钢筋-纤维自密实混凝土梁受弯性能与承载力分析

通过四点弯曲试验得到钢筋－纤维自密实混凝土梁式构件的荷载－跨中挠度曲线、荷载－纵筋应变曲线和破坏形态，对梁式构件的受弯承载力及纤维与钢筋的混杂效应进行了分析。结果表明：钢纤维的加入使钢筋－纤维自密实混凝土梁式构件的抗弯承载力提高了10％～42％。考虑钢纤维跨越裂缝的传力机理及分布情况提出了钢筋－纤维混凝土梁式构件受弯承载力计算公式，并与ACI 544和CECS 38：2004的公式进行了对比，计算结果表明：文中建议公式计算的受弯承载力与试验结果最为接近，可用于钢筋－纤维自密实混凝土梁式构件的受弯分析与设计。

装配式桥梁板玻璃纤维混凝土-U形钢筋湿接缝受力与变形分析

为解决装配式桥梁板体系湿接缝处力学性能不稳定、易变形的问题,提出采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案优化湿接缝性能,以雄安新区荣乌高速荣乌主线桥为背景进行研究。选取主线桥2个试验段(试验段A湿接缝采用普通混凝土-U形钢筋方案,钢筋点焊;试验段B湿接缝采用玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案,钢筋满焊)进行梁板体系湿接缝性能试验,监测湿接缝处搭接钢筋力学响应及混凝土接触面变形特征,同时对长期运载及强降雨影响下的钢筋受力与混凝土变形进行监测。结果表明:长期运载下,试验段B横筋受力约为试验段A的一半,其中部纵筋承受外力远大于试验段A,边缘纵筋承受外力较少,试验段B稳定性更优;试验段B较试验段A在湿接缝部位变形量小,其稳定性及耐久性更优;强降雨阶段,试验段B较试验段A变形及力学响应波动程度更低,其抗渗能力、耐久性更优。由此可知基于玻璃纤维混凝土-U形钢筋加强方案的湿接缝构造在外力传导、抵抗变形方面具有较强稳定性,不易受恶劣环境影响。

高温后钢-PVA混杂纤维高性能混凝土与变形钢筋黏结性能试验

为研究高温后钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohols,PVA)混杂纤维高性能混凝土(hybrid fiber high performance concrete,HFHPC)与变形钢筋的黏结性能退化规律,以200、400、600、800℃为目标温度,选取钢纤维体积率、PVA纤维体积率、矿粉掺量为正交试验因素设计并制作25组HFHPC试件,完成了单调荷载下的中心拉拔试验。结果表明:高温后各组HFHPC试件黏结破坏形态均表现为钢筋拔出破坏;试验温度范围内,对HFHPC试件黏结强度的影响程度均为:钢纤维体积率最大、矿粉掺量次之、PVA纤维体积率最小;随着温度的升高,HFHPC试件黏结强度逐渐下降,且在相同温度条件下,HFHPC试件黏结强度和峰值滑移相比于未掺纤维的混凝土试件均有所提升,其中,200℃时HFHPC试件的黏结强度提升最为显著,分别提升了33.69%、35.76%、37.54%和46.03%;混杂纤维能显著提高高温后高性能混凝土与钢筋的峰值界面能,明显改善黏结延性和耗能能力;提出的考虑温度作用后的混杂纤维混凝土与钢筋黏结-滑移模型与试验实测结果吻合较好,可为火灾后混杂纤维高性能混凝土结构损伤评估及加固方案提供参考。

玄武岩纤维沙漠砂钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

通过试验对沙漠砂部分代替普通砂的可行性进行探讨,研究沙漠砂和玄武岩纤维的掺入对混凝土试块和钢筋混凝土梁性能的影响。对普通砂混凝土梁、沙漠砂混凝土梁、玄武岩纤维普通砂混凝土梁、玄武岩纤维沙漠砂混凝土梁进行了受弯性能试验,得出了试验梁的荷载-挠度曲线、裂缝分布和破坏模式。之后,利用现有理论公式,计算混凝土试块的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量和试验梁的屈服弯矩、极限弯矩。结果表明:天然沙漠砂部分代替普通砂是可行的;沙漠砂和玄武岩纤维的掺入没有使混凝土试块和钢筋混凝土梁的性能发生本质性改变;沙漠砂和玄武岩纤维掺入后,混凝土试块和钢筋混凝土梁的计算准则仍旧适用。

HRB600钢筋钢纤维混凝土梁受弯承载力试验研究

将钢纤维掺入到HRB600高强钢筋混凝土梁中,可以有效改善HRB600高强钢筋混凝土梁的受弯力学性能。通过改变钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和纵筋配筋率,研究了7根HRB600钢筋混凝土梁的受弯性能,以及各试件的破坏形态、跨中挠度和纵筋应变随钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和纵筋配筋率的变化规律,探讨了受弯承载力的计算方法。结果表明:HRB600钢筋钢纤维混凝土梁的受弯力学性能与普通钢筋混凝土梁相似,截面应变分布符合平截面假定,受弯承载力随着钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度以及配筋率的增加而增大,其中钢纤维掺量的提升幅度比钢纤维混凝土强度明显。普通钢筋钢纤维混凝土梁的正截面受弯承载力公式同样可用于HRB600高强钢筋钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算,受弯承载力实测值与计算值吻合较好。

不同钢纤维掺量的大体积钢筋混凝土梁弯曲疲劳性能研究

为研究大体积钢筋钢纤维混凝土梁弯曲疲劳性能,对该梁的尺寸按比例缩小制备试件,在MTS Landmark型号的高频疲劳试验机上,对试件做静载试验与疲劳试验,试验过程动态采集数据。建立试件的弯曲疲劳方程可知,同一应力水平下钢纤维掺量越高,试件疲劳寿命越大;试件疲劳累积损伤随应力水平的增大而增加,随钢纤维掺量的增加而降低。研究结论是:掺入钢纤维有利于提升大体积钢筋钢纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能。

新型钢管混凝土柱-混凝土梁钢筋连接器节点受力性能研究

传统的钢管混凝土柱-混凝土梁连接节点一般采用环梁节点,针对有多梁交汇且带有混凝土悬挑梁的环梁节点,施工难度较大,尤其是钢筋连接节点成为钢管混凝土柱-混凝土梁混合结构施工难点。结合近年来采用钢-混凝土混合结构的项目经验,提出了新型钢管混凝土柱-混凝土梁钢筋连接器节点。详细介绍了钢筋连接器节点的构造、特点及有限元建模过程,采用有限元分析的方法,通过三组模型研究了钢筋连接器边界条件对结果的影响,结果表明,端部固定约束时钢筋连接器应力结果相对其余两种略大。此外,还进行了钢筋布置形式的影响分析,着重介绍了不同梁宽下钢筋连接器的布置形式和尺寸对节点受力性能的影响,结果表明,钢筋连接位置对钢筋连接器应力有直接的影响,但均匀的钢筋布置时钢筋连接器受力合理。最后列举了钢筋连接器的几种加强措施,其中采取20mm倒圆角的方式能有效削弱端板与中肋、边肋连接处的应力集中。

钢筋混凝土梁-柱节点设计改进

在现代建筑工程中,钢筋混凝土梁-柱节点的设计对于确保结构的安全性和耐用性至关重要。近年来,随着建筑设计的复杂性增加以及对更高安全标准的追求,传统的梁-柱节点设计方法面临着许多挑战。这些挑战包括如何有效提高节点的抗震性能、延长其使用寿命以及优化材料使用。本文旨在探讨钢筋混凝土梁-柱节点设计的改进策略,以提高其性能和经济效益。通过对当前设计方法的评估,本文提出了一种新的设计理念,即通过使用高性能材料、优化结构布局和采用先进的施工技术,来增强节点的抗震能力和耐久性。此外,还考虑了环境影响和成本效益,以确保所提出的解决方案不仅在技术上可行,而且在经济上可持续。通过实验验证和数值模拟,本研究证明了改进措施的有效性,为未来的梁-柱节点设计提供了新的思路和方法。

碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力预测

为解决当前碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁抗弯承载力预测模型不统一、计算过程烦琐、预测结果精度有限等问题,文章结合桥梁工程和机器学习两个领域,基于已有文献的实验数据,构建、对比了不同机器算法下的预测模型结果,以期为碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力预测提供一个统一的计算模型,助力我国桥梁工程行业的高质量发展。

钢-聚乙烯醇混杂纤维对自密实混凝土梁抗剪性能的影响

通过设置不同的纤维体积掺量、混杂比和箍筋间距,对钢(SF)-聚乙烯醇(PVA)混杂纤维自密实混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究。试验结果表明,在混凝土梁中掺加SF或PVA纤维能有效抑制梁裂缝的产生和扩展,并提高梁的抗剪承载力;箍筋间距为150 mm、体积掺加率为1%且SF-PVA纤维的混杂比为1∶1的试件开裂荷载值和抗剪承载力最大;在纤维混杂比和体积掺量相同的情况下,减小箍筋间距能明显提升梁的极限荷载值,但对梁开裂荷载值影响不大。并以SF体积掺量、PVA纤维体积掺量以及箍筋间距为输入层,极限剪力为输出层,建立了BP神经网络强度预测模型,并对极限剪力进行拟合,预测结果较准确。

SBC-300型碳纤维布在加固钢筋混凝土梁设计中的应用

结合工程实例介绍SBC-300型碳纤维布加固钢筋混凝土梁设计和施工。实践证明该工程使用效果良好。该项新技术具有施工简便,安全可靠,耐久性好,不影响原结构外观等诸多优点。

碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究及抗弯承载力计算

进行了6根碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁和2根对比混凝土梁的抗弯性能试验研究,分析了碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁的破坏机理,研究了荷载历史对加固梁极限荷载的影响。试验结果表明,粘贴碳纤维布可以有效地提高加固梁的抗弯承载能力。无论荷载历史如何,只要梁承受的初始荷载相同,梁破坏时的极限荷载基本相同。梁端锚固对加固梁的极限荷载影响不明显。根据不同的破坏模式,提出了碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁的承载力计算方法,给出了工程实用计算公式。

碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究

在 2 0根梁的试验基础上 ,对用碳纤维布加固钢筋混凝土梁后的受弯破坏特征及对梁的极限承载力、刚度等的影响进行了研究与分析 ,提出了相应的设计方法与建议 ,供工程应用参考。

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯试验研究

为对BFRP加固梁提供试验数据和理论依据,进行了8根玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)加固梁和3根对比梁的抗弯性能试验研究,分析了BFRP粘贴层数、混凝土强度等级、剪跨等对加固梁的抗弯性能的影响.试验结果表明,梁的抗弯承载力和抗弯刚度随BFRP粘贴层数、混凝土强度等级增加和剪跨的减小而提高,但不成线性比例;随粘贴层数增加,U型箍加宽或增加可有效防止端部的早期破坏.根据试验分析,提出了梁抗弯承载力计算公式,计算结果和试验数据吻合较好,且优于《规程》(CECS146:2003)公式计算值.

碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗剪加固的试验研究

在 2 0根梁的试验基础上 ,对用碳纤维布加固钢筋混凝土梁后的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行了研究与分析 ,并提出了受剪承载力计算公式 。

柱钢管不直通的新型钢管混凝土柱-梁节点(I)——轴压下采用钢筋网加强钢管不直通的节点区的性能

提出一种全新的钢管混凝土柱 -梁节点形式 .其主要特点是 :采用柱钢管在梁柱节点区不直通、梁纵筋或型钢在节点区连续直通的连接构造形式 ,柱钢管在节点区不连续而导致其轴向承载力的下降通过采用环梁加大节点区截面并配置水平钢筋网或环形钢筋来加强 .通过试验结果证明了采用水平钢筋网加强的这种新型节点的可行性 。

基于ABAQUS纤维梁单元的钢筋混凝土柱受力破坏全过程数值模拟

合理、准确地模拟钢筋混凝土梁柱构件的非线性及断裂破坏行为,对于进行钢筋混凝土框架结构在强震作用下的倒塌破坏机制研究具有重要的意义。基于有限元软件ABAQUS的显式求解模块Explicit,研究了钢筋混凝土梁柱构件纤维梁单元的构型及其单元消除技术,构建了包含材料破坏准则的钢筋、混凝土单轴本构关系,并利用用户材料接口VUMAT编制了相应的计算子程序。为验证上述方法的合理性和正确性,本文对轴压与侧向往复加载下钢筋混凝土柱构件的受力破坏全过程进行了数值模拟。计算结果表明:采用单元消除(杀死)可以简单、有效地实现有限单元法对于梁柱构件断裂破坏过程的模拟;基于纤维梁单元构建的材料单轴本构关系和破坏准则能够准确、细致地描述钢筋混凝土柱在荷载作用下的非线性性能发展、构件截面的渐进破坏过程以及残余构件的运动状态;对于非线性性态发展较为强烈的结构构件,考虑材料失效的模拟分析结果更为合理、可信。该方法可用于钢筋混凝土框架结构在强震下倒塌全过程的模拟分析。

纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究

从改善纤维编织网增强混凝土(TRC)加固层中纤维束和精细混凝土的界面粘结及新老混凝土的界面特性入手,研究TRC增强钢筋混凝土(RC)梁的弯曲性能。试验结果表明:纤维编织网的表面黏砂处理能更好地发挥其有效约束能力,从而充分发挥TRC增强层的限裂和增强作用;新老混凝土的界面植入U型抗剪销钉可以提高增强后RC梁的整体受力性能,而涂抹界面剂对其几乎没有影响。此外,精细混凝土中掺加聚丙烯纤维有助于提高构件的起裂荷载;在RC梁配筋率一定的情况下,提高TRC层中的配网率可以有效地延缓结构主裂缝的发展,减小裂缝的宽度和间距,明显地提高梁的屈服荷载和极限承载力。最后,基于RC结构的抗弯设计理论,模拟TRC增强RC梁的荷载与跨中位移曲线,计算值与试验结果吻合得较好,证明了计算方法的可行性。

预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁受弯承载力研究

试验浇筑4组再生粗骨料掺量为0%、40%、70%、100%的钢筋再生混凝土梁,根据预应力碳纤维布拉断破坏和剥离破坏的界限加固量,每组对2根钢筋再生混凝土梁进行预裂破坏后,分别进行预应力碳纤维布一层和两层加固,然后对4组钢筋再生混凝土梁进行受弯承载力试验。试验表明:随着预应力碳纤维布加固量的增大,加固梁的受弯承载力增大,梁屈服时,纯弯段受拉区横向裂缝数量增多且宽度较小;随着再生粗骨料掺量的增大,加固梁受弯承载力降低,梁屈服时,裂缝数量减少、宽度增大。最后依据试验结果与平截面假定,结合再生粗骨料掺量对钢筋再生混凝土梁受弯承载力的影响,考虑钢筋再生混凝土梁的二次受力,建立了预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁的受弯承载力计算公式。计算结果表明:受弯承载力计算值与试验值吻合较好,可以为预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁设计提供参考。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯承载力试验研究

通过 9根碳纤维布加固补强钢筋混凝土梁的试验 ,主要研究碳纤维布用量对钢筋混凝土梁受弯性能的影响和作用。试验研究表明 ,使用碳纤维布来提高钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的方法是有效的 ,粘贴碳纤维布后 ,试验梁的受弯承载力明显提高。此外 ,还编制了计算机分析程序进行理论分析 ,并提出了一种简化的受弯承载力计算方法 ,该方法与试验数据和理论分析可较好地吻合 ,可以满足实际工程设计的要求。