机理。其中素混凝土试件被破坏呈劈裂式，钢纤维混凝土试件破坏呈断裂式。钢纤维的加入使混凝土的强度和延性得到明显增强。     

钢纤维混凝土在单向拉伸时的增强机理与破坏形态的分析

本文对钢纤维混凝土的性能进行了单向拉伸试验和理论研究。对钢纤维混凝土增强机理的两种主要理论作了详尽的讨论。从断裂力学理论出发,导出了与复合材料理论相一致的乱向短钢纤维混凝土的抗拉强度公式。钢纤维混凝土的几种破坏形态分析的结果与试验结果符合良好。     

钢纤维混凝土的破坏形态及其分析

本文对钢纤维混凝土板式试件进行了双轴受压试验研究。并分析了钢纤维混凝土的破坏形态及增强机理。其中素混凝土试件被坏呈劈裂式，钢纤维混凝土试件破坏呈断裂式。钢纤维的加入使混凝土的强度和延性得到明显增强。     

钢纤维自密实混凝土梁抗剪性能的试验研究

对15根自密实钢筋-钢纤维混凝土梁和6根普通自密实钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究,通过荷载-跨中挠度曲线、剪跨区荷载-混凝土主应变曲线和荷载-箍筋应变曲线,分析了钢纤维掺量、剪跨比和配箍率对梁抗剪性能的影响。基于试验结果,对比了Rilem TC 162-TDF和CECS 38:2004抗剪公式,并与实测值进行了比较。结果表明,钢纤维能够显著的提高无腹筋梁的变形能力和承载能力,改善破坏形态。由钢纤维部分取代箍筋使梁具有更好的抗剪性能;Rilem TC 162-TDF与实测值吻合较好。     

三点弯曲下的钢纤维高强混凝土断裂能

通过100个尺寸为100mm×100mm×515mm的不同体积率的钢纤维高强混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积率和裂缝相对切口深度对高强混凝土断裂能和作用力功的影响。结果表明,钢纤维改善了高强混凝土的断裂性能与延性。钢纤维高强混凝土断裂能增益比、作用力功增益比以及延性指数随着钢纤维体积率的增加而线性增加,随着切口深度的增加而降低;外力功对断裂能的大小起较大作用。在分析试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土作用力功和断裂能的计算公式。     

检修闸门门槽承载力性能及破坏模式

通过3个缩尺检修门槽试件的静力试验,研究了不同配筋率下检修门槽试件的极限承载力与破坏模式。采用ABAQUS软件,在验证了计算结果与试验结果吻合良好的基础上,以拉西瓦水电站进水口检修门槽原型为对象,分析了不同剪跨比、水平钢筋布置形式对检修门槽破坏形态的影响,明确了检修门槽破坏模式及其荷载传递机理。结果表明:二期混凝土内无构造措施时,门槽受剪承载力高于其局部受压承载力;在满足局部受压承载力的条件下,剪跨比大于或等于0.18时门槽主要发生混凝土压杆失效引起的剪切破坏,剪跨比小于0.18时门槽主要发生局部滑移破坏;增加顺水流方向水平钢筋层数可提高检修门槽受剪承载力。     

碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的抗剪设计方法

通过对3根碳纤维布加固钢筋钢纤维混凝土梁的试验研究,对用碳纤维布加固的钢筋钢纤维混凝土梁的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行了研究与分析.并根据试验结果分析,提出了一种简化的受剪承载力计算公式.     

波流荷载作用下风机混凝土高桩承台拉应力超限区分布研究

采用有限元软件建立实体模型、壳单元模型和管单元模型,对不同波流荷载工况下高桩混凝土承台进行有限元分析,得到承台混凝土拉应力分布。通过对不同拉应力区间混凝土体积统计分析,得到高桩承台拉应力超限区混凝土的分布规律。结果表明:波流荷载使高桩承台混凝土拉应力极值增加,但是拉应力超限区减小,且超限混凝土的拉应力分布区间主要为低拉应力区,极值拉应力区间的混凝土很少。根据拉应力超限区混凝土分布规律,给出了高桩混凝土承台拉应力控制值参考标准,为实际施工提出有益建议。     

钢纤维自密实混凝土梁抗剪性能的研究

本文对15根自密实钢筋-钢纤维混凝土梁和6根普通自密实钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究，通过荷载-跨中挠度曲线、剪跨区荷载-混凝土主应变曲线和荷载-箍筋应变曲线，分析了钢纤维掺量、剪跨比和配箍率对梁抗剪性能的影响。基于试验结果，对比了Rilem TC 162-TDF和CECS 38:2004抗剪公式，并与实测值进行了比较。结果表明，钢纤维能够显著的提高无腹筋梁的变形能力和承载能力，改善破坏形态。由钢纤维部分取代箍筋使梁具有更好的抗剪性能；Rilem TC 162-TDF与实测值吻合较好。     

钢纤维混凝土背管结构模型试验研究

结合三峡电站厂房背管结构的优化设计,对背管结构进行模型试验研究。在进行材料试验的基础上,分别进行了常规混凝土、钢纤维混凝土和少筋混凝土试验,重点研究了背管结构的初裂荷载、极限荷载、混凝土应变、钢筋和钢衬应力,比较了背管结构采用钢纤维混凝土与常规混凝土的特性,分析了钢纤维混凝土与钢筋相互作用机理。试验结果表明：在同等条件下,采用钢纤维混凝土可以明显提高混凝土结构的抗裂能力,但混凝土结构的限裂作用仍然主要依靠钢筋,两者结合使背管结构工作特性更好。     

GFRP加固高强混凝土柱偏压性能的实验研究和有限元分析

为研究ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱偏压性能,对10根ＧＦＲＰ加固高强混凝土柱试件进行偏压试验 研究以及有限元分析,试验参数有偏心距、加固方式（横向约束加固、纵向抗弯加固、混合加固）、加固层 数。得到了加固柱的极限承载力、荷载－挠度曲线、ＧＦＲＰ应变分布、裂缝的发展情况和破坏形态等。分 析结果表明,横向粘贴ＦＲＰ显著提高小偏心试件的承载力和延性,对大偏心试件承载力的提高不明显。 纵向粘贴ＦＲＰ可以明显提高大偏心试件的承载力,但会增加试件破坏的脆性。混合加固大偏心试件效 果最好,混合加固小偏心试件优势不明显。     

双层高强螺旋箍筋约束混凝土轴压短柱强度和延性的研究

为了研究双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱在轴压作用下的强度和延性,在国内外学者对约 束混凝土研究的基础上,分析其应力－应变曲线和破坏形态,进而探讨箍筋形式和配箍特征值（综合影 响因素）对双层高强螺旋箍筋约束混凝土短柱强度和延性性能的影响。研究结果表明:模拟与试验结果 吻合较好,增大双层高强螺旋箍筋约束混凝土试件的配箍特征值对提高钢筋混凝土圆柱的极限承载力 和延性有明显效果,结果偏于安全。     

钢纤维温凝土背管结构模型试验研究

结合三峡电站厂房背管结构的优化设计，对背管结构进行模型试验研究。在进行材料试验的基础上，分别进行了常规混凝土、钢纤维混凝土和少筋混凝土试验，重点研究了背管结构的初裂荷载、极限荷载、混凝土应变、钢筋和钢衬应力，比较了背管结构采用钢纤维混凝土与常规混凝土的特性，分析了钢纤维混凝土与钢筋相互作用机理。试验结果表明：在同等条件下，采用钢纤维混凝土可以明显提高混凝土结构的抗裂能力，但混凝土结构的限裂作用仍然主要依靠钢筋，两者结合使背管结构工作特性更好。     

素混凝土桩复合地基承载机理的离散元分析

采用二维离散单元法模拟了素混凝土桩复合地基的浅层平板载荷试验。将数值试验结果与现场试验结果对比,以验证离散单元法的适用性,并基于加载过程中地基土体的宏微观响应,分析复合地基的破坏机理。分析结果表明:土体的转动场、应力偏转等变化较大的区域主要集中在直接承载的桩体周边区域,越向外侧所受影响越小;当荷载超过地基极限承载力时,复合地基发生冲切破坏,桩端发生刺入破坏;桩顶荷载、桩侧阻力、桩端阻力、桩土应力比与沉降的变化规律与现场试验结果相似,说明采用离散元法分析素混凝土桩复合地基的承载机理是可行的。