钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁受力性能试验研究

为改善钢夹板-螺栓连接胶合木梁的刚度在到达极限荷载55%~70%区间内存在减小的问题,设计制作了3组共12根钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁,通过改变配筋率进行三分点加载试验,并与相同设计参数的胶合木梁和钢夹板-螺栓连接胶合木梁进行对比试验。观察记录试件的受力过程和破坏现象,实测各组试件的极限承载力、荷载位移曲线和应变曲线,对比分析增强筋对各组试件破坏机理、抗弯刚度和极限承载力的影响规律。试验结果表明:与钢夹板-螺栓连接胶合木梁相比,钢筋增强钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗弯承载力和整体弯曲刚度在增强筋的作用下均有显著提高,钢夹板-螺栓连接试验梁在到达极限荷载55%~70%区间内刚度减少问题得到明显改善。钢筋增强钢夹板-螺栓连接试验梁的破坏形式随着配筋率的增大,逐渐由受拉脆性破坏向受拉延性破坏再到受压延性破坏进行转变。增强梁截面应变沿高度方向的分布基本符合平截面假定。依据试验数据和理论推导,得出了钢筋增强钢夹板-螺栓连接试验梁抗弯计算公式,其理论结果与试验结果吻合较好。研究表明,在钢夹板-螺栓连接胶合木梁受拉区配置增强筋可以有效改善其后期刚度减少的问题,并提升其抗弯性能,可为此类连接木梁的增强提供理论依据和试验支撑。

玻璃钢筋增强水泥基复合材料的试验研究

本文采用对裸玻璃钢筋进行表面处理的方法提高水泥对玻璃钢筋的握裹力 ;研究了挤拉玻璃钢筋增强水泥基复合材料的结合性能 ,制备出抗压强度 4 9.6MPa、抗折强度 2 5 .8MPa的优质玻璃钢筋增强水泥基复合材料 ;

轴向钢筋增强混凝土一维应力层裂实验研究

基于 74 mmSHPB 实验平台进行了混凝土及轴向钢筋增强混凝土(UDRC)杆的一维应力层裂实验,采用超高速相机拍摄实验中杆表面的实时变形情况,使用数字图像相关法(DIC)分析杆表面的位移场及应变场演化过程,探讨混凝土及增强混凝土在应力波加载过程中发生拉伸断裂(层裂)的规律,并进一步结合有限元分析了钢筋在层裂过程中的作用。结果表明:UDRC 杆中应力波的传播满足一维应力假设;钢筋对 UDRC 发生拉伸层裂的影响可以忽略,而在混凝土基体断裂后将使结构保持完整;断裂试件中的裂纹在拉压应力波交替作用下反复张开闭合,随着应力波在杆中的衰减而趋于稳定;UDRC 与混凝土的层裂强度基本相同,且具有相似的应变率增强效应;在实验加载范围内,光圆钢筋和螺纹钢筋的结构增强效果没有区别。

钢筋增强钢管混凝土短柱的轴心受压性能

为了探究混凝土强度对钢筋增强钢管混凝土短柱(R-CFST)轴压性能的影响规律,进行了试验研究.试验中,将混凝土的强度等级作为主要参数,制备了6种混凝土强度的R-CFST、钢管混凝土和普通钢筋混凝土等54根圆形截面短柱试件.根据试验结果,分析了混凝土强度对受力性能、破坏模式、延性、套箍效应和峰值荷载的影响.结果表明:由于钢筋的贡献,R-CFST轴压性能的退化不随混凝土强度的提高而增加,具有较好的塑性性能;钢筋对R-CFST延性、套箍效应和强度的改善随混凝土强度的提高而变得更加明显;混凝土强度的提高不造成破坏模式的改变;高强度混凝土填充时配置适量钢筋可以有效增强R-CFST的受力性能;给出的计算公式能合理计算R-CFST承载力.

钢筋增强PVA纤维水泥基复合材料梁裂缝宽度的计算方法

在钢筋增强PVA纤维水泥基复合材料梁相关试验数据的基础上,对现行GB50010—2010《混凝土结构设计规范》、SL191—2008《水工混凝土结构设计规范》和JTJ 267—1998《港口工程混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土梁最大裂缝宽度计算公式进行改进,提出了钢筋增强PVA纤维水泥基复合材料梁最大裂缝宽度的计算方法与设计建议。与基于JTJ 267—1998《港口工程混凝土结构设计规范》的计算方法相比,基于其他两种规范的建议公式的最大裂缝宽度计算值与试验值更为吻合。

玻璃钢筋增强水泥复合材料的性能研究

本文设计了不同成分配比的环氧、聚酯玻璃钢,并进行了力学性能和耐久性的试验研究,测定了在不同条件下钢筋、玻璃钢筋与水泥砂浆的结合强度。

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料弯曲性能计算分析与试验研究

超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)具有优异的抗裂和能量吸收能力,用其取代混凝土可显著提高结构的耐久性和延性。为了推广UHTCC在限裂要求严格的结构中的应用,开展了钢筋增强UHTCC受弯构件即RUHTCC梁的研究。根据RUHTCC梁受拉区UHTCC不退出工作的特点,采用弹性理论推导RUHTCC梁受弯承载力计算公式,并将计算结果与无腹筋长梁弯曲试验结果进行验证对比。结果表明:在正常使用状态下,裂缝宽度保持在0.05mm以内,满足处于高腐蚀环境下结构裂缝宽度限值要求;RUHTCC梁平截面假设成立;起裂后直至钢筋屈服,UHTCC和钢筋保持很好的变形协调性;试验结果与理论计算吻合,计算得到的延性指数偏于安全,在实际工程设计中用其来预测结构或构件的延性是合理的;与钢筋混凝土梁相比,UHTCC能够延缓钢筋屈服,提高结构或构件的承载力和延性,降低钢材用量;低配筋率有利于UHTCC材料性能的发挥。

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料受弯构件理论分析

使用超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC)取代普通混凝土可以有效控制裂缝宽度,阻止外界不利因素进入混凝土和钢筋,极大降低钢筋腐蚀的可能性,从而可以显著提高钢筋混凝土结构耐久性。UHTCC是在单轴拉伸状态下具有应变硬化特性的超高韧性材料,能够稳定地分担部分拉力。为了对钢筋增强超高韧性水泥基复合材料受弯结构构件进行更加合理的设计以节约钢材,在设计中应该考虑受拉区UHTCC拉伸承载能力。开展了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料受弯构件的研究工作,先后完成了受弯理论分析、无腹筋长梁实验研究、试验研究与理论分析验证对比、裂缝控制分析、承载力简化计算方法等方面研究。该文依据UHTCC单轴拉伸状态下的应变硬化特性、单轴压缩状态的双直线模型以及平截面假定,进行了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料受弯构件的理论分析,包括正截面受弯各阶段内力分析、界限配筋梁受压区高度的确定、加载至破坏整个过程的弯矩-曲率关系的确定以及跨中挠度的计算。

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(RUHTCC)梁弯曲性能影响的几何参数分析

具有超高韧性新型随机PVA短纤维增强的水泥基复合材料(UHTCC)代替传统的具有准脆性应力软化特征的混凝土或纤维混凝土材料制作的钢筋(RUHTCC)受弯梁,可提高承载力,改善构件的延性,并具有良好的损伤演变能力,被认为是一种抗震性能较好的新型构件形式。除了配筋率和UHTCC拉压材料性能外,截面几何尺寸是影响其弯曲性能的一个重要因素。基于受弯理论分析和试验验证,采用该理论公式对截面几何尺寸(截面高度、宽度以及面积)的影响规律进行了系列分析。结果发现:对承载力,梁高度比宽度影响明显,而对承载力提高幅度和变形而言,随梁高的增加而减小,梁宽没有影响;对裂缝控制来说,只要梁下边缘的极限拉应变小于UHTCC材料的极限拉应变,截面尺寸的变化几乎不影响裂缝宽度的大小。并进一步针对RUHTCC梁的受弯设计提出了一些设计建议。

碳纤维板增强钢筋砼梁开裂性状试验研究

采用实验研究的方法,对碳纤维薄板增强钢筋混凝土三点弯曲缺口梁和无缺口梁的开裂性状及破坏规律进行探讨,分析其影响因子.研究结果表明:1)与无纤维板增强钢筋混凝土梁相比,碳纤维薄板增强钢筋混凝土三点弯曲梁的开裂性状和破坏模式更加复杂,开裂荷载和极限荷载提高,刚度增加;2)与无缺口梁相比,缺口梁的开裂性状大致相同,但开裂荷载和极限荷载都稍有下降,刚度增加;3)碳纤维薄板的粘贴长度对梁的开裂性状、开裂荷载、极限荷载和刚度有较大的影响;4)按照梁的不同的开裂性状,提出了相应的力学分析模型.

纤维板增强钢筋砼缺口梁承载力试验研究

通过对8组24根碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁进行三点弯曲试验,探讨碳纤维薄板增强钢筋混凝土缺口梁的破坏过程、极限承载力及其影响因子.研究结果表明:1)碳纤维薄板增强钢筋混凝土缺口梁总是沿着纤维薄板与混凝土的界面发生剥离破坏;2)与无增强梁相比,增强梁的极限承载力可以提高20%～40%.而且当纤维薄板贴长Lc与两支点间距离S之比为0.57左右时增强效果最明显;3)缺口对梁的破坏模式影响较大,而对梁的极限承载力影响不大(下降10%～15%).

纤维增强塑料/钢筋混凝土复合结构数值分析的非经典理论单元

基于等效非经典理论 ,本文给出了FRP/RC构件的抗弯刚度、抗剪刚度计算公式 ,对FRP/RC复合结构建立了两种非经典理论单元 ,并对一个比较典型的框架进行了分析 ,研究了FRP/RC复合结构的基本性能 。

增强钢筋混凝土缺口试件应力场数值分析

对于利用连续纤维加固或修补混凝土构件的研究具有实际和理论上的意义。讨论了带缺口的素混凝土、钢筋混凝土、纤维薄板增强钢筋混凝土三点弯曲梁试件缺口端部应力场的有限元分析方法 ,并对三种试件的开裂载荷进行了推算和初步的论证 .分析结果表明 ,钢筋混凝土缺口试件的开裂载荷比素混凝土缺口试件提高 2 5 .6 % ,而用纤维加固后 ,纤维薄板增强钢筋混凝土缺口试件的开裂载荷比钢筋混凝土缺口试件提高 5 1.9% ,比素混凝土缺口试件提高 90 .9%。

碳纤维局部增强钢筋混凝土梁抗弯力学性能试验分析

碳纤维混凝土是在普通混凝土中均匀加入一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维而构成的一种同时具有机敏性能和优良力学性能的本征型智能材料。由于碳纤维具有高强、高弹模等特点,所以把碳纤维加入混凝土中能较好地改善混凝土的脆性,起到增强阻裂和改善变形性能的效果。该文通过试验,研究了将碳纤维加入普通的钢筋混凝土梁后构件的抗弯力学性能,试验结果表明,文中提出的PCFRC的概念可以较好地解决混凝土的裂缝问题,掺入碳纤维后增强阻裂效果明显,对普通钢筋混凝土构件的韧性、变形性能等均有较好的改善作用。

纤维增强塑料/钢筋混凝土复合构件的侧向变形效应

本文对FRP包覆RC复合构件的侧向变形效应进行初步探讨 。

预应力碳纤维片材在结构加固中的应用研究——以其对钢筋混凝土梁力学性能的增强为例

文章通过大型商业有限元软件ANSYS/Civil对预应力碳纤维片材增强钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了数值模拟,分析了普通RC梁、碳纤维布增强RC梁、预应力碳纤维布增强RC梁的抗弯承载力、受力钢筋应力历程、RC梁挠度历程等力学性能.结果表明,粘贴预应力碳纤维布能够更好的改善钢筋混凝土梁的受力,提高增强RC梁的承载能力.

纤维薄板厚度对增强RC梁承载能力的影响

通过进行普通钢筋混凝土(RC)梁与碳纤维薄板(CFL)增强RC梁的三点弯曲试验,研究粘贴不同厚度的CFL对增强RC梁的破坏模式和承载能力的影响规律.试验发现普通RC梁的破坏以混凝土开裂和主筋屈服为主,CFL增强RC梁的破坏模式与CFL的粘贴厚度有关,包括CFL拉断失效、CFL与混凝土界面剥离、混凝土压碎3种基本模式及其混合模式,弯曲载荷下的极限承载力随CFL的粘贴厚度而增加,与普通RC梁相比提高了12 6%～38 9%.

采用超高韧性水泥基复合材料提高钢筋混凝土梁弯曲抗裂性能研究(I):基本理论

随机分布短纤维增强的超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)是近年来基于微观力学发展的一种高性能水泥基材料。通过纤维的桥联与应力传递作用,拉应力应变曲线体现了伪应变硬化特征,实现了多重微细裂纹的稳态开裂,具有非常显著的非线性变形、优良的韧性和高的裂缝抵制能力,使传统水泥基材料的脆性破坏模式转变为韧性破坏模式。为了控制裂缝的宽度,提高恶劣环境下钢筋混凝土结构的耐久性,获得高的UHTCC性能/成本比,使用UHTCC替代钢筋混凝土梁受拉区的部分混凝土,分析UHTCC增强RC适筋梁的受弯性能,推导计算整个受力过程不同阶段梁的承载能力、M-φ关系以及衡量梁延性指数的解析计算公式。最后通过与试验结果的比较,验证公式的合理性。

碳纤维薄板增强RC梁界面温度应力理论分析

以碳纤维薄板(CFL)为研究对象,考虑了增强钢筋混凝土(RC)梁和CFL薄板的剪切变形,并着重研究了温度变化对界面应力的影响,推导出在温度变化和力载荷作用下CFL增强RC梁界面应力分布公式。温度变化引起的界面应力分布为:在界面两端出现高应力集中,端部的应力值最大,应力在端部附近迅速下降到一个稳定值。在△T=50℃;q=50 kN/m的载荷水平下,温度变化产生的最大剪应力为1.7 MPa,最大正应力为1.3 MPa,均布载荷作用下产生的最大剪应力为0.8 MPa,最大正应力为0.7 MPa。在对碳纤维薄板(CFL)增强钢筋混凝土(RC)梁进行设计时考虑温度应力的影响是十分必要的。

钢筋-砼肋在空腹式石拱桥加固中的应用

石拱桥加固中采用钢筋混凝土增强结构加固是一种较为常用的方法,本文就该法在可家湾桥的加固中的具体应用进行了介绍,并针对其施工工艺进行了探讨。