HPFRC预制T梁施工常见病害与防治措施

高性能纤维混凝土(HPFRC)是一种新型的水泥基复合材料,具有单位承载力高、韧性强、耐久性好等特征,适用于各类公路桥梁结构工程。但与普通混凝土预制T梁构件相比,HPFRC预制T梁对施工工艺要求更为苛刻,存在施工精度高、工序衔接紧密等特点。为此,以某高速HPFRC预制试验T梁施工为例,针对构件施工存在的钢筋保护层厚度合格率偏低、浇筑气泡、施工冷缝、收缩裂缝等典型病害特征成因进行剖析,并提出相应的防治措施,旨在提升同类材料的T梁结构施工品质及工程推广应用。

HPFRC复合梁桥负弯矩区受力性能的试验研究

为进一步研究钢-高强钢纤维混凝土复合粱桥负弯矩区的工作性能,制作了C50普通混凝土和C100钢纤维混凝土简支粱桥试件,对支座处承受负弯矩作用的情况进行了受弯承载力试验。混凝土与型钢采用无粘结的栓钉连接方式,同时对钢纤维掺量对高强混凝土的性能影响和裂缝开展过程做了研究。试验研究表明,高强钢纤维混凝土复合粱桥负弯矩区的整体工作性能明显高于普通混凝土复合梁桥,并且在一定范围内钢纤维增强作用也会随长径比增大而提高。该试验研究结果可为连续梁桥的设计提供参考。

索塔锚固区用HPFRC的塑性收缩与干燥收缩

钢锚箱锚固区部位所处环境复杂,为确保其耐久性,制备了专用高性能纤维混凝土(HPFRC)。模拟干热环境,对优选出的泵送性能优异的高性能混凝土(HPC)和高性能纤维混凝土(HPFRC)进行了塑性收缩试验;研究了纤维掺量和种类对塑性收缩和干燥收缩性能的影响,并对其机理进行了探讨。研究表明:随着纤维掺量的增加,塑性收缩的开裂总面积下降,混凝土的抗裂等级提高;当钢纤维的体积掺量超过0.8%,高性能钢纤维混凝土自由干燥66 d的收缩值同高性能混凝土相比下降了50%;纤维体积率为0.1%的聚丙烯纤维与体积率为0.6%的钢纤维混杂后,对抑制塑性收缩和干燥收缩效果显著。

HPFRC耗能墙-RC框架结构地震易损性分析

采用Perform-3D结构分析软件,选取44条地震动记录,对高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙-钢筋混凝土(RC)框架结构进行基于增量动力分析方法(IDA)的地震易损性分析.结果表明:HPFRC材料良好的受拉应变硬化性能,可以改善结构或构件的耐损伤能力和耗能能力,进而提高整体结构的抗震性能;结构发生倒塌时,由44条地震波计算出的对应于结构基本周期的反应谱加速度平均值大于8度设防烈度对应的罕遇地震作用下结构基本周期所对应的谱加速度值,说明HPFRC耗能墙-RC框架结构具有良好的抗倒塌能力;在8度设防烈度对应的罕遇地震作用下,HPFRC耗能墙-RC框架结构发生倒塌的超越概率为0.03%,满足大震作用下结构的抗震设防要求.

HPFRC耗能墙-RC框架结构有限元模拟及参数分析

在高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙-钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能试验研究基础上,对其进行了有限元模拟分析,结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,考虑HPFRC耗能墙材料强度、配筋率、距离柱边距离、耗能墙宽厚比以及高宽比等因素,利用有限元方法进行了参数扩展分析。结果表明:随着上述前3个参数取值的增加,试件各个荷载特征点的水平承载力均有所提高,但变形能力变化不大;随着HPFRC耗能墙宽厚比的增大,试件各个荷载特征点的水平承载力均明显减小,极限位移也有所减小;随着HPFRC耗能墙高宽比的增大,试件各个荷载特征点的水平承载力均明显减小,但峰值荷载点对应的位移有所增大。为保证此类结构的抗震性能,针对HPFRC耗能墙材料强度、配筋率、HPFRC耗能墙宽厚比、高宽比和HPFRC耗能墙距离柱边距离等参数,提出了相关建议值供设计参考。

新型框架结构弹塑性地震反应的等效线性化方法研究

等效线性化方法是计算结构弹塑性地震反应的实用方法。通过对几种等效线性化方法的比较分析,提出了基于FEMA440(2005)计算等效刚度和等效阻尼比的等效线性化方法;分别采用静力弹塑性分析方法和等效线性化方法,分析了局部使用高性能纤维增强混凝土新型框架结构的弹塑性地震反应。结果表明,两种方法所得结构的地震反应均比较接近。因此,本文建议的等效线性化方法能够较好地预测新型框架结构的弹塑性地震反应。

纤维增强混凝土耗能墙水平承载力分析

通过对纤维增强混凝土耗能墙-钢筋混凝土框架结构试件的拟静力试验发现,HPFRC耗能墙能够显著增加RC框架结构的耗能能力.试验表明,HPFRC耗能墙-RC框架结构中的RC框架与HPFRC耗能墙是由两种性能差异较大的材料制作,故在相同的特征荷载点(如开裂、屈服、峰值荷载点)处,两种构件的损伤状态和刚度退化明显不同,计算这种结构的水平承载力时,应分别考虑这种差异.通过理论分析提出了HPFRC耗能墙的各特征点荷载计算式,为下一步HPFRC耗能墙-RC框架结构各特征点荷载的计算提供依据。

高性能纤维混凝土力学性能试验研究

通过对高性能纤维混凝土(HPFRC)标准试块的单轴抗压实验与四点抗折的静力学试验研究,分析了高性能纤维混凝土的破坏形态及其应力应变关系,同时,分析了超高分子量聚乙烯纤维(UPE)与钢纤维对混凝土力学性能的影响。结果表明:纤维的掺入可以有效地提高混凝土的抗压强度、抗拉强度以及韧性性能,同时能增强混凝土的塑性变形能力,其中钢纤维的掺加对混凝土性能的提高比UPE纤维更明显。

纤维增强混凝土耗能墙-钢筋混凝土框架结构抗震性能数值研究

在高性能纤维增强混凝土(HPFRC)耗能墙-钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能试验研究的基础上,考虑了RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率、框架柱截面尺寸三个因素,进行了有限元模拟分析。结果表明:建立的HPFRC耗能墙-RC框架结构有限元模型较为准确,有限元计算结果与试验结果吻合较好;随着RC框架混凝土强度等级的提升,试件各个荷载特征点的水平承载力均有所提高,但变形能力变化不大;随着框架柱配筋率和框架柱截面尺寸的增大,试件各个荷载特征点的水平承载力均明显提高,极限位移也有所增加;为了保证此类结构的抗震性能,针对RC框架混凝土强度等级、框架柱配筋率和框架柱截面尺寸,提出了可供设计参考的相关建议值。