高强混凝土自收缩对钢管混凝土轴压力学性能的影响

采用非线性有限元法,以钢管与混凝土之间的黏结初应力代表核芯混凝土的收缩作用,通过计算得出钢管高强混凝土轴压构件在不同程度自收缩作用影响下的压力-应变全过程曲线。通过对这些曲线的分析,总结了核芯混凝土纵向收缩单独作用、径向收缩单独作用及2个方向同时收缩作用时对钢管高强混凝土轴压构件压力-应变全过程曲线的影响。结果表明,自收缩会降低钢管混凝土构件的比例极限和屈服强度,同时会降低构件的模量,对构件的极限承载力有不利的影响。     

高强约束混凝土框架柱抗震性能的研究

通过九根强度68．3－76．5MPa，采用箍筋约束的高强约束混凝土框架柱在低周反复作用下的试验研究，分析了影响高强混凝土框架柱延性的主要因素。着重提出了在满足构件有限延性基础上的，可用于工程设计的轴压比限值和配箍水平限值。在试验结果与按照文献[6]建议方法的计算对比基础上，提出了高强约束混凝土压弯构件正截面强度计算方法的建议。     

高强混凝土受弯构件延性的截面宽度效应

研究截面宽度对高强混凝土受弯构件性能的影响。混凝土立方体强度达 118MPa的受弯构件试验表明 :开裂荷载、屈服荷载和最大荷载与构件截面宽度成正比 ,构件的截面宽度越大 ,其极限转角、挠度延性及压区混凝土极限压应变也越大。     

配筋梯度混凝土梁裂缝宽度实用计算方法

截面压区采用高强高性能混凝土、拉区采用普通混凝土的配筋梯度混凝土受弯结构构件,可充分利用抗压强度高的高强高性能混凝土及经济性好的普通混凝土优点,实现二者有机结合。试验表明拉区普通混凝土初凝前将压区高强混凝土浇筑完毕,有利于保证强度差异较大的异强混凝土中的水泥浆几乎同时开始水化,在硬化并达到设计强度后,两类混凝土可协同整体工作,验证了所构建的配筋梯度混凝土梁的有效性和可实施性。以承载能力极限状态控制截面相对受压区高度为基本参数,开展拉压区为异强混凝土的配筋梯度混凝土简支梁的受弯性能试验基于截面应力应变分布规律,提出该类矩形截面受弯构件开裂前瞬时受压区高度表达式与建议取值,按截面应力应变法和塑性影响系数法获得开裂弯矩表达式。基于试验结果,提出该类受弯结构构件平均裂缝间距、平均裂缝宽度以及最大裂缝宽度实用计算方法。为配筋梯度混凝土受弯构件正常使用极限状态分析创造了基本条件。     

高强方钢管高强混凝土短柱轴压性能

选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。     

圆钢管高强混凝土轴压短柱受剪承载力分析

为了深入研究钢管高强混凝土轴压短柱破坏模式与破坏机理,提出适合钢管高强混凝土轴压短柱极限承载力计算方法,针对圆钢管高强混凝土轴压短柱大都发生剪切破坏这一典型现象,引入莫尔-库仑强度理论,从理论上分析其发生剪切破坏的原因和受力机理,并从剪切破坏的角度提出了钢管高强混凝土轴压短柱承载力计算方法。利用基于圆钢管高强混凝土轴压短柱试验研究和有限元分析回归得到的处于复杂应力场中的钢管纵向应力σv-纵向应变ε关系曲线和钢管横向应力σh-纵向应变ε关系曲线的数学表达式,得到了钢管高强混凝土轴压短柱承载力包络线的简化计算方法,简化计算曲线与试验曲线吻合良好,可用于分析钢管高强混凝土轴压短柱的受剪承载力。     

高温时高强混凝土瞬态热应变的试验研究

本文通过对36个混凝土棱柱体试件(100mm×100mm×300mm)高温变形试验,研究了高温时高强混凝土(C60,C80)自由膨胀应变、恒定压应力下的温度应变和瞬态热应变的变化规律,并与普通强度混凝土(C30)高温变形性能进行了比较。结果表明,高强混凝土在恒定应力下的温度变形与普通强度混凝土有较大的不同,而且混凝土的温度应变与初始应力水平和温度值等密切相关。通过分析建立了高强混凝土自由膨胀应变和瞬态热应变的计算公式,计算结果与试验曲线吻合较好。     

高强箍筋约束高强混凝土本构模型研究

通过31根高强箍筋约束高强混凝土棱柱体试件的轴心受压试验,对约束高强混凝土的应力-应变本构关系进行了研究。结果表明,采用高强箍筋约束是防止高强混凝土应力-应变曲线陡然下降的有效措施;箍筋间距较小、强度较高、形式较复杂的约束混凝土试件,具有较高的箍筋侧向约束力,其应力-应变曲线的下降段较为平缓,显示出良好的延性性能;对于高强箍筋约束高强混凝土试件,当其达到峰值强度时,高强箍筋不一定屈服,即取箍筋屈服强度计算有可能高估约束混凝土峰值强度的提高程度。在试验的基础上,提出一种计算约束混凝土达到峰值强度时相应高强箍筋应力大小的迭代方法;通过对试验结果的回归分析,得到高强箍筋约束高强混凝土峰值强度、峰值应变及极限应变的计算公式;提出一种适合于高强箍筋约束高强混凝土轴心受压的应力-应变关系本构模型,并结合试验结果与国内外几种典型本构模型进行对比,结果表明该模型与试验曲线吻合较好。     

高强箍筋约束高强混凝土柱的抗轴压性能

为了研究高强箍筋约束高强混凝土柱的抗轴压性能,定量分析该类型柱的强度和变形提高程度,进行了31根高强箍筋约束高强混凝土方形截面柱的轴心受压试验。在试验的基础上,分析箍筋强度、箍筋间距和箍筋形式对其强度和变形性能的影响;结合国内外试验数据,通过回归分析提出高强箍筋约束高强混凝土峰值强度和极限应变的计算公式。     

核心高强混凝土柱轴心受压承载力分析

为验证在核心高强素混凝土短柱试验研究基础上提出的核心高强混凝土柱轴心受压承载力计算公式的正确性,对3根核心高强混凝土柱和1根普通钢筋混凝土柱进行轴压试验,并对试验柱的破坏特征进行分析,对核心高强混凝土柱轴心受压承载力计算公式予以验证。结果表明:核心高强混凝土柱的破坏特征与普通钢筋混凝土柱相似,承载力有明显的提高;试验结果与文献[3]所提公式的轴心受压承载力计算值吻合良好。     

钢管混凝土柱侧压效应系数分析和极限强度计算

经分析计算得出钢管混凝土柱的混凝土侧压效应系数计算公式；研究提出适用于钢管普通混凝土和钢管高强混凝土受压构件极限强度的计算公式和简化算式．     

钢管混凝土构件极限承载力分析

将钢管混凝土构件看成是钢管和混凝土两种元件组成的构件，通过二者的相互作用关系讨论，导出了在αfy〈54MPa的情况下，能适用于普通混凝土与高强混凝土的钢管混凝土构件的极限承载力计算公式。通过试验分析，其计算值与实测值吻合较好，从而避免了将核心混凝土分成普通和高强混凝土计算的麻烦，为钢管混凝土构件的设计提供了方便。     

钢管高强混凝土压弯构件抗震性能的试验研究

本通过对8根钢管高强混凝土压弯构件试件在恒定轴力和水平周期反复荷载作用下抗震性能的试验研究，阐述了混凝土强度、轴压比和含钢量对钢管高强混凝土压穹构件延性性能的影响．由试验结果分析了影响构件延性性能的主要原因及因素。并提出建议。     

活性粉末混凝土加固高强混凝土小偏压柱试验研究

为验证活性粉末混凝土(RPC)加固高强混凝土小偏压柱的有效性,对4根近似足尺RPC加固高强混凝土柱进行小偏压一次受力试验研究,通过与另1根同配置未加固的高强混凝土小偏压柱试验结果进行对比,研究不同强度等级RPC及加固层是否加有钢筋网对高强混凝土小偏压柱破坏特征和受力性能的影响。并对RPC的纵向应变﹑纵筋应变﹑柱的截面应变﹑纵向挠度及极限承载力进行分析。试验结果表明,RPC加固效果显著,对高强混凝土小偏压柱的极限承载力提高非常明显,且能有效改善高强混凝土小偏压柱裂缝分布情况,提高试件延性。     

顺德地区C50～C60高强混凝土回弹法与钻芯法比对试验研究

通过对顺德地区具有代表性的在建工程C50～C60高强度混凝土进行回弹和钻芯比对试验,并分别采用《高强混凝土强度检测技术规程:JGJ/T 294—2013》[1]的测强曲线和《高强混凝土强度回弹法检测技术规程:DBJ/T 15-186—2020》[2]的测强曲线进行强度换算。研究表明:(1)各强度等级实际钻芯强度满足设计要求;(2)文献[2]强度换算值文献[1]强度换算值芯样抗压强度值;(3)文献[1]强度换算与钻芯强度比值更接近正态分布,与钻芯相关性更强。     

高强混凝土剪力墙耐火极限的精细模拟与计算

本文对高强混凝土剪力墙在火灾下真实行为建立精细化数值模型，通过建立温度场模型，对受热响应进行对比验证，分析迎火面对流传热系数、综合辐射系数、混凝土含水率等对温度场的影响；建立顺序热力耦合模型，对结构响应进行对比验证，对混凝土强度、保护层厚度、钢筋强度和配筋率进行参数分析，以此研究高强混凝土剪力墙在火灾下平面外变形及耐火极限；基于荷载水平判定准则和温度场计算结果，推导出高强混凝土剪力墙耐火极限计算方法，该方法计算值与有限元模拟结果吻合良好。分析表明：增大对流传热系数对极限温度影响不大；增大综合辐射系数，迎火面附近温度显著增加；增大混凝土含水率对迎火面附近温度影响极小，但对背火面附近温度提升显著。增大混凝土强度，高强混凝土剪力墙平面外变形减小，其耐火极限得到提高；合理增大保护层厚度可以有效提高构件的耐火极限。在耐火等级为一级、二级、三级时，混凝土保护层厚度建议分别取30mm、25mm、15mm;钢筋强度对墙体耐火极限几乎没有影响；高强混凝土剪力墙配筋率越大，耐火极限显著降低。该文提出的耐火极限计算方法对高强混凝土剪力墙的耐火设计提供了支撑。     

轴心受压钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱的力学性能研究

对钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱的轴压力学性能进行了试验研究和理论分析。通过13根短柱试件的轴压试验,研究了混凝土的强度、方钢管的宽厚比和型钢的用量等因素对该组合柱受力性能的影响。试验结果表明,方钢管、混凝土和钢骨的协同工作使该组合柱具有很高的承载力和很好的延性,其中方钢管的宽厚比是影响核心混凝土强度提高的主要因素,而混凝土的强度、方钢管的宽厚比和型钢的用量等因素对构件延性的提高均具有显著影响。在试验研究的基础上提出了核心约束混凝土的应力-应变模型,并利用该模型对钢骨-方钢管自密实高强混凝土轴心受压短柱的荷载-轴向变形关系曲线进行了计算,计算得到的极限承载力和峰值荷载后的变形规律均与试验结果吻合良好。该模型还可用于抗震结构中组合柱弯矩-曲率关系曲线的分析。     

钢筋钢纤维高强混凝土梁抗弯性能的试验研究

通过 2 5根钢筋钢纤维混凝土梁的抗弯性能试验 ,研究了钢纤维和高强混凝土对受弯构件初裂强度、极限强度和延性的影响。给出了钢筋钢纤维高强混凝土受弯构件的正截面承载力计算公式     

高强混凝土局部承压极限强度理论

本文根据高强混凝土局部承压试验研究和有限元计算分析，提出了混凝土局部承压极限强度理论，即：“混凝土微柱剪压破坏理论”。用力的扩散和“混凝土微柱剪压破坏”模型，可较好地描述局压区的受力特性及破坏机理，不仅对中心局压，而且对边、角边的局压都得到比较符合实际的解释。由此导得的局部承压强度理论计算公式，其计算结果与试验结果比较符合。     

高强混凝土剪力墙屈服位移计算方法

考虑高强混凝土受压强度高等特点,在高强混凝土剪力墙截面刚达到屈服状态时,假定截面受压区混凝土压应力为线性分布,基于平截面假定,用弯矩曲率分析法得到了剪力墙截面屈服曲率公式。采用屈服曲率公式,对影响高强混凝土剪力墙屈服曲率的参数进行了分析。结果表明,除轴压比外,纵向受力钢筋屈服应变对屈服曲率影响最大;在轴压比较大时,剪力墙截面两端翼墙的影响也较大。通过对计算结果的回归分析,提出了考虑轴压比、纵向受力钢筋屈服应变和剪力墙截面两端翼墙面积影响的屈服曲率计算公式。提出了高强混凝土剪力墙顶点屈服位移的计算公式,公式的计算值与12个高强混凝土高悬臂墙顶点屈服位移的试验值比较吻合。简化公式也适用于普通混凝土剪力墙的屈服位移计算。