玄武岩纤维与碳纤维加固连续梁抗弯试验研究

为分析玄武岩纤维布与碳纤维布加固混凝土T形截面连续梁的抗弯性能和破坏模式,对7根由两种纤维加固的T形截面连续梁和1根对比梁进行了抗弯试验.试验设计考虑了混凝土连续梁负弯矩区纤维布绕过柱粘贴的情况.试验结果表明,同等工况下,玄武岩纤维布对连续梁的抗弯承载力提高程度较小,但玄武岩纤维布加固梁具有更好的延性.建议国产玄武岩纤维布加固混凝土受弯构件的允许拉应变,对于重要构件不超过0.007,对于一般构件不超过0.01.实际工程中,对混凝土受弯构件加固后的承载力提高幅度要求不高且要求较好延性、耐腐蚀性的情况下,可采用玄武岩纤维复合材料.

钢筋混凝土剪力墙轴拉试验和轴拉刚度理论分析

文章完成截面纵筋率为1.7%、2.5%的钢筋混凝土剪力墙轴拉试验。试验结果表明:剪力墙轴拉刚度在混凝土开裂前由钢筋和混凝土共同提供,并随轴拉力的增加逐渐下降;在混凝土开裂时轴拉刚度迅速下降;在开裂后混凝土退出工作,轴拉刚度逐渐趋于截面纵筋刚度。基于试验结果,完成剪力墙的轴拉受力特性和刚度变化特征的理论分析,提出能够描述钢筋混凝土剪力墙轴拉刚度变化特征的二阶段计算方法:在混凝土开裂前及开裂时根据混凝土本构模型获得的受拉弹性模量进行计算,在开裂后则引入纵向受拉钢筋应变不均匀系数进行计算。由此得到的理论值与试验结果更为吻合,更能反映剪力墙在轴拉阶段的受力和刚度变化特征。

碳纤维复合材料层压板开孔拉伸静态力学测试研究

为了满足结构设计要求,在增强材料相同的情况下考核高温1号、中温1号和中温2号碳纤维复合材料的静态力学性能技术指标。从宏观力学的角度,对三种基体材料不同铺层方式的复合材料层压板进行的开孔拉伸静态力学性能试验结果进行分析。结果表明中温2号样品的极限开孔拉伸强度、极限拉伸、应变弹性模量优于高温1号和中温1号样品,接近国外同类型产品。中温2号样品的极限开孔拉伸强度、极限拉伸和应变弹性模量分别为389 MPa,6420με和42.6 Gpa。

预应力碳纤维加固混凝土梁技术问题探讨

用粘结滑移理论解释了碳纤维加固混凝土梁受弯裂缝引起的剥离破坏机理,提出对碳纤维布施加其设计极限拉应变的20%-30%预应力,并合理设置附加锚固可有效抑制剥离破坏的发生。通过试验及对国内试验数据分析,提出了预应力碳纤维加固混凝土梁碳纤维的允许极限拉应变的上限、施加的预应力水平、预应力损失的取值,为工程结构加固提供了一定的参考依据。

套筒约束两根钢筋浆锚搭接拉伸试验研究

为了改善预制构件钢筋连接的施工便利性及提高连接效率,提出两根钢筋套筒约束浆锚搭接接头,进行了12个以搭接长度为变化参数的Ⅱ型搭接接头、63个以搭接长度和钢筋直径为变化参数的Ⅲ型搭接接头的拉伸试验,研究了试件的破坏形态、极限承载力、力-位移曲线及钢筋和套筒的应变,提出搭接接头的平均黏接应力的计算公式.与单根钢筋的I型搭接接头的相同之处为:试件破坏形态有套筒外钢筋拉断及钢筋与灌浆料滑移两种,套筒端部环向拉应变大于套筒中部,套筒中部近钢筋处拉应变大于远钢筋处.直径相同的钢筋拉断试件,套筒中部远钢筋侧环向应变随搭接长度增加而减小;不同处:Ⅲ型接头椭圆型套筒对灌浆料的约束力小于Ⅰ型接头圆形套筒,造成Ⅲ型接头加载后期套筒外钢筋未表现出明显的屈服台阶,Ⅲ型接头钢筋滑移试件极限荷载时套筒中部远钢筋处环向应变未表现出Ⅰ型接头随直径d增大而增大的趋势,Ⅲ型接头的搭接长度较大.

钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能有限元模拟与分析

基于ABAQUS/Explicit平台,本文分别采用累积损伤破坏模型模拟钢筋受拉断裂行为和混凝土损伤塑性模型模拟混凝土性能,建立了钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能分析的三维非线性有限元模型.文中详细地讨论了ABAQUS中累积损伤破坏模型模拟钢筋受拉断裂行为所需关键参数的取值,从而避免了以往采用自定义子程序分析钢筋断裂行为的不便.通过有限元模拟结果与文献中试验研究结果的比较,表明该模型可较好地模拟钢筋混凝土梁柱子结构的抗倒塌性能.基于该模型开展进一步分析,表明钢筋极限拉应变的取值对梁柱子结构抗倒塌极限承载力及对应挠度有重要影响,而目前《混凝土结构设计规范》对这一点并未考虑,有必要对这一问题进一步加强研究.

PVA纤维增强水泥基复合材料拉伸性能的影响因素研究

通过聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)轴向拉伸试验,研究了水胶比、PVA纤维掺量、砂的种类和级配对PVA-ECC拉伸性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析了砂种类和级配的影响机理。结果表明:当水胶比在0.28~0.34范围内时,PVA-ECC的极限拉应变随水胶比的增大而降低,当水胶比由0.28增至0.32时,PVA-ECC的极限拉应变仍大于3.0%,而当水胶比达到0.34时,PVA-ECC的极限拉应变小于3.0%;随着PVA纤维掺量的增加,PVA-ECC的极限抗拉强度增大,但极限拉应变呈先减小后增大的趋势;砂的种类和级配对PVA-ECC的拉伸性能有影响,选择粒径为0.075~0.150 mm的石英砂作为PVA-ECC的细骨料对PVA-ECC的拉伸性能最有利。

混合配筋混凝土梁抗弯计算理论

为了给混合配筋(混合配置FRP与钢筋)混凝土梁的设计应用提供参考,对已有抗弯承载力计算公式进行了对比分析,并通过将理论值与试验值的对比,证明了各公式的精确性和有效性。通过改变混凝土强度、钢筋强度、FRP筋种类、混凝土极限压应变以及有效配筋率等参数,采用理论分析的方法讨论了限定纵筋最大拉应变对理论计算结果的影响。结果表明:已有混合配筋混凝土梁抗弯承载力计算公式均是基于平截面假定,根据截面内应变协调和力的平衡得出,均能很好地预测试验结果,误差较小;但限定纵筋最大拉应变后的理论值偏于安全,因此,推荐设计时采用限定纵筋最大拉应变的混合配筋混凝土梁抗弯承载力计算公式。

高性能PVA纤维增强水泥基复合材料单轴受拉特性

高韧性PVA纤维增强水泥基复合材料具有很高的能量吸收能力,但强度通常较低,采用我国地方材料资源和工业废料,可制备出高强度同时极限变形量满足实际工程要求的高性能PVA纤维增强水泥基复合材料(HPFRCC),以应用于高层抗震建筑结构的关键部位。通过单轴受拉强度和变形特性试验,研究PVA纤维体积率、粉煤灰掺量、硅灰掺量、水胶比及砂胶比对HPFRCC抗拉性能的影响,研究结果表明:随着PVA纤维体积掺量的增加,HPFRCC的抗拉强度与极限拉应变增大;大掺量粉煤灰替代水泥及增大水胶比可降低HPFRCC的抗拉强度,但明显改善其受拉应变硬化特性;HPFRCC中掺入适量硅灰及细砂可提高其抗拉强度,但极限拉应变降低,尤其当砂胶比较大时,HPFRCC的受拉应变硬化现象不明显;基于细观力学模型,分析了各因素对HPFRCC拉伸应变硬化特性影响的原因,研究结果可为今后HPFRCC的实际工程应用提供基础依据。

超低温环境下钢筋力学性能试验研究

采用液氮降温的方式,对HRB335、HRB400以及特种低温钢筋共21组63个试件进行不同温度下的拉伸试验,分析不同种类钢筋在20,-40,-80,-100,-120,-140,-165℃下的力学性能及变化趋势。试验研究表明:随着温度降低,三种钢筋的屈服强度fy和抗拉强度fu均呈增大趋势,钢筋的断后伸长率δ5和断后收缩率ψ减小,说明钢筋的塑性随着温度降低而降低;三种钢筋的弹性模量与温度相关性不大,其值基本围绕着某一定值上下波动;不同温度下钢筋的应力-应变曲线的形状基本类似,但随着温度的降低,钢筋的极限应变不断减小,这也说明钢筋的塑性呈减小趋势。

CFRP剥离对CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁正截面承载力影响分析

根据相关文献的试验结果,分析了CFRP剥离对CFRP抗弯加固钢筋混凝土梁正截面承载力的影响,并推导了采用应变折减系数β予以修正的正截面承载力公式;建立了CFRP发生端部剥离时纤维材料的有效拉应变计算公式,公式计算结果均与试验结果吻合较好。

无约束边缘构件混凝土剪力墙的轴压比限值研究

混凝土剪力墙轴压比限值的确定方法是目前尚未很好解决的问题之一。通过理论分析和数值计算,研究不设置约束边缘构件时矩形截面剪力墙的轴压比限值。研究结果表明:在混凝土极限压应变给定时,影响无约束边缘构件混凝土剪力墙轴压比限值的主要因素为剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值,混凝土强度、竖向分布钢筋强度和配筋率的影响较小。据此提出了根据剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值确定其轴压比限值的方法。方法简单实用,可供修订规范时参考。

超高强钢筋ECC梁受弯性能试验研究及参数分析

为减少钢筋用量并增强梁的控裂能力和延性性能,将具有应变硬化和多缝开裂能力的工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)与超高强钢筋组合成超高强钢筋ECC梁(Ultra High Strength Rebar Reinforced ECC Beam,UHSRRE梁).为深入研究该类梁的受弯性能,对5根UHSRRE梁(纵筋为HRB500级钢筋)和1根普通钢筋ECC梁进行四点弯曲试验,通过比较弯曲试验结果与理论分析结果以验证UHSRRE梁受弯计算理论的合理性,基于受弯计算理论分析纵筋配筋率、ECC单轴受拉极限应变和单轴受压峰值强度对UHSRRE梁(纵筋为HRB600级钢筋)的特征弯矩(开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩)和受压区高度的影响.研究表明:UHSRRE梁的耐久性能和能量耗散能力有望得到提高;基于UHSRRE梁受弯计算理论得到的结果与受弯试验结果吻合良好;随配筋率增加,UHSRRE梁的屈服弯矩、极限弯矩和对应的受压区高度明显增大;ECC的单轴受拉极限应变越大,UHSRRE梁受弯产生的裂缝数量越多,但特征弯矩和受压区高度变化很小;随ECC单轴受压峰值强度的增大,受压区高度显著减小,屈服弯矩和极限弯矩提高不明显.