纤维织物增强高延性混凝土加固RC短柱抗剪性能试验研究

为研究纤维织物增强高延性混凝土(TR-HDC)加固钢筋混凝土短柱的抗剪性能,设计了6根钢筋混凝土柱,包括2个对比柱和4个TR-HDC加固柱.通过低周反复荷载试验,对比分析剪跨比、纤维织物层数对试件破坏形态、变形、承载力和耗能能力的影响.结果表明:采用TR-HDC加固钢筋混凝土短柱,可显著提高其抗剪承载力;TR-HDC与原混凝土柱协同工作性能良好,加固后的混凝土柱的变形、承载力和耗能能力明显提高;增加纤维织物的层数对钢筋混凝土短柱的抗剪承载力提高幅度较小,但可大幅增强柱的耗能和变形能力;剪跨比较大时,更有利于发挥TR-HDC加固材料的力学性能.基于桁架-拱模型,提出TR-HDC加固钢筋混凝土短柱的抗剪承载力计算方法,计算结果较准确.

高延性混凝土加固单层砖木结构农房振动台试验研究

为提高我国农村砌体房屋的抗震性能水平,采用高延性混凝土(HDC)条带加固的方法,设计了两个缩尺比为1∶2的砖木结构模型,对加固模型与未加固模型进行振动台同台对比试验。对比分析了地震作用下两个模型结构的加速度响应、位移响应、扭转效应和破坏形态,并对其抗震性能进行评估。试验结果表明:单层砖木结构农房的整体抗震性能较差,结构的自振频率低、位移反应较大,扭转效应明显,在8度设防地震作用下接近倒塌;经HDC条带加固的模型结构自振频率增大,位移反应相比未加固模型更小,山墙外闪现象得到明显控制,结构扭转效应的破坏作用明显减轻,在9度罕遇地震作用下HDC面层只出现轻微受损,可达到“大震可修”的性能目标。采用HDC条带加固法可有效延缓结构在强震作用下的刚度退化,增加结构的耐损伤能力,并有效提高此类砌体结构的整体抗震能力。

纤维织物-高延性混凝土加固钢筋混凝土板抗弯性能试验研究

为研究纤维织物-高延性混凝土(TR-HDC)加固钢筋混凝土板的抗弯性能,本文对1块对比板、1块高延性混凝土(HDC)加固板、1块纤维织物增强水泥砂浆(TRM)加固板及3块TR-HDC加固板进行四点抗弯试验,研究加固层基体是否添加PVA纤维以及纤维织物层数对钢筋混凝土板破坏形态、荷载-挠度曲线、抗弯承载力、延性以及应变的影响.结果表明:采用TR-HDC加固的钢筋混凝土板,裂缝宽度和间距明显减小,裂缝表现出细而密的特点;TRHDC可以显著提高板的抗弯承载力,开裂、屈服和峰值荷载的最大提升幅度分别为104%、89%和127%;TR-HDC加固层中纤维织物的断裂造成了板延性的降低,因此,实际加固工程中应尽可能避免纤维织物拉断.基于平截面假定,给出了TR-HDC加固钢筋混凝土板的抗弯承载力和挠度计算公式,计算值与试验值吻合较好,可为实际应用提供理论依据.

超高延性混凝土加固砌体墙抗震性能研究

为研究超高延性混凝土(Ultra-High Ductile Concrete,UHDC)加固砌体墙的抗震效果,对两个实心墙和两个空斗墙进行了低周反复加载试验。结果表明,与未加固墙相比,加固后实心墙承载力提升31%,峰值位移降低了30%;加固后空斗墙承载力提升了223%,峰值位移提高了471%。利用OpenSees软件对UHDC加固砌体墙进行了建模,分析了不同加固层厚度、加固方式及竖向压应力等因素对抗震性能的影响。结果表明:对于实心墙,加固层厚度为10、20、30 mm时,峰值承载力分别提高16.0%、36.2%、56.1%,峰值位移分别降低了28.3%、26.7%、26.7%;对于空斗墙,加固层厚度为10、15、20 mm时,峰值承载力分别提高117.4%、179.5%、243.4%,峰值位移分别提高345.5%、522.7%、506.1%。当竖向压应力为0.6 MPa和0.9 MPa时,实心墙峰值承载力较0.3 MPa时分别提高16.8%和33.0%,峰值位移分别降低12.0%、16.0%;空斗墙峰值承载力较0.15 MPa时提高6.5%和10.5%,峰值位移分别提高2.8%、0.0%。当分别采用整面加固、斜交条带加固、正交条带加固时,实心墙峰值承载力分别提高36.2%、12.0%、5.4%,峰值位移分别降低26.7%、28.3%、28.3%;空斗墙峰值承载力分别提高179.5%、80.1%、39.3%,峰值位移分别提高522.7%、203.0%、203.0%。最后提出了UHDC加固砌体墙抗剪承载力计算公式,与试验和模拟结果比较,具有较好的精度,可为加固设计提供理论支持。

新型高延性混凝土-压型钢板组合楼板承载力试验研究

为推动新型农村建设装配式体系研发,提出一种外包高延性混凝土夹芯压型钢板的全预制新型组合楼板,并推导相应受弯承载力和挠度的理论计算方法。设计3种不同跨度的新型组合楼板,并将试验结果与理论计算进行对比。结果表明:计算结果与实测结果拟合良好;在正常使用阶段,新型组合楼板的变形表现为理想的弹性效果;新型组合楼板具有良好整体性和组合效应并具有较高承载力,且满足规范要求。可为进一步理论研究提供可靠依据。

超高延性混凝土加固砌体的抗弯性能试验研究与理论计算

为提升砌体墙的抗弯性能,降低墙体平面外脆性破坏的风险,采用超高延性混凝土(Ultra-high Ductile Concrete,UHDC)面层加固砌体墙段,并开展了7个加固后墙段的四点弯曲加载试验,对比分析了各试件的破坏模式、承载力和变形能力等特性.结果表明:单面和双面UHDC面层加固改变了传统砌体墙的脆性破坏状态,加固后试件呈现延性弯曲破坏模式;UHDC面层对砌体受弯构件具有良好的约束增强作用,显著提升了抗弯承载力和变形能力;UHDC面层厚度的增加更有利于提高构件的极限承载力;受压区UHDC面层对砌体的抗弯承载力贡献小于受拉区面层.最后,提出了单面和双面UHDC面层加固砌体受弯构件的抗弯承载力计算公式,为UHDC面层加固砌体受弯构件提供了设计依据.

普通混凝土-高延性混凝土组合式机场道面结构应力响应分析

由于普通混凝土(Regular Concrete,RC)弯拉强度较低、韧性差、易开裂,用于机场道面易出现断板、脱空和开裂等病害;高延性混凝土(High Ductility Concrete,HDC)具有高强度、高韧性和高抗裂性能,因此提出一种新型普通混凝土-高延性混凝土(RC-HDC)组合式机场道面结构,设计了RC单层板、HDC单层板和RC-HDC组合板3种机场道面结构。考虑基层支撑、接缝传荷能力和复杂起落架作用,建立了三维刚性道面有限元模型,分析了不同飞机荷载、道面板结构、道面板厚度、基层厚度、基层模量和土基反应模量等因素下的道面板应力响应,并计算了不同飞行区等级下的道面板最小设计厚度。研究结果表明:HDC单层板和RC-HDC组合板的弯拉强度为20 MPa和18 MPa,分别是RC单层板的4倍和3.6倍;RC-HDC组合板能够发挥HDC高弯拉强度和RC高模量的优势;对于相同道面结构,单轴单轮起落架荷载作用下道面板应力最大,双轴双轮起落架作用下道面板应力最小;4C、4D、4E、4F飞行区等级下,RC-HDC组合板的最小设计厚度分别为RC单层板的38.6%、39.0%、39.9%、41.5%;采用RC-HDC组合板不仅可以大幅减小道面板厚度,而且具有较好的经济性。

高延性混凝土蒙皮压型钢板预制组合楼板的试验研究

基于高延性混凝土研发的新型预制组合楼板(上、下15 mm厚的高延性混凝土薄板夹压型钢板,沿跨度方向封边,形成的具有空间效应的组合楼板)具有耐火性好、自重余拱小且适应于大跨度结构等优势。通过足尺试件的均布堆载试验,研究了新型预制组合楼板在竖向荷载作用下的承载力、变形特征及破坏形态。结果表明:新型预制组合楼板为受弯破坏,受压区高延性混凝土未压碎,压型钢板未出现脆性断裂现象,破坏前有明显征兆,表现出较好的延性;有限元模型的计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元模拟的可靠性。

高延性混凝土加固薄壁方钢管短柱抗压承载力研究

针对薄壁方钢管短柱承载力较低的问题,提出了通过外包高延性混凝土的加固方式来提高构件的极限抗压承载力和延性。利用有限元分析软件ABAQUS建立了高延性混凝土加固薄壁方钢管短柱有限元模型,对现有材料进行了材性试验,将结果用于有限元建立本构关系中;采用环氧树脂作为黏结剂,分别考虑了在静力加载作用下不同宽厚比(40、48、67)、不同加固厚度(4、8、12 mm)对高延性混凝土加固薄壁方钢管短桩的极限抗压承载力和破坏模态的影响。有限元结果表明:采用高延性混凝土加固后,构件的极限抗压承载力提升效果可达到30%~50%左右,且加固效果随着宽厚比或加固厚度的增大而愈发明显。理论推导出了高延性混凝土加固薄壁方钢管短柱的承载力理论公式,理论公式与有限元误差可控制在10%以内。

超高延性混凝土(ECC)加固砌体墙抗剪性能的数值分析

为解决既有砌体结构抗震性能差,无法满足现行规范使用要求的问题,拟采用ECC对砌体墙进行加固,以提高其承载能力及抗震性能。对砖-砖、砖-ECC界面采用牵引-分离模型的方法,利用ABAQUS建立未加固砌体墙和加固砌体墙的精细化有限元模型,研究砌体墙在压剪荷载作用下的损伤模式、滞回性能、承载力及变形能力等。对比模拟与试验结果,验证了有限元模型的准确性,考虑砌筑砂浆强度、加固层厚度、ECC抗拉强度等进一步开展参数分析。研究表明:ECC面层可显著提高砌体墙的抗剪承载力、耗能能力及变形能力;提高砌筑砂浆强度、ECC抗拉强度和加固层厚度均可显著提升砌体墙的抗剪性能。本研究对既有民用建筑及电网系统重变电站等砌体结构的修复及加固具有重要指导意义。

高延性混凝土局部置换加固剪力墙抗震性能试验分析

为探究高延性混凝土在提升剪力墙抗震性能方面的作用,文中研究制备了改性活性粉末混凝土,其中添加了聚丙烯纤维和钢纤维。制作三组剪力墙试件,利用高延性混凝土对第三组试件进行局部置换加固,另外两组作为对照组。通过向试件施加垂直载荷与水平载荷模拟地震作用,观察其破坏形态、位移量、钢筋应变。经对比可知,加固试件的承载能力、变形消能效果均强于对照组,说明加固后的剪力墙具有更好的抗震性能。

掺煤矸石粉高强高延性混凝土的力学与流变性能研究

采用L_(16)(4^(5))正交试验研究了煤矸石粉掺量(40%~100%)、硅灰掺量(14%~20%)、PVA纤维体积掺量(0.5%~1.7%)、水胶比(0.18~0.30)和砂胶比(0.3~0.9)对高强高延性混凝土(HSHDC)力学性能、工作性及流变性能的影响,并对比分析了Bingham模型和Herschel-Bulkley模型对流变参数的拟合效果。结果表明:配制的掺煤矸石粉HSHDC的28 d抗压强度基本大于60.0 MPa,28 d抗折强度最大为21.2 MPa;与Bingham模型相比,Herschel-Bulkley模型更适用于描述掺煤矸石粉HSHDC的流变性能;掺煤矸石粉HSHDC的等效塑性黏度与扩展度中度相关,屈服应力与扩展度不相关。

高延性混凝土在剪力墙置换中应用性能分析

为了探究高延性混凝土对剪力墙抗震性能的影响,本文利用改性活性粉末混凝土局部置换加固剪力墙,并且设置两个对照组,第Ⅰ组是强度等级为C15的剪力墙试件(不加固),第Ⅱ组是强度等级为C30的剪力墙试件(不加固),第Ⅲ组是强度等级为C15的剪力墙试件(加固)。按照不同的轴压比向试件施加恒定竖直载荷和水平低周反复载荷,综合钢筋应变、混凝土结构应变、载荷大小、试件位移等因素,判断3组试件的承载力。结果显示,经过高延性混凝土局部置换加固的剪力墙,极限承载力、破坏承载力明显提升,优于两个对照组,说明该加固方式有利于提高剪力墙的抗震性能。当建筑物受到地震影响时,竖直载荷、水平载荷作用于剪力墙,使墙体出现伸缩变形,一旦超过其承载能力,将会导致结构破坏。高延性混凝土中添加了PP纤维、钢纤维以及多种活性物质,改善了普通混凝土材料的抗拉、抗压以及延展性,因此研究此类混凝土对剪力墙的加固效果具有重要的意义。

高延性混凝土加固砌体墙方法研究

总结了采用高延性混凝土面层和条带加固砌体墙,以提高砌体房屋抗震性能的两种方法,并分析它们各自的加固要求和抗剪承载力计算公式,比较加固前后砌体墙抗剪承载力的变化。结果发现:高延性混凝土能大幅提高砌体墙的抗剪承载力,且计算公式反映的加固后墙体的承载力较试验值更偏于安全。

高延性混凝土局部置换加固剪力墙抗震性能试验分析

为了探究高延性混凝土在提升剪力墙抗震性能方面的作用,研究过程制备了改性活性粉末混凝土,其中添加了聚丙烯纤维和钢纤维。制作三组剪力墙试件,利用高延性混凝土对第三组试件进行局部置换加固,另外两组作为对照组。通过向试件施加垂直载荷与水平载荷模拟地震作用,观察其破坏形态、位移量、钢筋应变。经过对比,加固试件的承载能力、变形消能效果均强于对照组,说明加固后的剪力墙具有更好的抗震性能。

硫酸盐环境中高延性混凝土侵蚀机理与力学性能研究

聚焦高延性混凝土在多种浓度硫酸盐溶液中的侵蚀机理,通过试验探讨了硫酸盐环境对高延性混凝土力学性能的具体影响。试验结果显示,在5%硫酸钠溶液、10%硫酸钠溶液及饱和硫酸钠溶液的长期浸泡下,高延性混凝土的抗压强度和质量均呈现出初期上升后逐渐下降的趋势。此外,高延性混凝土在相同条件下展现出了更强的抗硫酸盐侵蚀性能,其抗腐蚀系数及质量变化率等指标均更为有利,表明高延性混凝土在硫酸盐侵蚀环境中具有更好的耐久性和稳定性。

高延性混凝土对不同浓度氯离子的抗侵蚀特性研究

为研究高延性水工混凝土对不同浓度氯离子溶液的抗侵蚀特性,通过对浸泡于氯离子溶液下的混凝土试样进行性能测试,结果表明:较大的氯化钠浓度对混凝土的密实度、抗压强度、抗折强度更为不利。实际应用高韧性混凝土对水工结构进行修补时,对其使用寿命应区别估算。结果可为高延性水工混凝土在腐蚀性水环境下的应用提供借鉴。

国内高延性混凝土应用技术标准解读

高延性混凝土是一种具有高延性、高韧性、高抗裂性能、高耐损伤能力和高耐久性的纤维增强水泥基复合材料,近年来被广泛应用于加固工程。但目前国内还没有针对高延性混凝土的统一国家标准或行业标准,仅有相关地方标准和协会标准,并形成了2大标准体系。本文对高延性混凝土在国内的应用技术标准进行了统计,并从标准的适用范围、材料定义、材料指标要求、材料选用、加固计算的利用系数和构造要求等方面对2大标准体系进行了对比和解读,为高延性混凝土的设计应用提供参考。

探究建筑工程技术在高延性混凝土中的应用

现代建筑技术的不断发展,对于建筑材料的性能要求也日益提高。高延性混凝土作为一种新型的建筑材料,因其优异的力学性能和耐久性能而备受关注。从高延性混凝土的性能特点出发,对高延性混凝土的应用进行深入探究,以期为相关领域的实践提供理论支持和参考。

水胶比对含粗骨料延性混凝土力学性能影响研究

含粗骨料延性混凝土具有适应变形能力强、造价低等优势,在水工建筑物中具有广泛应用场景。对不同水胶比的含粗骨料延性混凝土开展试验研究,分析水胶比和粗骨料含量两种因素对抗压和抗弯性能影响规律。结果表明:水胶比一定时,随着粗骨料含量的增加,抗压强度先增后降,粗骨料含量为10%时,抗压强度达到最高,为60.7 MPa;而抗弯荷载、极限挠度和韧性指数呈现不同程度的降低趋势,粗骨料含量为0时,抗弯性能最优,抗弯荷载达到31.94 kN,极限挠度达到2.01 mm;粗骨料含量一定时,随水胶比的降低,抗压强度和抗弯荷载呈增加趋势,水胶比为0.27时达到最高,抗压强度为60.4 MPa,抗弯荷载达到22.29 kN;极限挠度先增后降,水胶比为0.30时达到最大,为1.64 mm。研究结果可为含粗骨料延性混凝土在水工建筑中的应用提供参考。