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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

既有砌体结构房屋高延性混凝土加固技术

随着城市化进程的加快,老旧小区改造是当前城市社区建设的重要任务,也是解决城市住房问题的重要环节。目前,全国有大量老旧小区,已经逐渐陈旧落后,给居民生活带来了诸多不便和安全隐患。在老旧小区改造过程中,经常出现既有砌体结构问题,严重影响到居住的安全性,需要采用高延性混凝土进行加固,以确保其安全与稳定。基于此,本文对砌体结构改造加固的具体方法要点进行探讨,旨在为加固方法提供参考。

建筑工程技术中高延性混凝土的应用

随着建筑行业的发展,高延性混凝土成为当今世界上研究和应用最广泛的高性能混凝土之一,对其性能的研究也得到了持续发展,国内外学者对高延性混凝土的力学性能、施工技术等方面都进行了深入系统地研究。本文主要阐述高延性混凝土的应用优势,并提出相应的施工方式,其目的是提高高延性混凝土的应用水平,确保我国建筑工程施工水平。

高延性混凝土在建筑工程技术中的运用研究

传统混凝土在抗震和耐久性方面存在限制,因此需要寻找新的解决方案。本文通过探讨高延性混凝土在建筑工程中的应用潜力,以提高结构的机械性能和寿命。研究采用实验和模拟分析相结合的方法,对高延性混凝土的机械性能进行了深入研究和评估。研究结果表明,高延性混凝土在抗拉、抗压以及抗弯性能和耐久性方面表现出显著的改善,并在建筑工程中取得成功应用。高延性混凝土为解决传统混凝土的局限性提供了一种有前景的解决方案,有望在未来的建筑工程中广泛推广应用,从而提高工程的可持续性和安全性。

有限元模拟高延性混凝土加固砖墙抗震性能研究

通过高延性混凝土加固和普通砂浆加固砌体试件的平面外低周往复荷载试验研究发现,高延性混凝土加固形式可以显著提升砖墙平面外抗弯承载力和变形能力。利用ABAQUS有限软件整体模型,选用合适参数对高延性混凝土面层加固试件的抗震性能进行数值分析,与试验结果进行对比。并在此有限元模型基础上,深入分析不同厚度的高延性混凝土加固层试件抗震性能。研究表明:本文建立的有限元模型分析结果与试验相似。随着砖墙的高延性混凝土加固层增厚,墙体平面外的承载能力和刚度随之增加,耗能性能也得到提高。

高延性混凝土与带肋钢筋黏结性能试验研究

为研究高延性混凝土(HDC)与带肋钢筋的黏结性能,设计制作了20组试件。通过中心拔出试验,研究单调和重复荷载作用下试件的破坏形态及黏结滑移破坏机理,分析了HDC的抗压强度、纤维掺量、纤维种类及保护层厚度对带肋钢筋与HDC黏结性能的影响。结果表明:单调与重复荷载作用下,普通混凝土试件发生了脆性劈裂破坏,HDC试件发生劈裂和拔出破坏;试验结果表明,带肋钢筋与HDC的黏结强度随HDC抗压强度增加而提高;相同HDC抗压强度时,纤维掺量的增加可改善带肋钢筋与HDC的黏结性能;相比PP纤维,相同体积掺量的PE纤维与PVA纤维可有效限制混凝土内部径向裂缝的开展,提高带肋钢筋与HDC的黏结强度;依据破坏形态和黏结强度,得出临界相对保护层厚度为2.0;单调与重复荷载作用下,试件黏结强度比由纤维种类和相对保护层厚度主导,残余黏结强度比由抗压强度和纤维掺量主导;根据试验结果,建立了带肋钢筋与HDC的黏结强度计算公式和黏结-滑移本构模型。

玄武岩纤维织物高延性混凝土拉伸性能

为研究玄武岩纤维织物高延性混凝土(TR-HDC)的拉伸力学性能,设计和制作了36组TR-HDC狗骨形拉伸试件,通过单轴拉伸试验研究织物配网率、PVA短纤维掺量、基体类型和网格间距(5mm、10mm)对TR-HDC拉伸力学性能的影响.试验结果表明:随织物配网率的增加,TR-HDC试件的抗拉强度大幅提高,多裂缝开展特征明显;PVA短纤维的掺入可有效改善织物与基体的界面特性,防止基层的剥离,减少织物与基体之间的滑移,并且提高织物强度利用率;网格间距增大时,掺入的PVA短纤维更容易穿过织物网格,与纤维束充分接触,增加了织物与基体的机械锚固力,使纤维织物的强度利用率提高;基体中粉煤灰掺量的改变对于TR-HDC试件的抗拉强度影响较小,而粉煤灰掺量较多时,试件的应变较大,裂缝间距较小.通过对试验结果进行回归分析,考虑PVA掺量与纤维织物耦合作用,给出了TR-HDC单轴抗拉强度简化计算模型.

高延性混凝土抗紫外线老化性能试验研究

为了研究高延性混凝土(HDC)抗紫外线老化性能,采用紫外线侵蚀试验方法,对HDC试块以30d为一个周期进行了8个周期的紫外线照射,研究其抗侵蚀性能。通过对34组HDC和NC试块进行单轴受压试验,观察不同龄期紫外线侵蚀后HDC的表观特征,获得各项基本力学指标,包括极限承载力、峰值应变。试验结果表明,经过240d紫外线照射后,HDC和NC试块表面均无明显变化;但是混凝土材料内部碳化反应速度加快,碳酸钙含量升高,混凝土的水化反应减弱;HDC与NC试块的抗压强度降低率增长均呈先上升后下降趋势,HDC较NC的抗压强度降低率最大提高2.22%;紫外线侵蚀会导致HDC内部的纤维外层损伤造成纤维共价键的断裂,而HDC属于纤维复合材料,对HDC宏观性能的影响反映在抗压强度和弹性模量的降低上。

BFRP筋增强生态高延性混凝土的干燥收缩性能

生态高延性混凝土(ecological high ductility concrete, Eco-HDC)具有优异的抗拉性能,可用来浇筑桥面无缝连接板。为避免Eco-HDC收缩引发的开裂问题,采用BFRP筋作为抗裂筋。为结构设计优选BFRP筋保护层厚度,从BFRP筋对Eco-HDC收缩的影响角度,研究保护层厚度对试件干燥收缩的影响,对比分析配BFRP筋与不配筋对Eco-HDC收缩性能的影响。试验结果表明:随着龄期的增加,素Eco-HDC和BFRP筋增强Eco-HDC的干燥收缩均逐渐增加,BFRP筋压应变呈增加趋势,养护1~7 d时增加趋势较为明显,之后增加趋势逐渐变缓;随着保护层厚度的减小,BFRP筋增强Eco-HDC的收缩逐渐增加,BFRP筋压应变也逐渐增大,BFRP筋的约束效果更加明显,但经历45 d后BFRP筋压应变数值差别不大。在桥面无缝连接板施工养护时应注意早龄期7 d内保湿以减少收缩;在结构设计中,优选BFRP筋保护层厚度为25 mm.