钢／聚丙烯混杂纤维对HPC深梁受弯性能的影响

为研究钢纤维和聚丙烯纤维对高性能混凝土(HPC)深梁受弯性能的影响,对17根含有不同钢纤维(体积掺量≤1%)和聚丙烯纤维(体积掺量≤0.2%)以及不同纵筋配筋率的HPC简支深梁进行4点受弯性能试验.结果显示:单一纤维或混杂纤维增强HPC深梁的初裂荷载提高了10%～40%;混杂纤维增强HPC适筋深梁的纵筋屈服荷载提高50%～150%,极限受弯承载力提高1～2倍,但无筋的混杂纤维HPC深梁承载力很小,破坏为剪切脆性破坏.试验结果表明:混杂纤维可以极大提高HPC深梁的受弯承载力,但混杂纤维的作用不能代替纵向钢筋的作用;可采用复合材料强度叠加原理及剩余弯曲强度理论来探讨混杂纤维增强HPC深梁的极限受弯承载力计算公式.

混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法

采用正交试验法设计钢聚丙烯混杂纤维高性能混凝土(简称HPC)深梁试件,通过静力试验研究混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算方法。正交试验中考虑的因素主要有钢纤维特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平及竖向分布钢筋配筋率等。结果表明:混杂纤维能改变无腹筋HPC深梁的受剪破坏形态;混杂纤维的掺入使得HPC深梁的剪切初裂强度和抗剪极限强度明显提高,其平均提高幅度分别为45.2%和25.6%。将塑性理论应用于混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算得到了很好的结果,分析表明水平及竖向分布钢筋配筋率的大小对混杂纤维HPC深梁抗剪强度的影响不显著,但水平分布钢筋的作用大于竖向分布钢筋。分析了混杂纤维的增强机理,提出了基于"拉杆拱"模型和劈裂破坏计算模式的混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算式。

混杂纤维HPC深梁的剪切变形性能

采用正交设计法对18组混杂纤维高性能混凝土(HPC)深梁和2组普通高性能混凝土深梁进行受剪试验,分析了深梁的变形性能。结果表明,普通HPC深梁剪切破坏时均发生劈裂破坏,而混杂纤维HPC深梁则有劈裂破坏和斜压破坏两种形态,但仍达不到延性破坏的要求。混杂纤维(钢纤维和聚丙烯纤维)的掺入,延缓了HPC深梁斜裂缝的出现时间,减小了水平及竖向分布钢筋的应变,深梁开裂时斜截面混凝土应变的突变明显变小。

高性能混凝土双连梁短肢剪力墙试验研究

提出了高性能混凝土双连梁短肢剪力墙的新型结构形式,并对3片4层1/3缩尺联肢高性能混凝土短肢剪力墙进行了静力试验研究,得出了从加载到破坏整个过程的P-U全曲线,分析了不同连梁形式模型的承载力、刚度、延性、耗能能力以及破坏特征。证明了高性能混凝土双连梁短肢剪力墙的良好抗震性能。

混杂纤维高性能混凝土深梁受剪性能

采用正交试验法设计18组钢-聚丙烯混杂纤维HPC深梁试件和2组未掺纤维的HPC深梁试件,通过受剪试验研究混杂纤维对HPC深梁受剪破坏过程及破坏形态的影响,探讨混杂纤维的受剪增强机理,分析钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平和竖向分布钢筋配筋率等因素对HPC深梁剪切初裂强度与抗剪极限强度的影响。结果表明:混杂纤维的掺入可显著提高HPC深梁的剪切初裂强度和抗剪极限强度,其提高幅度分别可达83.8%和35.2%。在分析的6个影响因素中,钢纤维长径比对剪切初裂强度的影响最大,竖向分布钢筋配筋率的影响最小;水平分布钢筋配筋率对深梁抗剪极限强度的影响最大,聚丙烯纤维体积率的影响最小。基于现行规范提出混杂纤维HPC深梁受剪承载力计算公式,可供工程设计参考。

客运专线箱梁高性能混凝土施工技术

结合高性能混凝土和聚羧酸外加剂的应用技术,介绍客运专线预应力箱梁高性能混凝土的原材料选择、配合比设计、泵送及灌筑工艺,提出了各环节的关键技术与控制方法。

预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁试验研究与非线性分析

通过4根梁试件的单调加载静力试验,对体外预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁和有粘结预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力、延性和变形等进行较为系统的研究。研究表明:体外预应力与有粘结预应力梁试件均具有较高的抗弯承载力、较大的位移延性和变形能力;体外预应力梁中体内预应力筋的应变增量比相应的体外预应力筋大得多;随着配筋率的增加,有粘结预应力梁试件的抗弯承载力有明显的提高,但其位移延性和变形能力有所降低。此外,应用商用软件ANSYS对4根梁试件进行非线性有限元分析,程序计算值与试验结果吻合良好。

应用FBG传感器测量高性能混凝土梁养护早期性能(英文)

在高性能混凝土构件无载荷养护早期,混凝土较大的自生收缩和温度变形在混凝土结构内部产生微裂纹将对高性能混凝土结构的耐久性产生不可忽视的影响。运用光纤布拉格光栅(FBG)埋设型传感器成功检测了高性能混凝土梁构件在其无载养护早期的应变和温度变化。由于布拉格光栅同时感应温度变化和应变,因此需要设置FBG温度传感器来补偿应变传感器的温度影响。FBG双传感器成功检测了高性能混凝土梁构件的早期变形性能和温度变化,试验结果表明高性能混凝土梁在养护早期无载阶段的自收缩变形比较大,浇注养护18 h达到430με的最大值,同时分析了减水剂用量对高性能混凝土早期变形性能的影响。

混杂纤维高性能混凝土深梁的剪切延性

采用正交设计法对18组混杂纤维高性能混凝土(HPC)深梁和2组普通高性能混凝土深梁进行受剪试验,通过定义剪切延性指标对深梁的剪切延性进行定量分析,利用直观分析法比较了钢纤维外形、钢纤维体积率、钢纤维长径比、聚丙烯纤维体积率、水平分布钢筋配筋率、竖向分布钢筋配筋率等因素对深梁剪切延性的影响。结果表明,钢纤维体积率对深梁剪切延性影响最大,超过了水平分布钢筋和竖向分布钢筋的作用,钢纤维外形的影响最小。混杂纤维的掺入显著提高了深梁的剪切延性,最大提高达40.7%,但仍达不到延性破坏的要求,不足以从破坏形态上根本改变深梁剪切破坏时的脆性。运用有限元软件ABAQUS对深梁受剪行为进行全过程分析,数值分析结果与试验结果吻合良好。

高性能混凝土简支梁正截面抗弯疲劳试验

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同类型钢筋和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下疲劳损伤过程。

高性能混凝土深梁火灾反应及火后抗剪性能

设计了C30,C50和C80高性能混凝土深梁试件各3个,先针对其中的2个分别完成了在600℃和800℃高温下的火灾试验。通过对经历温度场、高温后试件的表面颜色、裂缝和完整性的观察,进行了普通混凝土和高性能混凝土深梁在无荷载状态下的火灾反应对比分析。之后对高温后的深梁进行了抗剪性能试验,在与常温下深梁受力性能对比分析的基础上,完成了高温后各深梁的挠度、承载力等抗剪性能的研究。最后通过试验与计算分析对比,建议了高性能混凝土深梁高温后抗剪承载力计算理论模式。

氯盐环境下预损伤UHPC-HPC组合梁抗弯性能

为了提高普通钢筋混凝土梁的耐久性,设计了一种超高性能混凝土(UHPC)-高性能混凝土(HPC)组合梁新型结构,开展了锈蚀后UHPC-HPC组合梁的抗弯性能试验,研究了氯盐侵蚀后组合梁抗弯承载力降低的机理,分析了腐蚀程度、截面形式与预损伤对其抗弯性能的影响;引入钢筋屈服强度折减系数、截面积折减系数与混凝土预损伤系数,提出了锈蚀后UHPC-HPC组合梁抗弯承载力计算方法,并验证了计算方法的可行性。分析结果表明:锈蚀后梁体抗弯承载力降低主要原因为钢筋抗拉强度下降,梁体刚度退化与韧性减弱,钢纤维阻裂效果削弱;锈蚀后UHPC-HPC组合梁的破坏表现为跨中附近出现1条主裂缝或加载点附近出现2条主裂缝;UHPC-HPC组合梁的受力过程分为线弹性、裂缝发展和屈服3个阶段,梁体截面混凝土应变基本符合平截面假定;侵蚀时间越长,组合梁的开裂荷载和承载力降低越大,通电快速侵蚀10 d时,降幅分别达16.2%和10.9%;锈蚀后T形梁比矩形梁开裂早,前者的开裂荷载比后者降低8.1%,后期刚度下降较快;预损伤显著影响梁的整体刚度,预加载后梁的整体刚度降低,混凝土损伤后的预损伤系数为0.984;锈蚀率越大,钢筋的屈服强度与截面积折减系数越小,变化趋势符合二次抛物线;锈蚀后UHPC-HPC组合梁抗弯承载力的计算值与实测值吻合良好,两者之比的平均值为0.998,标准差为0.020。

重庆轻轨现浇倒T型梁高强、高性能混凝土应用与耐久性研究

重庆轻轨大跨倒T型轨道梁要求高精度现浇生产,混凝土设计强度C60,要求百年耐久,在该工程中使用较低的水胶比,选用优质材料及矿物掺合料,配制优质的高性能混凝土,满足重要工程的高耐久性及优良施工性能的要求。

混杂CFRP/GFRP筋HPC梁的非线性梁壳组合单元研究

对于混杂CFRP/GFRP筋高性能混凝土(HPC)梁,研究一种新的三维非线性梁壳组合单元,对HPC梁进行了全过程分析。引入实体退化壳单元理论,利用空间梁单元模拟预应力CFRP筋,并根据CFRP筋单元节点线位移和转角位移的协调性,推导CFRP筋单元对梁壳组合单元刚度矩阵的贡献,同时对GFRP筋和HPC梁采用分层壳单元模拟。并运用Jiang屈服准则、Madrid强化准则等描述混凝土的材料非线性,提出一种新的非线性梁壳组合单元,研制相应的三维非线性计算程序。计算结果与试验数据吻合良好,说明本文构造的非线性梁壳组合单元的正确性和研制程序的可靠性,以及混凝土材料非线性描述的合理性;采用组合单元能准确模拟CFRP筋的几何构形,能综合考虑其拉压弯剪性能,利于全面地反映配筋对结构的增强作用。

预应力高性能混杂纤维增强布加固HPC梁的DNLC单元研究

对于不同混杂配比的预应力高性能混杂纤维增强(HFRP)布,建立高性能HFRP布加固高性能混凝土(HPC)梁的双重非线性分层组合(DNLC)单元模型。根据实体退化单元理论,采用初应力等参层单元对高性能HFRP布的体外预应力效应进行模拟,同时正确地考虑HPC梁的材料非线性效应以及结构的几何非线性,验证DNLC单元分析模型的正确性,并对HPC梁的开裂荷载、普通钢筋应力、高性能HFRP布应力重分布等进行研究。结合试验资料分析表明,预应力碳/玻璃纤维混杂(CFRP/GFRP)布加固HPC梁的理论结果与试验数据吻合程度良好,采用等参层单元有效地模拟高性能HFRP布的预应力作用,及所推导的DNLC单元正确性。预应力GFRP纤维布加固的开裂荷载等均较低,预应力CFRP纤维布加固的开裂荷载等有所提高,但剩余强度过大。HPC梁开裂荷载前预应力高性能HFRP布应力发展缓慢,屈服荷载后,其发展迅速直至结构失效。

预应力与非预应力高性能混凝土梁抗震性能试验研究与有限元分析

基于预应力与非预应力高性能混凝土梁的低周反复荷载试验,对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、恢复力模型、变形恢复能力、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为深入的研究与分析。研究表明:非预应力高性能混凝土梁具有良好的抗震性能,中等预应力度的高性能混凝土梁也具有较好的抗震性能。编制了预应力与非预应力高性能混凝土梁基于本构关系的滞回全过程非线性有限元分析程序,程序计算值与试验结果吻合良好。