钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料永久模板叠合RC单向板短期刚度计算方法

钢-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)具有良好的受拉韧性和耐久性能,是永久模板的理想材料。首先探究了PVA纤维掺量对HFRCC工作性能和抗折强度的影响,随着PVA纤维掺量增加,HFRCC的工作性能显著减弱,抗折强度先增大再减小,最终选用含有1.5%钢纤维和0.25%PVA纤维的HFRCC来制作永久模板。随后对六个HFRCC永久模板叠合RC单向板和一个RC单向板进行了四点受弯试验,探究了HFRCC-RC界面处理方式和配筋率对叠合板受弯性能的影响。试验结果表明:抹平、等距凹槽和钢钉拉毛三种界面处理方式对叠合板受弯性能的影响可以忽略;HFRCC模板能够有效限制裂缝发展,减小裂缝宽度和间距,叠合板的开裂弯矩相比于普通混凝土板提高了20.1%~31.7%。分别采用刚度解析法和有效惯性矩法建立了HFRCC-RC叠合板短期刚度计算方法,两种方法均有较高的计算精度且离散性较小。

密拼连接叠合双向板挠度计算方法研究

根据已完成的四边不出筋密拼连接叠合双向板原位加载试验研究成果,分析了钢筋桁架叠合双向板与现浇板抗弯刚度、挠度存在差异的机理。考虑弯矩调整、裂缝分布、支座附加筋及钢筋桁架等因素引入相关挠度折减系数对既有挠度计算方法进行修正。基于ACI318有效惯性矩方法、修正ASCE方法对叠合双向板挠度进行理论计算得出,ACI318有效惯性矩方法计算结果高估了叠合双向板弹性阶段刚度,修正ASCE方法适用于弹性阶段。解析刚度法结合修正挠度计算方法可用于计算叠合双向板挠度,适用于叠合双向板弹性和塑性阶段,计算值与实测值吻合较好。通过数值模拟开展参数分析得出,叠合双向板的抗弯刚度随现浇层与预制底板厚度比值的增大而提升明显,但钢筋桁架与支座附加筋等因素的刚度增强效应会减小。

FRP加固钢筋混凝土梁实用刚度模型

为了解决正常使用荷载下FRP加固钢筋混凝土梁的变形预测问题,本文基于刚度解析法建立了该类构件的实用刚度解析模型,模型中引入了β和λ两个参数分别用以考虑FRP使受拉钢筋和受压混凝土变形减小从而对构件刚度的影响。然后利用该模型预测了加固构件的跨中挠度,并与实测结果进行了比较,两者之间吻合很好。研究表明,加固梁的刚度随FRP用量的增加而提高;所提出的刚度模型简单实用并具有较高的预测精度,可以作为工程设计的参考。

UHPC梁短期刚度理论与试验研究

超高性能混凝土(Ultra high performance concrete,简称UHPC)是一种具有高强度、高韧性、高耐久性和高抗冲击性能的水泥基复合材料。通过现有的两种刚度计算方法—有效惯性矩法及刚度解析法,结合UHPC材料特性,相应地建立了UHPC短期刚度计算方法。通过对12根UHPC梁试验结果的分析,发现该文建立的两种短期刚度计算方法均能有效地计算试验梁的短期刚度,精度满足工程计算要求,其中有效惯性矩法的计算值更接近试验值。

持续荷载与腐蚀共同作用下RC梁的抗弯刚度计算方法

结合12片钢筋混凝土梁的抗弯试验数据,探讨了不同持续荷载等级对钢筋混凝土矩形截面梁锈蚀率的影响,通过混凝土应变数据对平截面假定进行了验证,明确钢筋应变与混凝土应变不协调是影响锈蚀混凝土梁抗弯刚度的重要因素。通过对锈蚀后钢筋质量的量测,考虑不同位置处钢筋的锈蚀状况,给出了考虑钢筋混凝土梁不同位置处锈蚀率随持续荷载等级变化的拟合公式,采用刚度解析法推导出锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度计算公式,并用试验数据对该模型进行了验证,由模型计算得到的荷载-挠度曲线与试验曲线吻合较好,该模型可为锈蚀钢筋混凝土梁挠度计算提供参考。

高强钢筋混凝土梁疲劳变形的理论与试验研究

以高强钢筋混凝土梁的疲劳试验为基础,分析了高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下变形的一般规律,用解析刚度法对高强钢筋混凝土梁在疲劳荷载作用下的刚度进行了计算,提出了高强钢筋混凝土梁疲劳裂缝的计算方法和计算公式,并同试验结果进行了对比,吻合度良好。

GFRP筋纤维增韧高强轻骨料混凝土受弯构件挠度分析

为研究GFRP筋纤维增韧高强轻骨料混凝土梁变形规律,完成10根高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验,重点分析了纤维掺量、纵筋种类、GFRP筋配筋率和GFRP筋直径对试件不同受力阶段变形的影响;明确了GFRP筋混凝土受弯构件正常使用阶段应变及应力分布;基于刚度解析法,结合文献中GFRP筋普通混凝土受弯构件挠度实测数据,给出GFRP筋应变不均匀系数计算公式,综合考虑轻骨料、钢纤维及GFRP筋配筋率的影响对其进行修正;基于该公式对各试件使用荷载下的挠度进行计算,并与美国规范(ACI 440.1R-15)、中国规范(GB 50608-2010)和加拿大规范(CSA S806-12,ISIS-M03-07)的计算结果进行对比分析。结果表明:随配筋率的增大,试件破坏模式依次表现为GFRP筋拉断破坏、平衡破坏和混凝土压碎破坏;混凝土压碎破坏试件弯矩-挠度曲线分为开裂前阶段、裂缝开展阶段和受压破坏阶段,而平衡破坏和GFRP筋拉断破坏试件仅具有前2个阶段。轻骨料混凝土掺入钢纤维能够抑制构件开裂后刚度退化,降低混凝土压碎破坏脆性;提高GFRP筋配筋率可减小试件变形,GFRP筋直径对其无显著影响。采用中国规范(GB50608-2010)计算试件正常使用极限状态下的挠度,结果稍显不安全;美国规范(ACI 440.1R-15)计算结果略偏保守;加拿大规范(ISIS-M03-07)与(CSA S806-12)计算值均具有一定的安全储备;建议公式计算结果较为准确且离散性较低,能够用于该类构件挠度的计算。

预制横向空心混凝土条形板抗弯承载力试验研究

预制横向空心混凝土条形板是灌芯装配式混凝土板的预制构件,对受力钢筋分别为8和6的两种预制横向空心混凝土条形板试件进行静力加载试验。试验结果表明:试件的实际极限承载力高于理论计算极限承载力,属于受弯构件塑性破坏方式;试件的开裂荷载较施工阶段预制横向空心混凝土条形板需承载的荷载大,能够满足试件在施工阶段挠度、裂缝的要求;而且预留孔洞对试件抗弯刚度的影响很小,采用刚度解析法进行开裂后刚度计算具有安全储备。