BFRP筋局部钢纤维混凝土梁斜截面抗剪性能试验研究

为了研究BFRP筋钢纤维混凝土梁斜截面的抗剪性能,以BFRP筋钢纤维混凝土梁为研究对象,开展了9根BFRP筋钢纤维混凝土梁的斜截面抗剪承载力试验,分析了试验构件的破坏形态,探讨了剪跨比、BFRP筋配筋率、钢纤维体积掺量、钢纤维范围等参数对BFRP筋钢纤维混凝土梁抗剪性能的影响。结果表明,BFRP筋钢纤维混凝土梁的破坏形态以剪切破坏为主;试验梁的斜截面抗剪承载力随着剪跨比的增大而下降,随着纤维掺量和BFRP筋配筋率的增大而提高;支座以内剪跨范围设置钢纤维能够较好地改善BFRP筋混凝土梁的斜截面抗剪性能。最后,由试验数据拟合得到BFRP筋钢纤维混凝土梁斜截面抗剪承载力计算公式,公式计算值与试验结果吻合较好。研究丰富了FRP筋混凝土复合结构斜截面设计理论,对FRP筋钢纤维混凝土复合结构在实际工程的应用具有参考价值。

GFRP筋混凝土梁抗剪承载力影响因素

为深入研究玻璃纤维（GFRP）筋混凝土梁的抗剪性能,通过57根混凝土梁的试验,对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响因素进行了研究.重点分析了箍筋和剪跨比对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响;在配筋率、几何尺寸、混凝土强度和剪跨比相同的条件下,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的抗剪承载力进行对比分析,探讨了GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数与剪跨比的关系.结果表明：箍筋能使GFRP筋混凝土梁的初裂抗剪强度提高7.4%~30.0%;GFRP筋混凝土梁达到极限承载力时,箍筋的最大应力远小于其抗拉强度,验明了有效应变控制抗剪能力的正确性;随剪跨比减小,GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力先增大,后减小;GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数随剪跨比减小而增大.

钢纤维混凝土管片抗剪承载力设计方法研究

通过实际算例详细介绍了我国和欧洲规范关于钢纤维混凝土结构构件抗剪承载力的设计方法。计算结果表明:和欧洲规范设计理论不同,应用我国规范设计方法进行管片抗剪承载力设计,主要是考虑混凝土的抗剪承载力,并没有考虑纵向钢筋对斜裂缝的控制作用,在一定条件下,我国结算结果保守;考虑钢纤维影响,当截面内力较小时,按我国规范计算钢纤维混凝土管片斜截面增加的抗剪承载力比欧洲规范计算结果至少40%左右。因此,建议针对应用我国规范进行钢筋钢纤维混凝土管片抗剪承载力设计的相关内容应作相应调整。本研究可为优化我国钢纤维预制盾构管片的抗剪承载力设计提供参考。

钢纤维高强混凝土连梁抗剪试验研究

为了改善平行配置纵向受力钢筋和横向箍筋的高强混凝土连梁的抗剪性能,进行9根小跨高比钢纤维高强混凝土连梁(l/h≤2.5)和4根高强混凝土连梁的对比试验。考察了跨高比l/h、钢纤维体积掺率ρ_f、配箍率ρ_(sv)和加载方式对高强混凝土连梁的破坏形态和受剪承载力的影响。结果表明,以适量的钢纤维替代高强混凝土连梁中的部分箍筋,不仅可以提高连梁的受剪承载力,有效地防止混凝土保护层、斜裂缝面上和剪压区混凝土的酥裂和剥落,还能实现小跨高比高强混凝土连梁的破坏形态从脆性的剪切破坏到延性的弯曲破坏的转化。参照《纤维混凝土结构技术规程》CECS 38:2004中钢纤维混凝土箍筋梁受剪承载力的计算模式,给出低周反复荷载作用下(l/h≤2.5)和静载作用下的钢纤维混凝土连梁受剪承载力计算公式。

钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

钢管混凝土短柱是工程中的常用构件,其核心混凝土的性能对钢管混凝土承载能力有较大影响,为了研究玄武岩纤维混凝土对钢管混凝土受力性能的影响,采用钢管混凝土和钢管玄武岩混凝土短柱轴心受压对比试验,结果发现,在相同条件下,钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力均大于普通钢管混凝土短柱,最大提高率10.1%,承载能力提高率随着钢管混凝土含钢率的提高而降低;相对于钢管混凝土短柱,钢管玄武岩纤维混凝土短柱的弹性阶段较长,延性增加。延性系数随含钢率提高而提高,纤维长度改变对钢管玄武岩纤维混凝土短柱承载力影响较小。

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪正交试验研究

文章针对钢筋混凝土梁,采用玄武岩纤维布进行抗剪承载力加固研究,运用正交试验法,选择L9(34)正交表,考虑配箍率、条带宽度、条带间距及纤维布种类4个因素,设计制作了9个试件。研究表明,玄武岩纤维布加固后梁的抗剪承载力平均提高34%,是碳纤维布加固效果的73%;纤维布条带越宽、间距越小,梁的抗剪承载力提高得越多。

CFRP与钢板复合加固混凝土梁斜截面试验研究

通过14根被加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力试验,研究了碳纤维布和钢板以及两者复合加固后混凝土梁的破坏特征、受力性能和破坏机理,并对不同加固方法、剪跨比、加固片材的名义"配箍率"及粘贴锚固方式下的斜截面加固效果进行了分析。试验结果表明,碳纤维布与钢板复合加固可以大大提高混凝土梁的抗剪承载力,并使得梁的整体刚度和变形能力也得到提高;相对于碳纤维布加固,复合加固增大了梁破坏时碳纤维布的利用率;梁的剪跨比越大,其复合加固后承载力提高越明显,延性越好;对于粘贴锚固方式,U型锚固比两侧面粘贴加固效果好,45°粘贴比90°粘贴加固效果好;提高碳纤维布以及钢板的名义"配箍率"可以提高被加固梁的抗剪承载力。研究成果可为实际工程应用提供参考。

有腹筋UHPFRC梁抗剪承载力计算

为研究有腹筋UHPFRC梁的抗剪承载力,根据超高性能纤维混凝土梁的剪切破坏机理,结合修正压力场理论,考虑梁上部受压区混凝土和下部受拉区骨料咬合力、箍筋及裂缝间钢纤维共同承受剪力,推导了有腹筋超高性能纤维混凝土梁的抗剪承载力计算公式.与9根超高性能纤维混凝土梁的剪切试验结果进行对比,用推导公式计算的抗剪承载力与试验结果吻合较好,且变异系数较小,可用于有腹筋超高性能纤维混凝土梁的抗剪分析和设计.

基于修正压力场理论的超高性能钢纤维混凝土柱抗剪承载力

为了分析超高性能钢纤维混凝土柱抗剪性能,基于修正压力场理论提出了柱子抗剪承载力计算模型.该模型通过柱端部截面中心正应变来考虑轴力和弯矩对抗剪承载力的影响,通过关键参数混凝土主压应变与主压应力间的角度和平均正应变来反映剪跨比、轴力以及配箍率对柱抗剪承载力的影响.结果表明：对剪跨比为1：5-2：0的柱子,该模型剪力计算值与试验值吻合良好.

锈蚀钢筋钢纤维混凝土简支梁受剪承载力的试验

在箍筋锈蚀情况下,计算6根钢筋钢纤维混凝土梁斜截面的承载力,探讨箍筋锈蚀对钢筋钢纤维混凝土梁受剪承载力的影响.通过实验分析,建立相应的斜截面承载力的计算公式.研究结果表明,钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面破坏形态是由剪跨比决定的,锈蚀程度只影响承载力的大小,并不改变破坏形态;随着钢纤维体积率的增加,钢筋钢纤维混凝土梁的受剪承载力会有一定的提高;钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面承载力,随着箍筋锈蚀率的增加而降低.

钢-玄武岩纤维复合筋混凝土梁受弯试验研究

为了解钢-玄武岩纤维复合筋(SBFCBs)混凝土梁的受弯性能,设计3组不同配筋率的SBFCBs混凝土梁和1组钢筋混凝土梁进行受弯试验,分析加载过程中SBFCBs混凝土梁的极限承载力、破坏形态、裂缝发展与分布、筋材应变、混凝土应变等梁的力学性能,并与钢筋混凝土梁试验结果进行对比。结果表明:钢筋外包玄武岩纤维可以显著提高梁体的极限承载力,玄武岩纤维含量比越大,SBFCBs混凝土梁的极限承载力越大;SBFCBs混凝土梁发生破坏之前产生明显的弯曲变形,梁的破坏形式趋于延性破坏;SBFCBs混凝土梁与普通钢筋混凝土梁相比,受弯后裂缝条数增多,裂缝间距较小,说明SBFCBs与混凝土粘结性能良好;SBFCBs混凝土梁的屈服应变约2000με,当内芯钢筋屈服后,复合筋外包玄武岩纤维可继续承担荷载;SBFCBs混凝土梁沿截面高度的平均应变符合平截面假定;SBFCBs混凝土梁的荷载~挠度曲线可分为三阶段,当复合筋内芯钢筋屈服后梁体具有明显的二次刚度。

CFRP筋增强钢纤维混凝土梁受剪承载力试验与分析

对CFRP箍筋和纵筋增强钢纤维混凝土梁的受剪承载力进行研究,通过6根梁的加载试验研究了剪跨比、配箍率和箍筋种类对受剪承载力的影响。考虑CFRP纵筋与混凝土的粘结性能,建立了CFRP筋增强钢纤维梁受剪承载力计算方法。结果表明:(1)CFRP筋增强钢纤维混凝土梁受剪承载力高,破坏前斜裂缝宽度大,破坏有明显预兆;(2)钢纤维可有效减小斜截面开裂后前期的CFRP箍筋应力,有利于箍筋强度发挥,CFRP箍筋的极限应变可取为0.004;(3)CFRP纵筋发挥强度高,需注意锚固长度和设计使用应力,防止滑移拔出和销栓破断;(4)给出的受剪承载力计算方法具有较高的计算精度高。

钢纤维作为抗剪钢筋的试验研究

本文对钢纤维砼梁的实验研究证明：钢纤维具有箍筋的抗剪性能。它能与箍筋协同作用去承受剪力，也可取代箍筋用于抗剪。它能提高构件的抗裂能力、抗剪强度、刚度和承载力；还能提高构件的部分延性；并将改变梁的破坏型式。

GFRP约束玄武岩纤维钢筋混凝土柱偏压性能数值分析

使用有限元软件ABAQUS建立了玻璃纤维增强复合材料(Glass fiber reinforce polymer,简称GFRP)约束玄武岩纤维钢筋混凝土柱的偏心受压数值分析模型,借助其二次开发功能,编写了Python脚本,建立了玄武岩纤维在核心混凝土内部空间的随机分布模型。使用已有文献的13个试件试验数据验证了模型的合理性与正确性,结果表明:该模型可以有效模拟玄武岩纤维随机分布对试件偏压承载力的影响,同时可以有效反映试件偏压下的受力情况,得到的试件极限承载力、荷载-应变曲线和荷载-跨中挠度曲线与试验结果吻合良好。在此基础上对玄武岩纤维体积率、偏心距和长细比对组合柱偏压性能的影响进行分析,结果表明:随偏心距或长细比的增大,试件偏压刚度和极限承载力均逐渐减小,玄武岩纤维的掺入可以有效限制核心混凝土裂缝的拓展,增大试件破坏时的侧向挠度,但过高的玄武岩纤维含量会导致组合柱极限承载力的小幅下降。

基于延性剪切破坏模式的SFRC无腹筋梁受剪承载力分析

钢纤维混凝土(SFRC)无腹筋梁受剪承载力是结构设计时的关键指标,准确预测其受剪承载力具有重要意义.大量SFRC无腹筋梁受剪性能试验发现由于钢纤维的加入,其破坏模式由脆性的剪切破坏转变为延性剪切破坏.基于SFRC无腹筋梁延性剪切破坏模式及其抗剪机理,提出一种新的受剪承载力计算模型,其中包括骨料咬合力、纵筋销栓作用、斜裂缝截面钢纤维及受压区混凝土的贡献.根据理论分析分别推导了各抗剪机制的计算公式,并通过SFRC无腹筋梁变形协调及受力平衡条件将这些抗剪机制有效结合,给出了SFRC无腹筋梁受剪承载力计算的具体步骤.为了方便工程设计,在提出的受剪承载力计算模型的基础上根据各抗剪机制的受力特点及对于受剪承载力的贡献提出了简化计算公式,简化计算公式力学概念清晰且形式简单.采用提出的计算模型、简化计算公式和5种已有计算模型对收集到的217根SFRC无腹筋梁受剪承载力进行预测并与试验结果进行对比.计算结果表明,斜裂缝截面钢纤维在SFRC无腹筋梁抗剪中发挥重要作用,提出的计算模型与简化计算公式均能够准确地预测SFRC梁受剪承载力,且变异系数小,在不同的剪跨比、轴心抗压强度、纤维特征系数及纵筋配筋率时均能保证较高的计算精度,为SFRC无腹筋梁抗剪设计与分析提供参考.

掺入不同尺寸钢纤维的高强混凝土深梁抗剪性能

高强混凝土与不同尺寸钢纤维的混合使用,可以极大的提升材料本身的性能,得到高强度、高韧性的深梁构件。本文对1个高强混凝土深梁和4个掺入不同尺寸钢纤维(混合钢纤维)的高强混凝土深梁进行了受剪试验,通过改变混合钢纤维体积掺量和分布钢筋配筋率,研究了构件的破坏模式、承载能力、变形能力和钢筋应变,分析了混合钢纤维对试件的增强机理。试验结果表明:由于混合钢纤维的存在,试件的承载能力和变形能力得到了大幅提高,后期承载力和刚度下降减缓;试件的承载能力随着混合钢纤维含量和分布钢筋配筋率的增大而增大;试件的变形能力随混合钢纤维含量的增大而增大,但其随分布钢筋配筋率的增大呈先增大后轻微降低的趋势;短钢纤维主要起到对混凝土基体的增强作用,抑制裂缝的出现,长钢纤维主要延缓裂缝的扩展,传递并承担裂缝处的剪力,缓解抗剪钢筋的应力,两种钢纤维在试件加载过程中协同工作。在考虑两种不同尺度的钢纤维协同工作效应的条件下,对混合钢纤维高强混凝土深梁的抗剪承载力计算方法进行了改进,计算结果与试验结果吻合较好。

玄武岩纤维筋全再生混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究

通过4根玄武岩纤维筋与4根钢筋再生混凝土无腹筋梁的受剪试验,研究采用100%粗骨料取代率的再生混凝土梁的裂缝开展、破坏等情况;分析不同纵筋类型下,剪跨比、纵向配筋率和混凝土抗压强度对梁开裂荷载、极限承载力和跨中挠度变化的影响。比较中国规范(GB 50608—2010)、美国规范(ACI 440.1R-06)、加拿大规范(CSA.S 806-12)中规定的计算方法对玄武岩纤维筋再生混凝土梁受剪承载力的适用性。研究结果表明:钢筋再生混凝土梁的受力性能类似于传统的钢筋混凝土梁,而玄武岩纤维筋再生混凝土梁在荷载作用下,裂缝扩展较快且宽度更大;中国规范(GB 50608—2010)对试验梁抗剪承载力的计算值过于保守,美国规范(ACI 440.1R-06)最为接近,加拿大规范(CSA.S 806-12)次之。

玄武岩纤维筋增强再生混凝土梁抗剪性能的试验研究

为研究BFRP筋再生混凝土梁的受剪性能,对纵筋为BFRP筋的无腹筋和有腹筋梁的破坏形态,挠度变化,纵向受力钢筋、箍筋应变和极限承载力等受力性能进行了试验研究,并与同尺寸纵筋为钢筋的再生混凝土梁进行对比分析。结果表明:BFRP筋再生混凝土梁均发生剪切破坏,而同等配筋条件下的钢筋再生混凝土梁在配置箍筋后由剪切破坏变为弯曲破坏;箍筋对BFRP筋梁抗剪承载力的提高更显著;有腹筋的BFRP筋再生混凝土梁的延性较无腹筋梁更好;箍筋抗剪作用的发挥与梁剪切斜裂缝的位置、倾角相关。

再生粗骨料取代率对无腹筋BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的影响

为了研究再生粗骨料取代率对无腹筋玄武岩纤维增强复合材料筋(BFRP筋)再生混凝土梁的抗剪性能的影响,进行了足尺无腹筋BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能试验。通过四点弯曲加载,研究了再生粗骨料取代率(0,30%,60%,100%)对4根无腹筋BFRP筋再生混凝土梁的裂缝开展、破坏形态、开裂荷载、跨中挠度、荷载-应变及抗剪承载力的影响。试验结果表明:所有试验梁均发生剪切破坏;相同荷载作用下,梁的挠度随再生粗骨料取代率的增加而增大;随再生粗骨料取代率的增加,梁的裂缝数量和斜裂缝平均宽度均增大;同一荷载作用下,BFRP筋再生混凝土梁的跨中纵筋应变大于BFRP筋普通混凝土梁;BFRP筋再生混凝土梁的抗剪承载力较BFRP筋普通混凝土梁低,并随着再生粗骨料取代率的增大而降低。通过承载力的试验值与理论值对比研究,验证了加拿大规范(CSA.S803-12)中规定的计算方法对无腹筋BFRP筋再生混凝土梁抗剪承载力的适用性。