活性粉末混凝土配合比研究综述

活性粉末混凝土作为一种超高性能混凝土材料,其配合比直接关系到其性能的优劣,亦是研究其性能的基础.本文首先回顾了RPC配合比设计理论基础,并对典型的RPC配合比设计方法进行了归纳和总结,分析了各方法的适用范围和特点,深入讨论了RPC配合比设计参数的适宜取值范围.目前活性粉末混凝土配合比设计主要基于试验方法、半经验半理论公式方法、编程计算方法.但是试验方法和编程计算方法无法直接进行强度预测,配合比设计具有较大不确定性.通过对典型半经验半理论公式方法进行评价分析发现法国路桥公式的准确度较高,可作为简易的强度预测公式使用,但该方法未考虑钢纤维掺量及养护制度对强度的影响.

内置FRP约束混凝土的方钢管混凝土轴压承载力

钢管混凝土FRP混凝土(SCFC)组合柱是新近提出的一种新型组合柱形式。提出考虑外钢管与FRP的双重约束效果,采用双剪统一理论分析了SCFC组合柱外钢管、外层混凝土、FRP管以及内层混凝土的应力状态,根据静力平衡条件得到了SCFC组合柱的轴压承载力计算公式,其与试验结果能够较好吻合。分析了含钢率、FRP与钢的相对配置率、FRP径厚比以及FRP管直径对轴压承载力提高系数的影响,结果表明:随着含钢率的增加、FRP与钢的相对配置率的提高以及FRP径厚比的减小,SCFC组合柱轴压承载力提高系数都有一定程度提高;内FRP管直径与外钢管边长之比在0.65~0.75之间时,轴压承载力增益效果较好。

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高。

基于压缩薄膜效应的混凝土桥面板承载力算法

为研究混凝土桥梁面板的真实承载能力,结合混凝土板内的压缩薄膜效应对结构进分析.通过结构试验的方法分析了一套典型的钢混桥梁结构,试验过程中对配筋率、支撑梁尺寸和混凝土强度进行调整并分析其对承载能力的影响.结果表明,由于压缩薄膜效应的作用,结构的真实承载能力大于现行设计方法的计算结果.根据过去的研究,基于塑性极限理论,建立一套考虑压缩薄膜效应的混凝土桥梁面板的承载力计算方法.在该方法中,对混凝土桥梁面板所承受的侧向约束刚度进行定义.通过与多桥梁面板的试验结果进行对比后发现,该理论模型能够准确地计算出此结构类型的承载能力.

采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响

桥梁面板是桥梁结构的主要构件,对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增加,混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来,玻璃纤维增强复合筋材(GFRP Bars)因具有高强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析的结果表明,由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的GFRP筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似,证实了GFRP筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化机理和GFRP的材料属性后发现,由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低,在碳化发生以后GFRP筋混凝土桥梁面的耐久性能不仅没有下降反而有所提高。

混凝土桥面板中压缩薄膜效应的非线性有限元分析

当混凝土板受到平面内的侧向约束时,由于压缩薄膜效应(Compressive Membrane Action-CMA)的存在,板的极限承载力大幅提高。为了研究混凝土单向板在压缩薄膜效应作用下的结构性能,应用非线性有限元方法进行了数值模拟分析。ABAQUS作为主要的分析软件,其数值模拟结果与试验结果进行比较,验证数值模型的正确性和可行性,并应用Atena和Ansys分析软件的数值模拟结果对ABAQUS的结果进行了对比和校核。本次研究中对一组带有侧向约束的混凝土单向板进行了非线性有限元模拟。在该组试验中通过改变单向板的横向约束刚度来反映桥梁面板的工作性能。通过与试验结果的对比,可以发现有限元模型提供的极限承载力分析结果与实验结果有着良好的吻合。