GFRP加固损伤钢筋混凝土(RC)短梁受弯性能试验研究

设计了普通钢筋混凝土(RC)短梁、GFRP布加固未损伤和损伤RC短梁试件,进行了四点弯曲试验,研究了短梁的破坏形态、材料(混凝土、钢筋、GFRP布)应变、抗弯承载力、挠度、曲率和抗弯刚度。结果表明:GFRP布加固未损伤和损伤RC短梁破坏时GFRP布被拉断,受压区混凝土未被压碎,属于延性破坏,跨中截面混凝土应变近似符合平截面假定;GFRP布加固未损伤和损伤RC短梁的极限承载力较普通RC短梁分别提高了47.8%和53.2%;GFRP布加固未损伤RC短梁的荷载-挠度曲线呈三阶段特征,GFRP布加固损伤RC短梁的荷载-挠度曲线没有开裂阶段,呈两阶段特征;采用GFRP布加固可提高RC短梁的刚度,但会降低其延性;对比GFRP布加固未损伤RC短梁,GFRP布加固损伤RC短梁的刚度出现较大退化,但延性提高。

CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度计算方法

通过7个碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)加固钢筋混凝土短梁的受弯试验,得出CFRP加固钢筋混凝土短梁在加载全过程的抗弯刚度曲线,分析抗弯刚度全过程曲线规律,采用合理计算假定,提出CFRP加固钢筋混凝土短梁抗弯刚度全过程曲线的计算方法。按文章方法对抗弯刚度进行计算并与试验值对比,结果表明,所提计算方法计算精度好,该方法既可用于CFRP加固短梁也可用于普通短梁的抗弯刚度计算。采用文章提出的抗弯刚度计算方法,运用数值积分原理自编MATLAB程序计算CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角,计算值与试验值对比表明,自编程序合理且计算精度高,抗弯刚度计算方法可用于CFRP加固钢筋混凝土短梁的转角计算,转角计算也验证了抗弯刚度计算方法的合理性和适用性。

钢筋混凝土短梁刚度和变形的分析与计算

分析了钢筋混凝土简支短梁和连续短梁实测荷载 挠度曲线的特征 ,探讨了剪切效应和斜向开裂对钢筋混凝土短梁刚度和变形的影响 ,提出了考虑剪切效应和斜裂缝影响的钢筋混凝土短梁变形的计算公式 。

钢筋混凝土短梁受剪承载力的计算方法

在系统分析了以往钢筋混凝土短梁受剪性能试验研究成果的基础上 ,提出了钢筋混凝土短梁受剪承载力的计算方法 ,该方法可用于计算深梁、短梁及浅梁的受剪承载力 。

钢筋锈蚀对钢筋混凝土短梁力学性能的影响

通过对 1 0根模型短梁的电化学加速锈蚀试验和对锈蚀后梁的加载试验 ,研究了钢筋锈蚀对钢筋混凝土短梁的力学性能的影响 .结果表明 :钢筋锈蚀对于短梁的破坏形式和抗弯抗剪承载能力并无明显影响 ;严重的钢筋锈蚀对梁的刚度有明显的影响 ;

CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯性能试验研究

通过5根碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固钢筋混凝土短梁的受弯性能试验,研究了跨高比对CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯性能的影响。试验结果表明:随跨高比的增大,沿梁截面高度方向的混凝土应变逐渐符合平截面假定;跨高比较小的试件加固后其延性反而较大;加固梁受力的整个过程中,碳纤维布在钢筋屈服后发挥的作用最大;随跨高比的减小,CFRP布加固钢筋混凝土短梁的极限荷载显著增加。

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土短梁抗弯性能试验研究

通过3根玄武岩纤维(Basalt fiber reinforced polymer,简称BFRP)布加固钢筋混凝土短梁的抗弯试验,研究了纤维布层数对加固梁抗弯性能的影响。结果表明,加固梁和普通梁均较符合平截面假定;随纤维布层数的增加,试件的开裂、屈服和极限荷载均增加,加固梁的破坏都为纤维布拉断破坏;钢筋屈服后,纤维布加固可以显著提高加固梁的抗弯刚度,表明纤维布在此阶段发挥的作用最大;普通梁的延性最好,随纤维布层数的增加,加固梁的延性逐渐降低。

钢筋混凝土无腹筋短梁受剪承载力计算的软化桁架模型

提出了集中荷载作用下无腹筋混凝土简支短梁斜截面受剪承载力计算的软化桁架模型.该模型考虑了斜裂缝出现后混凝土应力-应变软化的特性,满足平衡方程和协调方程,理论计算结果与所收集到的试验结果对比符合较好.

钢筋混凝土深梁、短梁和浅梁的受剪承载力分析及设计建议

密切配合我国混凝土结构设计规范修订的需要，较详细地分析了钢筋混凝土深梁、短梁和浅梁受剪破坏特点及影响受剪承载力的主要因素。在桁架—拱受力模型分析的基础上利用我国剪切专题组和国外学者试验数据并结合高强混凝土发展的需要，给出了用混凝土抗拉强度ｆｔ表示的钢筋混凝土深梁、短梁和浅梁受剪承载力计算公式，供规范修订参考。

钢筋混凝土简支开洞短梁的试验研究

通过对 2 2根集中荷载作用下钢筋混凝土简支开洞短梁的试验研究 ,分析了剪跨比、洞口大小、位置及配筋形式等因素对抗剪强度及受力性能的影响 ,描述了试件的破坏形态和裂缝的发展过程。

有腹筋钢筋混凝土短梁受剪承载力计算的软化桁架模型

提出了集中荷载作用下有腹筋钢筋混凝土简支短梁斜截面受剪承载力计算的软化组合桁架模型(soft enedcombinedtrussmodel),该模型考虑了斜裂缝出现后混凝土应力—应变软化的特性,满足平衡方程和协调方程,理论计算结果与所收集的试验结果对比符合较好.

CFRP布加固钢筋混凝土短梁短期荷载下裂缝宽度计算方法

根据碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布加固钢筋混凝土短梁的开裂弯矩和混凝土抗拉强度的试验实测值,计算CFRP布加固梁的截面抵抗矩塑性系数,给出CFRP布加固钢筋混凝土短梁抗裂弯矩计算公式。另外,采用钢筋混凝土裂缝理论,根据实测的CFRP布加固钢筋混凝土短梁的平均裂缝间距数据,提出考虑CFRP布加固和跨高比影响的CFRP布加固钢筋混凝土短梁在正常使用阶段的平均裂缝间距、钢筋应力及钢筋应力不均匀系数的计算公式。在此基础上,参照普通钢筋混凝土梁的裂缝宽度计算方法,根据试验实测的裂缝宽度数据,给出了短期荷载作用下与普通钢筋混凝土梁裂缝宽度计算公式相衔接的CFRP加固钢筋混凝土短梁的裂缝宽度计算公式。

钢筋混凝土短梁内藏“拉杆-拱”体系研究

钢筋混凝土短梁属于深受弯构件,应力场复杂,当前的设计方法存在一定的局限性。本文通过有限元分析对钢筋混凝土短梁与相应的钢筋拉杆-混凝土拱进行了系列仿真试验,对比分析了短梁和拉杆-拱的极限承载力、应力分布、跨中挠度和裂缝形态等力学指标。结果表明:当两种构件尺寸、荷载及其他配筋条件基本相当时,拉杆-拱的极限承载力仅比短梁小8.2%,跨中挠度也仅比短梁大9.8%,且拉杆-拱拱圈中混凝土应力分布较短梁均匀,而它们底部主要纵筋的应力水平基本相当,短梁的裂缝以斜裂缝为主,分布范围较拉杆-拱大。这些结果反映出钢筋混凝土短梁中内藏"拉杆-拱"体系作为其核心受力骨架,是日后工程中钢筋混凝土短梁设计的重点关注部分。

BFRP布加固损伤钢筋混凝土短梁的抗弯性能研究

通过对3根试件进行抗弯性能试验,研究了普通RC短梁、BFRP布加固未损伤及损伤钢筋混凝土短梁的破坏形态、材料应变、受弯承载力等变化规律。结果表明:BFRP布加固未损伤及损伤RC短梁的极限破坏模式一致,均为BFRP布先被拉断,受压区混凝土未被压碎;与普通RC短梁一致,加固后的试件跨中截面混凝土应变均近似符合平截面假定;BFRP布加固损伤RC短梁的荷载-挠度曲线不存在开裂阶段,且加固后,损伤RC短梁的极限承载力比未损伤RC短梁和普通RC短梁的极限承载力稍高;BFRP布加固未损伤RC短梁可提高试件刚度,降低试件延性;BFRP布加固损伤RC短梁也可提高试件刚度,但不会降低试件延性。

锈蚀钢筋混凝土梁动态抗弯性能细观数值研究

为研究锈蚀对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁动态力学性能的影响,考虑钢筋锈蚀和应变率效应及混凝土内部结构的非均质性,建立锈蚀钢筋混凝土梁两阶段三维细观尺度数值模型。钢筋的非均匀锈蚀膨胀以施加非均匀径向位移的方式模拟,并以保护层开裂“最终状态”作为之后混凝土梁动载模拟的“初始输入条件”,获得锈蚀后的动态力学行为。在验证了数值模型合理性的基础上,分析了钢筋锈蚀引起的保护层锈胀开裂行为及不同应变率下构件力学性能的变化。结果表明:钢筋锈蚀使混凝土梁产生了明显的纵向裂缝,梁的承载力随钢筋锈蚀率增加而降低;高应变率下,混凝土梁发生冲切破坏,梁的承载力显著提高;锈蚀混凝土梁承载力损失与锈蚀后梁频率降低系数(反映刚度损失)近似呈线性规律,且低应变率下的承载力对频率变化更加敏感。最后,基于模拟结果回归分析,发展建立了考虑锈蚀及应变率耦合影响的混凝土梁动态抗弯承载力预测公式。

基于Abaqus的CFRP布加固钢筋混凝土短梁的抗弯性能

为分析碳纤维复合材料(carbon fibre reinforced polymer/plastics,CFRP)布加固钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)短梁的抗弯性能,利用Abaqus软件对1根RC短梁试件和7根CFRP布加固RC短梁试件进行有限元分析,研究CFRP层数和混凝土强度对RC短梁抗弯性能的影响。结果显示,CFRP层数和混凝土强度对CFRP加固试件的承载能力和刚度有很大的影响:随着CFRP层数的增加,CFRP加固试件的极限载荷可提高17.2%~94.9%;随着混凝土强度的增加,CFRP加固试件的极限载荷可提高5.4%~17.1%。

钢筋混凝土梁动态剪切性能及尺寸效应细观研究

基于ABAQUS有限元数值计算平台,考虑混凝土材料的非均质性以及钢筋和混凝土的应变率效应,建立了钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁三维细观数值分析模型,探究了RC梁在不同应变率和配箍率条件下的剪切性能及其尺寸效应行为。结果表明:剪切承载力随着应变率和配箍率的增加均有不同程度的提高;名义抗剪强度随梁高的增大而减小,存在显著的尺寸效应现象;应变率和配箍率的增大一方面可以提高RC梁的名义抗剪强度,另一方面会削弱名义抗剪强度的尺寸效应行为;提出的RC梁静/动态剪切统一尺寸效应律同时考虑了尺寸效应、应变率效应和配箍率的影响,能够较好地预测RC梁在静态和动态作用下的名义抗剪强度,具有一定的准确性和合理性。

竖向荷载作用下钢筋混凝土斜柱—短肢剪力墙局部转换节点的试验研究

通过2个斜柱转换节点在竖向荷载下的静载试验,获得了空腹和实腹斜柱转换节点的受力机理。结果表明,空腹斜柱转换节点的转换梁在拉、弯、剪复杂受力下的破坏,导致了短肢剪力墙局压破坏的发生,并使其承载能力不能充分发挥,且整个节点的受力机制具有明显的桁架模型特征。实腹斜柱转换节点的传力机制和加腋的转换梁类似,但转换梁和剪力墙中应力分布更均匀,转换效果更好。

GFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯性能试验研究

对3根玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,简称GFRP)布加固的钢筋混凝土短梁进行了受弯试验,研究了GFRP布层数对加固短梁受弯性能的影响。试验结果表明:跨高比为4的加固短梁和普通短梁均较符合平截面假定;随GFRP布层数的增加,试件的开裂、屈服和极限荷载均增加,加固短梁的破坏逐渐向超筋梁特征发展;钢筋屈服后,GFRP布可以显著提高加固短梁的抗弯刚度,表明GFRP布在此阶段发挥的作用最大;普通短梁的延性最好,随GFRP布层数的增加,加固短梁的延性逐渐降低。

钢筋混凝土短梁正截面特性的试验研究

(一) 前言随着生产建设的发展,目前我国常用的混凝土标号和钢筋强度日益提高,对截面高度较大的水工建筑物来说,这意味着截面配筋率的越来越小,因此研究低配筋钢筋混凝土构件的受力特性,对水工结构具有实际意义。