混凝土桥梁结构配筋率和抗剪承载力计算方法分析

文章针对JTG 3362-2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中的不足部分进行研究,从力学含义和理论推导过程出发,对最小配筋率、相对界限受压区高度和抗剪承载力公式展开分析,并通过例题说明验证。结果表明,全预应力构件的普通钢筋最小配筋率应根据预应力配置情况综合确定,修改为“全预应力-普通钢筋辅助配筋率”较为合适,相对界限受压区高度的计算公式应采用钢筋抗拉强度标准值更合理;斜向箍筋模型的截面抗剪承载力上限值约为竖向箍筋的1.4倍。通过对现有《规范》深入分析和修正,为在工程实践中更好使用《规范》提供参考借鉴。

混凝土桥梁结构配筋率和开裂弯矩计算方法分析

文章针对混凝土桥梁中配筋规范的不足进行研究,从力学含义和理论推导过程出发,对最小配筋率、开裂弯矩和相对界限受压区高度进行分析,通过例题进行说明验证。结果表明,全预应力构件的普通钢筋最小配筋率应根据预应力配置情况综合确定,修改为“全预应力-普通钢筋辅助配筋率”较为合适;开裂弯矩求解建议按照本构关系求得受压区高度的方式进行,而非通过塑性发展系数公式;相对界限受压区高度的规范公式普通混凝土梁采用钢筋抗拉强度标准值更合理,预应力混凝土梁采用更大的钢绞线抗拉强度设计值,即定义更高的钢绞线极限应变更为适合。该研究的创新之处在于对现有规范的深入分析和修正,为规范使用和工程实践提供了进一步的参考。

配筋率对钢箱-UHPC组合梁裂缝特征的影响

为研究钢箱-超高性能混凝土(UHPC)组合梁负弯矩区裂缝特征,设计制作了3根配筋率分别为1%、2%和3%的UHPC翼板部分充填砼窄幅钢箱组合梁,通过对不同配筋率的试验梁进行反向加载试验研究组合梁的裂缝发展特征,并对最大裂缝宽度、裂缝间距及开裂荷载进行对比分析。研究结果表明:试验梁在不同配筋率条件下,UHPC面层裂缝发展明显不同,配筋率越高最大裂缝宽度越小,裂缝越密集,开裂荷载越大;与配筋率为1%的试验梁相比,配筋率为2%和3%的试验梁的开裂弯矩分别提高了30.3%和65.2%;可根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)中的裂缝宽度计算公式乘以0.78的修正系数,来计算窄幅钢箱-UHPC组合梁负弯矩区的裂缝宽度。

基于截面配筋率的钢筋混凝土统一本构关系研究

为避免数值化分析中直接处理钢筋与混凝土之间的复杂关系,推导出钢筋混凝土构件轴心受压统一理论公式,做了不同配筋率与不同混凝土强度等级下的钢混棱柱体轴心受压试验,利用试验量测的荷载位移数据,结合Matlab曲线拟合工具的线性回归与拟合功能,建立了一种基于截面配筋率的能够描述钢筋混凝土材料力学性能的统一本构关系。对试验梁进行数值化分析表明,所建立的数值化模型应力应变特征与试验结果吻合较好,证明了该模型在钢筋混凝土实际运用过程中的可行性与适用性。

斜截面抗剪强度上限值和预应力混凝土梁最小配筋率计算理论研究

文章遵循基本力学原理,从结构理论出发,推导修正后的混凝土梁斜截面抗剪强度上限值理论与公式,首次给出考虑斜箍筋特殊效应后的斜截面抗剪强度上限值的理论与方法;抗剪实验梁结果证明所提出的抗剪强度上限值理论与方法的正确性;基于预应力束应力全过程分析,首次推导并提出了预应力混凝土梁双值最小配筋率理论与计算方法,明确了预应力混凝土梁最小配筋率存在两个临界点,合理的预应力混凝土梁配筋率在两个临界点形成的范围之内,计算实例证明预应力混凝土梁双值最小配筋率理论的正确性。

不同配筋率下钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力试验研究

为研究纵筋配筋率对普通钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力的影响,制作了4个配筋率分别为0.3%、0.7%、1.2%及1.8%的无腹筋板柱中节点并进行冲切试验,试验结果表明:随着配筋率的增加,板柱节点的初始刚度和极限承载力明显增加,试件的延性降低,破坏模式由弯曲破坏逐渐向冲切破坏转变;收集并整理了国内外269个板柱节点冲切试验的数据,通过与采用中国规范、美国规范、欧洲规范和日本规范抗冲切承载力计算公式计算结果的对比分析,进一步说明了在冲切承载力计算公式中考虑纵筋配筋率的必要性;通过对试验数据的回归分析,考虑包含纵筋配筋率在内的主要影响因素,建立了适用于钢筋混凝土无腹筋板柱抗冲切承载力的计算公式。

不同的再生细骨料掺量、配筋率、轴压比剪力墙的抗震性能研究

文中主要对不同轴压比、配筋率和再生细骨料掺量剪力墙的耗能情况、破坏特征、滞回特性及延度、刚度等性能进行研究。结果表明:再生混凝土中高剪力墙抗震性能随再生细骨料掺量提升而逐渐降低;配筋率的提升有利于优化剪力墙耗能情况、改良延性和承载力等性能;相较于常规混凝土剪力墙试件,再生混凝土中高剪力墙试件在相同配筋率下的耗能能力降幅不超过10%,在一定条件下仍可满足结构抗震要求。

不同配筋率下钢筋混凝土梁受弯有限元分析

基于ABAQUS有限元软件对4根不同配筋率的钢筋混凝土梁进行受弯数值模拟分析,研究配筋率对钢筋混凝土梁破坏承载力的影响,以及采用中美规范计算出各配筋率下梁正截面受弯承载力值与数值模拟进行对比。研究结果表明,钢筋混凝土梁跨中开裂荷载值随配筋率增大而略微增大,受剪区的开裂荷载值也随之增大;梁的受弯极限承载力与配筋率变化成正相关,随配筋率增大而增加,且受弯极限荷载值最大为152.2kN;有限元模拟结果与规范理论计算值符合度较高,且ABAQUS中钢筋混凝土梁的受弯破坏形式符合实际基本规律。

FRP筋增强混凝土压弯构件最小配筋率的讨论

分析了FRP筋混凝土压弯构件发生受拉破坏时混凝土的等效应力图,依据钢筋混凝土结构最小配筋率的定义,给出了FRP筋混凝土压弯构件的最小配筋率。通过对拉、压破坏的界限状态的分析,给出了FRP筋混凝土压弯构件的界限配筋率,并对其影响参数进行了分析。建议设计中用界限配筋率作为CFRP筋混凝土压弯构件配筋率的限制。

钢纤维自应力混凝土受拉构件的界限配筋率

钢纤维自应力混凝土是一种新型的建筑材料 ,根据它的限胀增强特点 ,设计中必须确定配筋上下限 ,以保证结构安全和经济合理。本文分别讨论了钢纤维自应力混凝土最小配筋率和最大配筋率计算方法。

剪—扭构件最小配筋率

为混凝土结构设计规范的修订，本文从受剪和受纯扭构件最小配筋率入手，通过理论分析，给出了剪－扭构件最小配筋率更为合理且使用方便的实用计算公式。

高强混凝土的最小配筋率

本文列出了国内外现行各种规范对受弯构件的钢筋最小配筋率的规定,并指出了这些规范的不妥之处。文中着重介绍了意大利的C.Bosco教授等对高强混凝土所进行的试验方法及分析研究,在此基础上,建议应用断裂力学原理,假定初始裂缝和钢筋屈服同时发生的条件,提出一种量纲分析准则,较全面地考虑影响最小配筋率的各种重要参数。

满足裂缝要求的受弯构件最小配筋率的简化计算

结合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),给出了钢筋混凝土受弯构件满足规范规定的裂缝宽度要求的最小配筋率的简化计算公式以及它与按强度计算的配筋率之间的关系,大大减少计算工作量,为结构设计人员提供方便。

独立扩展基础底板最小配筋率

从概念出发,通过破坏过程分析,对柱下独立阶形扩展基础最小配筋率验算时如何选取截面行了判断。

基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计方法

采用裂缝实际调查和影响因素数值分析,研究基于可靠度的CRCP配筋率设计方法.通过实际调查CRCP路面裂缝间距与宽度分布情况,认为裂缝间距的分布符合对数正态分布模型,裂缝宽度的分布符合正态分布模型;分析了钢筋直径、配筋率、混凝土极限拉应力及钢筋与混凝土之间的黏结应力对裂缝间距和裂缝宽度的影响规律;通过CRCP路面失效概率分析,认为裂缝间距与裂缝宽度的可靠度主要与设计裂缝间距及参数的变异水平有关.给出了CRCP的横向裂缝最佳间距值,得出基于可靠度的连续配筋混凝土路面配筋率设计法.

罕遇地震下少筋混凝土桥墩最低配筋率研究

为了研究少筋混凝土桥墩在罕遇地震下的抗震性能,给少筋混凝土桥墩的配筋率设计提供理论依据,以高速铁路32m简支梁桥为研究对象,通过拟静力试验得到了少筋混凝土桥墩的抗震验算指标,基于有限延性抗震设计思想提出了相应的验算方法,并分析了3种场地条件、2种墩高下的桥墩抗震性能。结果表明:在场地较好的条件下,配筋率小于0.5%的中、低墩,在强震作用下可达到"大震不倒"的抗震性能要求;地震动峰值加速度为0.1g、0.21g、0.32g、0.38g、0.57g时,少筋混凝土中、低墩的最低配筋率分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%;场地条件对桥墩地震反应的影响显著,场地条件较差时,应提高桥墩的配筋率,并加强结构的抗震措施。

钢筋混凝土构件纵向钢筋最小配筋率的功能与取值——《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)修订背景介绍

介绍了此次《混凝土结构设计规范》修订中纵向钢筋最小配筋率有关条文的修订背景。其中着重说明了构件中受拉和受压纵向钢筋最小配筋率在非抗震结构及抗震结构中所起的作用及其取值思路 ;在对国外规范相应规定进行对比分析的基础上 ,对我国修订后规范最小配筋率取值水平作了判断 ;并对一些遗留问题进行了讨论 。

CRC+AC复合式路面的合理配筋率

针对CRC+AC复合式路面的结构特点和现有研究的不足,对现行规范的纵向配筋设计进行了分析,运用传热学理论和有限元法,研究了AC层的温度效应,计算和分析了AC层温度效应对CRC+AC复合式路面纵向配筋率的影响规律。研究结果表明:CRC+AC复合路面结构的纵向配筋设计不需要考虑剥落、渗水和冲断破坏,只需考虑钢筋的拉断破坏即可;由于AC层的隔热作用明显,CRC+AC复合路面结构的纵向配筋率可以相应减少,以AC层厚度10 cm为例,CRC层的纵向配筋率可减少0.12%左右;钢筋的架设建议采用滑动支架,纵向钢筋的连接建议采用绑扎方式,搭接长度约为35倍钢筋直径。

钢筋混凝土受扭构件最小配筋率——《混凝土结构设计规范》(GB50010)受扭专题修订背景介绍(一)

钢筋混凝土受扭构件最小配筋率是为防止构件受扭一开裂就出现突然脆性破坏所需的最低配筋率 ,目前国内外对此尚无较为深入的研究。在试验研究分析的基础上 ,并参考国外规范的有关规定 ,对钢筋混凝土受纯扭及受弯剪扭构件的箍筋和纵向钢筋的最小配筋率 ,提出了便于设计应用的计算公式 ,为修订《混凝土结构设计规范》(GB5 0 0 1 0 )的有关条文 。

配筋率对钢筋混凝土构件弹性模量影响的试验研究

弹性模量是结构分析的主要力学参数之一。目前,在结构分析中,钢筋混凝土构件的弹性模量取值多取素混凝土的弹性模量值,很少涉及配筋率对钢筋混凝土构件弹性模量的影响。推导了钢筋混凝土构件弹性模量与配筋率的关系,设计制作了11组共计33件不同配筋率的钢筋混凝土试件,分别测得各试件的弹性模量;用最小二乘法回归得到混凝土构件弹性模量和配筋率关系的曲线,回归结果与理论推导结果基本一致。列举了一个悬臂梁的算例,分析了弹性模量对结构分析的影响。研究结果表明,配筋率对钢筋混凝土构件的弹性模量有影响,进行结构动力计算且配筋率较高时,若忽略钢筋对构件弹性模量的影响,会引起较大的误差。