蜂窝型钢高性能混凝土梁受力性能试验研究

针对不同的型钢保护层厚度、剪跨比、型钢形式以及有无抗剪键这四个因素,对6根蜂窝型钢高性能混凝土梁和1根实腹型钢高性能混凝土梁进行静载试验,以此来探讨这种新型结构的受力性能。试验结果表明:蜂窝型钢高性能混凝土梁符合平截面假定;梁在剪跨比λ≥1.5时的破坏可分为弯剪破坏、剪切劈裂破坏、一般弯曲破坏与弯曲劈裂破坏四种形态;蜂窝型钢高性能混凝土梁的黏结滑移性能明显优于实腹型钢高性能混凝土梁;在蜂窝型钢中加入抗剪键对梁的极限承载力、黏结滑移及挠度变化影响不大;蜂窝型钢高性能混凝土梁的刚度比扩张前的实腹型钢高性能混凝土梁的刚度大,且延性要好;型钢保护层厚度对梁的极限承载力影响较大;梁的极限承载力及开裂荷载与剪跨比有关,具体表现为随着剪跨比的减小而变大。研究将为蜂窝型钢高性能混凝土梁的相关计算理论及工程应用提供参考。

高强型钢超高性能混凝土梁受弯性能试验研究及有限元分析

为研究高强型钢超高性能混凝土梁的受弯性能,以配钢率、型钢位置和钢纤维体积分数为变化参数,设计了6个试件,并对其进行了静力加载试验,获得了试件的破坏形态和荷载-跨中挠度曲线,分析了试件的承载能力和变形能力,以及型钢、纵向钢筋和超高性能混凝土的应变变化规律。基于试验研究,建立了高强型钢超高性能混凝土梁受弯性能的有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而进行了参数分析。结果表明:所有试件均发生的是适筋破坏,纵向受拉钢筋和型钢下翼缘率先屈服,然后受压区超高性能混凝土被压碎;在试件的破坏阶段,所承担的荷载会依次经历陡降、波动、缓慢上升和缓慢下降四个阶段;试件的变形能力系数超过5,呈现出较强的变形能力;试件开裂前,超高性能混凝土的应变符合平截面假定,但开裂后,只有受压区和受拉区在中和轴附近的一小部分超高性能混凝土应变呈线性分布;配钢率和型钢强度增大,试件的承载能力和变形能力均提高;超高性能混凝土抗压强度增大及型钢从截面居中位置下移,试件的承载能力提高,但变形能力下降;钢纤维体积分数增加,试件的抗裂能力和变形能力均提高,但承载能力变化不显著。

圆形孔蜂窝型钢高强混凝土梁受弯性能研究

为研究圆形孔蜂窝型钢高强混凝土梁的受弯性能,设计制作了4根试验梁,并对其进行受弯加载试验。研究表明:圆形孔蜂窝型钢高强混凝土梁的受力过程可划分为弹性工作阶段、弹塑性工作阶段及破坏阶段;试验梁在加载过程中没有过早开裂,并且试件在屈服后依然有着较高的安全储备;试验梁破坏时的挠度值均在14 mm以上,远大于规范规定限值,表现出了良好的变形性能;基于试验结果,利用ABAQUS软件对试件进行非线性有限元分析,结果显示,两者吻合较好,进一步拓展分析可知:型钢及混凝土强度对试件初始阶段的弹性刚度影响不大,随着型钢或混凝土强度的增加,试件承载能力会逐渐上升,而其延性系数则会逐渐下降。

矩形截面型钢超高性能混凝土梁抗弯承载力

为研究矩形截面型钢超高性能混凝土(SRUHPC)梁的抗弯特性,制作了4根配筋率为0.8%~1.1%,含钢率为8.7%~15.6%,内置型钢分别为一字型、倒T型与H型的矩形截面SRUHPC梁试件,开展了抗弯极限承载力试验,分析了矩形截面SRUHPC梁试件的损伤机理和破坏模式;基于试验结果与理论推导,提出了矩形截面SRUHPC梁抗弯承载力计算方法,计算了21根矩形截面SRUHPC梁试件和111个有限元计算模型的抗弯承载力,并将计算结果与试验值和有限元计算值进行了对比。分析结果表明:矩形截面SRUHPC梁试件的破坏模式均为适筋受弯破坏,即型钢与受拉纵筋先后屈服,随后受压区UHPC被压碎,且型钢与UHPC可较好地共同工作至试件破坏;内置倒T型钢试件和H型钢试件的承载力和刚度高于内置一字型钢试件,且抗裂性能更好;与其他试件相比,内置H型钢试件中纵筋、UHPC与型钢在相同荷载作用下的应变及其发展速度均较小,因此,在矩形截面SRUHPC梁内的型钢中设置上、下翼缘有助于提高组合梁的抗弯性能;采用提出方法得到的计算结果与试验值和有限元计算值的比值均值分别为0.972和1.035,方差分别为0.009和0.002,研究结果可为矩形截面SRUHPC梁在实际工程中的推广应用和规范、规程的制定提供理论支撑。

型钢高性能混凝土梁抗震性能试验研究

基于5榀型钢高性能混凝土梁低周反复加载试验,对梁的破坏形态以及不同参数下梁的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力等方面的规律和特点进行较为系统的研究。分析不同设计参数对梁抗震性能的影响。结果表明:在低周反复荷载作用下,经过合理设计的型钢高性能混凝土框架梁一般发生弯曲型破坏,且具有良好的延性和抗震耗能能力。

钢-混凝土组合扁梁研究进展及创新

内嵌于混凝土楼板中的钢梁通过抗剪连接件和粘结力与混凝土板共同工作,形成了钢-混凝土组合扁梁,采用钢-混凝土组合扁梁有利于增加建筑物室内净高,提高室内空间分隔的灵活性。对国内外钢-混凝土组合扁梁的相关研究成果进行了系统性的回顾与总结,并提出了一种新型组合构件,即采用钢筋桁架楼承板的蜂窝型钢-混凝土组合扁梁。新型蜂窝型钢-混凝土组合扁梁,在保证承载力和刚度的前提下,其楼板的抗裂性能较好,并且可以免除吊顶工序。通过在楼承板上双向布置受力筋,可满足双向板的设计要求。

部分预制装配型钢混凝土梁受剪性能试验研究

设计制作了15个部分预制装配型钢混凝土梁试件及2个全现浇型钢混凝土梁试件,并对其进行了静力试验,对处于正、负弯矩区段的部分预制装配型钢混凝土梁和采用蜂窝型钢的部分预制装配型钢混凝土梁的受剪性能进行了研究。通过分析试件的破坏过程、箍筋应变、荷载-转角曲线,对不同参数下试件的破坏形态、破坏机理和承载能力进行研究。结合试验研究结果,对影响预制装配型钢混凝土梁受剪性能的主要因素进行了分析。结果表明:部分预制型钢混凝土梁中预制部分与现浇混凝土能够很好地共同工作,部分预制梁受剪性能与现浇型钢混凝土梁无明显差别。