UHPC梁开裂弯矩适用计算方法研究

为探究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)梁抗开裂性能,通过4点弯曲试验研究了不同纤维类型、掺量及配筋率对梁受弯抗开裂性能的影响.基于试验结果,结合理论分析及数值模拟,对比了不同开裂弯矩计算方法结果,并探究了多种UHPC受拉本构对开裂荷载计算值的影响.分析了不同方法所得结果的差异及原因,提出了一种超高性能混凝土梁开裂弯矩计算方法.结果表明:UHPC抗拉强度是影响梁开裂弯矩的最直接因素,提高梁配筋率、增大纤维掺量、改变纤维形状有利于提高梁的抗开裂性能,但作用有限;截面平衡法、等效截面法计算结果偏大,美国FHWA规范的计算结果与试验值较为吻合,但相关性不好;收集相关文献数据验证表明,本文方法能准确预测超高性能混凝土梁开裂弯矩.

混杂纤维RAC梁开裂弯矩和抗裂性能有限元分析

为研究不同混杂纤维掺量对再生混凝土(RAC)梁抗裂性能的影响,本文通过有限元分析软件ANSYS对6根RAC梁的开裂荷载、屈服荷载、开裂状态和屈服状态下的挠度以及开裂应力、屈服应力进行分析,并根据6组混杂废弃纺织纤维RAC梁的试验数据和《水工混凝土结构设计规范》推算混杂废弃纺织纤维RAC梁开裂弯矩的理论计算公式。结果表明:1)掺入适当比例的废弃纺织纤维与玄武岩纤维可有效降低RAC梁的跨中挠度,增强RAC梁的刚度;2)推算出的理论公式计算值与试验值吻合良好。

预应力RPC箱梁开裂弯矩计算方法

预应力箱梁是现有活性粉末混凝土(RPC)桥梁的主要结构形式。以预应力RPC箱梁受弯性能为主要研究目的,应用ANSYS通用程序建立有限元模型,对RPC梁受弯过程的荷载-位移曲线、开裂、极限荷载等受力行为进行分析。有限元分析结果与试验结果吻合良好。应用有限元方法、以混凝土强度为参数的分析表明,RPC梁的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载比普通混凝土梁可分别提高34.1%、34.3%和35.1%。对RPC箱梁开裂弯矩计算方法开展了分析。现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTG D62-2004)算法中截面塑性影响系数r值不能准确反映RPC的材性,计算结果比试验值偏大较多,不宜采用;提出了预应力RPC箱梁开裂弯矩计算方法,其计算结果与多根RPC梁试验结果的比值为0.91~0.96,能满足工程计算精度的要求,可供预应力RPC梁设计计算参考。

UHPC梁开裂弯矩和裂缝试验

为研究超高性能混凝土梁的开裂弯矩和裂缝特征及评估现有规范公式计算超高性能混凝土梁开裂弯矩和裂缝宽度的适用性,进行了8根超高性能混凝土T形简支梁的受弯性能试验,观察试验梁的开裂弯矩和裂缝发展.试验结果表明:预应力水平对开裂荷载影响较大;超高性能混凝土梁的弯曲裂缝细而密,加载初期最大裂缝宽度发展较慢,纵筋屈服后最大裂缝宽度发展明显加快;利用现有规范公式计算超高性能混凝土梁开裂弯矩和最大裂缝宽度过于保守.在现行规范公式的基础上引入抗裂影响系数和裂缝修正系数,给出了超高性能混凝土梁开裂弯矩和最大裂缝宽度的建议公式,建议公式的计算值和试验值吻合良好.

钢筋混凝土梁开裂弯矩不同计算方法对比分析

基于试验、理论及仿真分析研究了钢筋混凝土梁开裂弯矩不同计算方法的适用性.利用自主研制的反向加载试验设备完成了7根梁的受弯开裂试验;推导了双筋截面梁开裂弯矩求解的理论表达式;分析了梁开裂弯矩不同近似计算方法的异同;采用ABAQUS构建了试验梁的仿真分析模型,得到了梁开裂弯矩的仿真解.将不同计算方法得到的结果与试验值进行对比分析,结果表明:钢筋混凝土梁开裂弯矩不同算法的结果较实测值均偏大,其中仿真值误差最小;横向受力裂缝出现时,梁刚度并不发生突变,仅当裂缝贯通保护层且发展到一定程度时其刚度才降低;现有梁开裂弯矩近似计算公式更适宜于估算梁刚度第一个突变点对应的弯矩值.

预应力混凝土叠合板与薄板开裂弯矩相关性分析

通过理论分析与试验,提出了预应力混凝土薄板与叠合板开裂弯矩相关性模式,为预应力混凝土叠合板与薄板设计计算和结构性能检验提供了新的方法,与试验结果符合良好.

纤维对混凝土梁开裂弯矩和弯曲韧性的影响

为了研究纤维对混凝土开裂弯矩和弯曲韧性的影响,结合钢纤维、聚丙烯纤维混凝土梁的四点弯曲试验,考虑受拉区混凝土的塑性变形,推导了纤维混凝土开裂弯矩的计算式,并分析了纤维对于混凝土开裂时塑性发展的影响。结果表明,钢纤维掺量超过40 kg/m^(3)、聚丙烯纤维掺量超过4 kg/m^(3)时,纤维可以提高受拉区混凝土塑性变形的能力,从而一定程度上提高开裂荷载。同时,结构型钢纤维与聚丙烯纤维对混凝土弯曲韧性有较为显著的提高作用。结合传统理论中的截面塑性发展系数,将纤维的作用以提高系数的形式加以考虑,可以在设计中较为简便的使用。

钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面开裂弯矩的计算方法

通过12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的试验,分析钢纤维对钢筋高强混凝土梁正截面抗裂弯矩的影响.实验结果表明,钢纤维的加入提高了钢筋高强混凝土梁的正截面开裂弯矩,并随着钢纤维体积率的增加呈增长的趋势,增加幅度在40%～100%之间;纵向钢筋配筋率、梁的高度以及钢筋的强度等级对钢筋高强混凝土梁的开裂弯矩也有影响;开裂弯矩随纵筋配筋率的增大以及随截面高度的减小而增大.结合现行有关规范,提出了钢筋钢纤维高强混凝土梁截面抵抗塑性影响系统的计算公式和钢筋钢纤维高强混凝土梁开裂弯矩的计算公式,并用试验数据验证了该公式的正确性.

边框SFRC剪力墙开裂弯矩影响因素和计算方法

针对剪力墙边缘构件受力复杂、施工困难的特点，提出了在剪力墙边缘构件中采用钢纤维局部增强的方法来改进其抗裂性能，并将其命名为边框钢纤维混凝土（SFRC）剪力墙。结合试验结果和有限元数值模拟，研究了钢纤维体积率和轴压比对边框SFRC剪力墙抗裂承载力的影响。结果表明，边缘构件钢纤维体积率为1．5％-2％之间时对剪力墙开裂弯矩增强效果最好，最大提高幅度达45．1％。相对于整体钢纤维混凝土剪力墙，仅边缘构件采用钢纤维增强的剪力墙在未降低过多承载力的情况下，具有较好的经济优势。基于上述计算结果，提出了边框SFRC剪力墙开裂弯矩计算公式中主要参数的取值建议和开裂弯矩的简化计算方法，可供该类剪力墙设计验算时参考。

防风板开裂弯矩计算及试验研究

为了确定防风板静载试验的加载方案,需根据防风板截面特性计算开裂弯矩。本文立足已有开裂弯矩计算方法及计算理论,通过分析防风板的受力特点,根据恰当的应力计算图式,推导了防风板的开裂弯矩计算公式。试验值与计算值对比结果表明,用本文公式计算的开裂弯矩具有可靠的精确度,现场试验的应用效果良好。

附加钢筋对叠合板拼缝开裂弯矩试验研究

通过理论分析与试验研究,依据混凝土结构试验方法标准中有关规定,对比了2种不同长度的附加钢筋在荷载作用下的受力特性,分别对应于附加钢筋有无伸出叠合板拼缝两侧的格构钢筋,观察叠合板试件从加载、出现裂缝到破坏的全过程,分析了试件在不同荷载作用下的受力状态。试验结果表明,附加钢筋较长的一组试验构造形式能够增加叠合板拼缝处的承载力,有利于阻止叠合板拼缝处裂缝的开展。最后分析了钢筋混凝土叠合板中附加钢筋对叠合板拼缝开裂弯矩的相关关系,为钢筋混凝土叠合板中附加钢筋的设计计算与结构性能检验提供了新的方法。

钢—混组合连续梁负弯矩区开裂弯矩的研究

通过对钢-混凝土之间应变差的计算分析,求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,该方法考虑了钢梁和混凝土之间剪切滑移的影响,能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算结果与试验结果进行比较,证明这种计算方法是可行的。

纤维混凝土梁受弯试验及开裂弯矩计算公式

通过受弯试验测得添加玄武岩纤维、聚丙烯纤维、混杂纤维和硅灰的不同混凝土梁开裂弯矩,利用开裂弯矩试验值及材性试验值推算出各混凝土梁的塑性变形发展程度系数k值,并绘出受拉区混凝土开裂时的应力分布;然后根据k值计算得到各混凝土梁的截面抵抗矩塑性影响系数,并推导出玄武岩纤维及聚丙烯纤维混凝土梁的开裂弯矩计算公式.结果表明:各混凝土梁均满足平截面假定,添加纤维可以提高普通混凝土梁及掺硅灰混凝土梁的开裂弯矩;相同体积分数下,玄武岩纤维对混凝土梁开裂弯矩的提升效果优于聚丙烯纤维;推算得到的k值为纤维混凝梁开裂弯矩的理论推导提供了参考,同时可作为评价纤维混凝土梁开裂时受拉区混凝土塑性变形能力的指标;混凝土梁的开裂弯矩受劈拉强度和塑性变形能力的共同影响;所提出的玄武岩纤维及聚丙烯纤维混凝土梁开裂弯矩计算公式可以作为二者开裂弯矩计算时的参考.

考虑塑性变形发展程度系数的RC梁开裂弯矩改进计算公式

针对RC梁开裂荷载计算方法尚未统一的现状,首先,结合18根RC梁试验数据对比了已有的6种RC梁开裂弯矩计算公式,发现开裂弯矩理论计算值与试验值的偏差大小和混凝土强度有关;然后,通过提出塑性变形发展程度系数k,推导新的RC梁开裂弯矩计算公式,并进一步基于k值和塑性影响系数计算值γk进行改进;最后,选取12根RC试验梁验证改进公式的准确性,证明改进公式的计算值与试验值吻合更好且偏于安全。

一个具有轴压比和配筋率参数的开裂弯矩计算公式

根据钢筋混凝土矩形截面压弯构件的基本方程,导出了压弯构件的开裂弯矩表达式,通过计算,给出了开裂弯矩与混凝土强度等级、轴压比和配筋率之间的变化规律,从而得出了具有配筋率和轴压比参数的开裂弯矩计算公式,该公式形式简单,与试验结果符合较好。

高强混凝土梁的开裂弯矩计算

根据正截面受弯承载力计算理论,运用混凝土力学分析方法,导出高强混凝土梁的开裂弯矩计算式。通过计算分析,对公式加以简化。经简化后的开裂弯矩计算公式形式比较简单,计算结果与试验结果基本吻合。

预应力混凝土叠合空心板与底板开裂弯矩相关性研究

通过理论分析与试验研究,分析了预应力混凝土叠合空心板与底板开裂弯矩相关性特征,提出了二者相关性模式与相应的计算方法,为预应力混凝土叠合空心板与底板结构性能检验提供了新的检验方法与计算手段,可供有关规范及标准图集的编制和设计、生产、检验部门参考试用。

高强螺旋肋钢筋预应力混凝土空心叠合板与底板开裂弯矩相关关系研究

通过计算分析与试验研究,分析了螺旋肋钢筋预应力混凝土叠合空心板与底板开裂弯矩相关关系,提出二者相关关系模式与实用计算方法,为该类空心叠合板设计与结构性能检验提供了新的方法与计算手段,可供有关规范及标准图集的编制和设计、生产、检验部门参考试用。

创新型波形钢-混凝土组合桥面板设计及其负弯矩区开裂弯矩理论公式的提出

本文首先介绍某淮河大桥设计中所提出的新型波形钢—混凝土组合桥面板的结构。针对该新型组合桥面,结合科研项目,首次推导出该桥面板考虑了配筋率影响的负弯矩区开裂弯矩计算公式;并进行参数化分析,设定的参数变量包括配筋率、波折板厚度和桥面板总厚度,分析上述变量参数对其开裂弯矩的影响曲线,相关研究成果和分析过程为后续该组合桥面板的设计提供参考和理论依据。

钢筋混凝土梁和柱开裂弯矩及屈服弯矩的计算

就钢筋混凝土梁、柱开裂弯矩、屈服弯矩的计算,针对经验公式计算不够精确的现象,介绍了一种比较精确的理论计算方法,以保证在时程分析中,准确描述钢筋混凝土结构的恢复力。