碳纤维布加固二次受力下剪弯段开双孔RC梁受力性能

基于剪弯段开双孔RC梁受力的特点,考虑不同的初始荷载,对碳纤维布(CFRP)加固二次受力条件下剪弯段开双孔梁的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,未加固开孔梁的承载力随初始荷载的增大而降低,破坏时梁的底部钢筋没有发生屈服,呈剪压破坏状态;与未开孔RC梁相比,二次受力下各开孔梁的承载力随着初始荷载的增大有明显下降的趋势,当初始荷载分别为未开孔梁极限承载力设计值的20%,40%和60%时,其极限承载力分别降低了26.1%、30.9%和35.5%。初始荷载不超过未开孔梁极限承载力设计值的40%时,开孔梁碳纤维布加固后的极限承载力与未开孔梁相比下降幅度不超过8%,加固效果明显;初始荷载低于未开孔梁极限承载力设计值的60%时,开孔加固梁的底部钢筋屈服,与未开孔梁一样呈受弯破坏形态。     

二次受力条件下低强度开孔梁受力性能试验研究

由于实际工程中有许多在低强度钢筋混凝土梁上开孔的情况,本文对二次受力条件下低强度开孔梁的受力性能进行了试验研究,考虑了初始荷载及孔洞位置两个影响因素,对梁的挠度、应变及承载力进行测量分析。结果表明,初始荷载大小及孔洞位置对梁的开裂荷载没有影响;随着初始荷载的增大,梁的承载能力下降,且在剪弯段开孔比在纯弯段开孔承载力下降更明显;孔洞在梁轴纵向不同位置对梁的破坏形态有影响,孔洞在跨中时梁发生弯曲破坏,在剪弯段时可能发生剪压破坏。     

RC开孔梁承载力试验研究与理论分析

基于孔洞位置、数量、直径、间距以及是否配置加强筋等因素,进行了集中荷载作用下开孔RC梁承载力的试验研究。研究结果表明,在梁的纯弯段和剪弯段开孔对梁的承载力性能影响不同。在纯弯段开孔梁的开裂荷载显著减小;而在剪弯段开孔会使梁的极限承载力明显减小;双孔梁较单孔梁承载力损失更大,剪弯段开双孔除了能进一步减小梁开裂荷载及极限承载力外,能使梁出现明显的脆性破坏;随着梁开孔直径的增加,梁的极限承载力逐渐减小;梁开双孔时,增加两孔间的距离能使开双孔对梁所造成的承载力损伤显著降低;在孔洞周围布置加强筋后能够有效降低因开孔造成的极限承载力的损失,且其极限承载能力的降低值在10%以内。在试验研究的基础上,给出了开孔梁抗剪承载力的计算公式,可为开孔梁的设计及应用提供参考。     

二次受力条件下钢筋混凝土梁填补孔洞后的受力研究

通过对二次受力条件下CGM灌浆料填补修复钢筋混凝土开孔梁进行了试验研究,结果表明,初始荷载对在剪弯段开孔梁的受力性能削弱明显。采用CGM灌浆料填补后,开孔梁的承载力提高,挠度增长减慢,破坏形态为弯曲破坏,随着初始荷载的增大,填补梁破坏时孔洞处裂缝变宽,梁的抗剪承载力降低,但当初始荷载在一定范围内时,填补梁的受力性能基本能接近未开孔梁。     

剪弯段开双孔钢筋混凝土梁受力性能的试验研究

基于剪弯段开双孔钢筋混凝土梁受力的特点,考虑了孔洞数量、间距和位置的因素,对剪弯段开双孔梁在集中荷载作用下的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,与未开孔钢筋混凝土梁相比,未加固开孔梁的承载力随着孔洞数量、间距和位置的变化有不同程度的降低。当孔洞位置靠近支座时,单孔梁、孔间距小于1倍孔径的双孔梁和孔间距大于1倍孔径的双孔梁的承载力分别降低了12.7%、23.3%、16.8%,破坏时梁底部钢筋均未发生屈服,呈剪压破坏状态。当孔洞位置靠近纯弯段时,孔间距小于1倍孔径的双孔梁承载力降低了6.6%,破坏时呈弯曲破坏状态;开孔梁孔周钢筋加固后的承载力与未开孔梁相比仅下降3.1%,加固效果明显,呈弯曲破坏状态。     

碳纤维布加固低强度混凝土开孔梁受力性能研究

对碳纤维布(CFRP)加固低强度混凝土开孔梁的受力性能进行了试验研究,孔开设在梁剪弯段,分为圆孔和方孔两种。研究了开孔梁加固前后的承载力、变形性能,并与未开孔梁进行了对比。试验结果表明,剪弯段开孔后梁的承载力比未开孔梁降低,开孔梁底部钢筋不能发生屈服,呈明显的剪压破坏状态;经碳纤维布加固后,开孔梁的承载力有明显的提高,与未开孔梁基本相当;开孔梁底部钢筋发生屈服,与未开孔梁一样呈明显的受弯破坏状态;试验结果还表明,在加固前后,开圆孔的梁的受力性能均好于开方孔的梁。这些试验结果可为今后混凝土开孔梁的进一步研究提供参考。     

二次受力下碳纤维布加固剪弯段开单孔RC梁受力性能研究

考虑不同的初始荷载,对二次受力条件下未加固开单孔梁和碳纤维布(CFRP)加固开单孔梁的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,与未开孔RC梁相比,二次受力下各开孔梁的承载力随着初始荷载的增大有明显下降的趋势,当初始荷载分别为未开孔梁承载能力极限荷载的20%、40%、60%时,其承载能力极限荷载分别降低了14.8%、19.0%、23.7%,破坏时梁底部钢筋均未发生屈服,呈剪切破坏状态。而碳纤维布加固开孔梁的承载能力极限荷载与未开孔梁相比下降幅度不超过3%,破坏时底部钢筋屈服,与未开孔梁一样呈弯曲破坏形态,加固效果明显。     

不同表面特征GFRP筋加固钢筋混凝土T形梁抗剪试验研究

为研究不同表面特征的GFRP筋对加固后钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,以不同混凝土强度等级、不同纵筋配筋率以及不同表面特征GFRP筋为参数,对9根钢筋混凝土T形梁进行了表面内嵌GFRP筋的静力加载试验,并分析其影响因素。结果表明,GFRP筋的表面特征是影响加固梁破坏形态的重要因素,光圆GFRP筋加固梁更容易发生粘结破坏。内嵌GFRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能提高弯剪段开裂荷载、屈服荷载和极限荷载。光圆GFRP筋加固对弯剪段开裂荷载影响显著,螺纹GFRP筋加固对屈服荷载和极限荷载影响明显。GFRP筋的表面特征对加固梁抗剪承载力的影响要大于混凝土强度等级和纵筋配筋率。GFRP筋表面特征对其应变大小有明显影响,螺纹GFRP筋的应变远大于光圆GFRP筋,因此螺纹GFRP筋利用率高,加固效果好。     

混凝土圆孔梁高温后受力性能试验研究

在建筑装修时，因管道铺设需要在钢筋混凝土梁开设圆孔。为研究其对高温后RC梁受力性能的影响，分别对10根混凝土梁的受弯性能、5根混凝土梁的受剪性能进行试验研究，分析过火温度和圆孔直径对混凝土梁破坏形态、受弯和受剪承载力、荷载-挠度曲线、应变分布和发展等影响，并利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟。研究结果表明：实腹梁经历100、300℃和500℃高温后受弯承载力较常温下的分别降低了9.6%、7.4%和12.5%;在试验参数范围内，是否取孔及孔径大小对混凝土梁的受弯承载力影响较小；常温下圆孔梁的受剪承载力较实腹梁的降低了22.6%;在过火温度100～500℃范围内，圆孔梁的受剪承载力与高温后混凝土的强度关系较大，过火温度对混凝土梁的受剪承载力影响不大；有限元模拟总体上能较好计算试验混凝土梁的受弯和受剪承载力，且模拟结果能合理反映过火温度和开孔对混凝土梁受力性能的影响，从而克服试验离散性导致的规律失真。建议了适用于圆孔梁高温后的受弯和受剪承载力计算式，在试验参数范围内计算式具有较好的计算精度，可用于该类混凝土梁承载力评估。     

玄武岩筋无机聚合物混凝土梁抗剪性能试验研究

玄武岩筋和无机聚合物混凝土都具有良好的耐久性能。通过玄武岩筋无机聚合物混凝土有腹筋梁的抗剪性能试验,获得了梁的破坏形态和裂缝开展情况;研究了试验梁荷载与挠度的关系;探讨了配箍率与剪跨比对其抗剪承载力的影响。结果表明:在剪跨比为1.5、2.0、2.5时,BFRP筋无机聚合物混凝土梁均发生剪压破坏;剪跨比λ=2.0、2.5的试验梁相比λ=1.5的试验梁开裂荷载分别降低10%、20%,极限荷载分别降低3.9%、29.4%;箍筋间距S=100、150 mm的试验梁相比S=80 mm的试验梁极限荷载分别降低6.6%、15.1%;混凝土梁开裂前,挠度增长缓慢,开裂后增长较快,表现为荷载-挠度曲线呈折线变化。     

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。     

硫酸盐和氯盐侵蚀后钢筋混凝土梁的抗剪性能

采用干湿循环方法对试验梁进行硫酸盐和氯盐的加速侵蚀,研究不同腐蚀度和锈蚀率时试验梁的破坏形态、开裂情况、抗剪承载力的退化规律。试验结果表明:当腐蚀试验梁受力荷载超过一定的限值,P-w曲线立即笔直地向上发展,斜裂缝的发展较未腐蚀试验梁突然和迅速。随着腐蚀程度的增大,试验梁斜裂缝的开裂越来越晚。λ=2.22时,相对剪切开裂荷载由增到减的拐点为1.914;λ=1.39时,拐点为2.335。试验梁的极限剪切荷载,经历先增后降的阶段。λ=2.22时,极限剪切荷载增长率达到27.92%;λ=1.39时,极限剪切荷载增长率则达到34.47%。在试验数据的基础上建立了试验梁抗剪性能的退化计算模型,为结构设计及结构加固提供参数。     

预制装配部分外包混凝土组合梁受弯承载力试验研究

为降低大跨、重荷建筑的建设工程造价,提出一种预制装配部分外包混凝土组合梁(PPECB)。设计了7根受弯组合梁试件进行静力试验以研究其受弯性能,考虑浇筑方式、工字钢翼缘厚度、混凝土强度等级、配箍形式对其承载力的影响,研究破坏模式、应变发展和受弯承载力,明确预制装配部分外包混凝土组合梁的破坏机制。结果表明：7根组合梁表现出相似的受力性能,均发生弯曲破坏;PPECB开裂荷载与整浇部分外包混凝土(PEC)梁近似,屈服荷载、峰值荷载略低于整浇PEC梁;随混凝土强度等级的提高,PPECB开裂及屈服荷载增大,但峰值荷载无明显提升;PPECB开裂、屈服、峰值荷载随工字钢翼缘厚度增加而提高;配箍形式对PPECB开裂荷载无明显影响,拉杆形式PPECB屈服、极限荷载均低于半封闭箍筋形式PPECB。给出了预制装配部分外包混凝土组合梁的受弯承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

活性粉末混凝土预应力梁剪切性能研究

通过对未配任何形式抗剪钢筋的活性粉末混凝土无粘结预应力梁做受剪试验研究，得到了RPC预应力梁受剪时的应力及应变分布、开裂荷载及破坏荷载等受力性能与破坏特征，对RPC材料的抗剪性能有了一个初步的了解。     

蜂窝型钢高性能混凝土梁受力性能试验研究

针对不同的型钢保护层厚度、剪跨比、型钢形式以及有无抗剪键这四个因素,对6根蜂窝型钢高性能混凝土梁和1根实腹型钢高性能混凝土梁进行静载试验,以此来探讨这种新型结构的受力性能。试验结果表明:蜂窝型钢高性能混凝土梁符合平截面假定;梁在剪跨比λ≥1.5时的破坏可分为弯剪破坏、剪切劈裂破坏、一般弯曲破坏与弯曲劈裂破坏四种形态;蜂窝型钢高性能混凝土梁的黏结滑移性能明显优于实腹型钢高性能混凝土梁;在蜂窝型钢中加入抗剪键对梁的极限承载力、黏结滑移及挠度变化影响不大;蜂窝型钢高性能混凝土梁的刚度比扩张前的实腹型钢高性能混凝土梁的刚度大,且延性要好;型钢保护层厚度对梁的极限承载力影响较大;梁的极限承载力及开裂荷载与剪跨比有关,具体表现为随着剪跨比的减小而变大。研究将为蜂窝型钢高性能混凝土梁的相关计算理论及工程应用提供参考。     

带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术研究

开发带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术,给出带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土受弯构件的施工工艺,进行预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究,进行预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪及疲劳性能试验研究,进行温度对芳纶纤维布配套黏结材料的力学性能影响试验研究。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比,开裂荷载显著提高,屈服荷载、极限荷载、疲劳寿命及开裂后的抗弯刚度明显提高;使用环境温度在60℃以下时,芳纶纤维布的配套树脂胶与底胶的黏结强度不会发生软化现象。试验研究及分析表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术可显著改善混凝土受弯构件使用阶段的力学性能。     

带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术研究

开发带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术,给出带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土受弯构件的施工工艺,进行预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究,进行预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪及疲劳性能试验研究,进行温度对芳纶纤维布配套黏结材料的力学性能影响试验研究。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比,开裂荷载显著提高,屈服荷载、极限荷载、疲劳寿命及开裂后的抗弯刚度明显提高;使用环境温度在60℃以下时,芳纶纤维布的配套树脂胶与底胶的黏结强度不会发生软化现象。试验研究及分析表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术可显著改善混凝土受弯构件使用阶段的力学性能。     

纵筋焊接锚固型钢纤维高强混凝土牛腿受剪性能试验研究

牛腿构件受力纵筋采用焊接锚固形式,通过6个高强混凝土牛腿构件的受剪加载试验,研究高强混凝土牛腿的受力机理及破坏模式,分析剪跨比和钢纤维掺量对牛腿受剪性能的影响。结果表明:随着剪跨比的增大,牛腿开裂荷载和极限承载力显著降低;随着钢纤维掺量的增加,牛腿开裂荷载显著增加,裂缝宽度、极限承载力得到改善。     

高温下蜂窝组合梁性能试验研究

为研究蜂窝组合构件抗火性能,对实腹组合梁与蜂窝组合梁的抗火开展试验,研究蜂窝组合梁高温下的性能,对比分析腹板是否开孔、开孔形状等参数对组合梁高温下性能的影响。结果表明:高温下蜂窝组合梁因腹板屈曲发生弯扭失稳而破坏。开孔对梁受火时的温度分布有着很大影响,显著降低了梁的耐火极限,开孔形状对蜂窝组合梁耐火性能影响不大,高温下圆形开孔蜂窝组合梁的稳定性优于正六边形开孔蜂窝组合梁。     

梁板叠合构件斜截面受力性能试验研究

设计制作了9根梁板叠合构件和3根梁板整浇构件进行静力受剪性能试验,研究试件的开裂荷载、裂缝形态和发展规律、极限荷载及破坏形态等。结果表明:支座与加载点连线中部位置上的主要受力箍筋发生屈服,最终腹剪斜裂缝两侧混凝土产生明显错动,构件破坏,且均呈剪压破坏形态;叠合构件在最端部传剪器处会产生斜向支座方向的裂缝;叠合面上从构件端部至加载点范围产生水平裂缝;剪跨比对受剪承载力的影响大,箍筋间距对发生剪压、斜拉破坏的构件受剪承载力的影响较发生斜压破坏的试件明显。