钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能影响

通过对钢纤维体积率为0和0.38%的双向板试件进行冲切试验,得到试件的破坏形态、钢筋和混凝土荷载-应变规律等,进而量化评估钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能的影响。结果表明:钢纤维体积率为0与0.38%的试件相比,相同荷载作用下后者的钢筋、混凝土应变较小;首条裂缝的出现时间推迟;试件在冲切破坏时挠度变形较大且板底表面混凝土脱落较少。     

低配筋率混杂纤维自密实混凝土受弯梁的延性和变形

进行了一系列不同纤维类型和掺量的纤维增强低配筋率自密实混凝土梁受弯性能试验研究,分析了梁的荷载-跨中挠度曲线、延性和钢筋及混凝土的变形,并与钢纤维增强钢筋混凝土梁进行了对比。结果表明:与按最小配筋率配筋的钢筋混凝土梁或钢纤维混凝土梁相比,混杂纤维增强钢筋自密实混凝土梁的屈服荷载和极限荷载显著增加,2种纤维协同作用时具有明显的正混杂效应;纤维掺量为40+4 kg/m~3混杂纤维并按最小配筋率配筋的梁的极限荷载与按1.5倍最小配筋率配筋的梁相当;纤维降低了按最小配筋率配筋的梁的延性,减小了梁开裂后的跨中纵筋应变和压区边缘混凝土的压应变;混杂纤维混凝土梁的阻裂效果好于钢纤维混凝土梁。     

纤维-钢筋自密实混凝土矩形梁的剪切韧性

参照Banthia的PCS法和德国纤维混凝土规范,提出了采用剪切韧性指标评价纤维-钢筋自密实混凝土剪切破坏梁峰值荷载后受力性能的新方法。并对2组系列不同纤维-钢筋自密实混凝土剪切破坏梁峰值荷载后受力性能进行评价,同时对梁峰值荷载前吸收的能量进行比较。结果表明:钢纤维或混杂纤维显著地提高了梁峰值前能量吸收能力,混杂纤维在改善梁的峰值荷载前吸收能量上要优于钢纤维;掺加纤维掺量为40+4kg/m3或50kg/m3无箍筋梁的峰值前能量吸收值与构造配箍率的梁相当;仅掺加钢纤维或混杂纤维梁峰值后的荷载下降非常显著,峰值后维持荷载的变形能力小于仅配箍筋的梁;混杂纤维和箍筋的共同使用可改善梁的剪切韧性。     

混杂纤维再生混凝土框架中节点抗震性能研究

在再生混凝土中加入再生钢纤维与tank纤维来进一步增强再生混凝土的基本力学性能,对混杂纤维掺量分别为0%,0.3%的再生混凝土框架中节点进行低周反复荷载下的加载实验。通过试验研究了混杂纤维再生混凝土框架中节点的破坏形态,骨架曲线,滞回曲线等问题。研究结果表明:掺入混杂纤维后,节点的承载能力和抗震性能均有所提高。     

混杂纤维高强高性能混凝土抗冲击性能数值仿真

采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA分析平台,对钢纤维、聚丙烯纤维等混杂纤维混凝土(HFRHSC)试件在强动载作用下力学相响应进行了仿真分析,主要针对混杂纤维混凝土的霍普金森压杆冲击试验过程进行数值仿真。采用了HJC(Holmquist-Johnson-Cook)破坏模型,针对混凝土材料冲击损伤破坏的本构模型来计算动态冲击作用下混凝土材料的变形问题。表明了试件内部应力趋于均匀前,经历初始状态的应力震荡;相同的冲击速度下,HFRHSC试件各个时刻的破坏程度轻于没有参加任何纤维的的基本混凝土试件,基本验证了混杂纤维对混凝土力学性能的改良效用。     

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土剪力墙抗震性能试验研究

本文设计了1片普通混凝土剪力墙试件和5片混杂纤维混凝土剪力墙试件,进行低周往复加载试验,研究混杂纤维混凝土分布位置和高度对剪力墙抗震性能的影响。根据拟静力试验数据,分析了墙体试件的滞回曲线、骨架曲线及关键点、位移延性、刚度退化性能、耗能能力以及关键位置钢筋应力应变分布情况。结果表明:（1）剪力墙试件中采用混杂纤维混凝土的区域以均匀的水平裂缝为主,有效控制了剪力墙的斜裂缝的产生,最终表现出弯曲破坏模式。（2）相比混杂纤维混凝土分布在约束边缘区域,混杂纤维混凝土分布在底部的试件滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。（3）混杂纤维混凝土分布高度越高,滞回曲线越饱满。当分布高度大于0.3h （h为全长）时,混杂纤维混凝土分布高度的提升对承载能力和变形能力的影响较小。（4）混杂纤维混凝土的掺入提高了剪力墙的抗剪性能,在一定程度上可替代水平分布筋。     

钢纤维混凝土低剪力墙抗震性能试验研究

对不同钢纤维体积率、相同钢纤维混凝土强度的5个钢筋钢纤维混凝土低剪力墙试件以及不同钢纤维混凝土强度、相同钢纤维体积率的2个钢筋钢纤维混凝土低剪力墙试件,进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了剪力墙的延性、滞回性能和耗能能力等,研究了钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土低剪力墙的延性及耗能能力的影响.试验和分析结果表明:掺加钢纤维的钢筋混凝土低剪力墙的延性、耗能能力都比普通钢筋混凝土低剪力墙明显提高,抗震性能良好.     

缝高比对FRP拉挤型材软化关系的影响

为研究FRP拉挤型材拉伸软化特性,对顺纤维方向切口梁采用了三点弯曲试验,试件初始缝高比分别为0.2、0.3、0.4和0.5。试验测定了试件的荷载-挠度(P-δ)曲线、荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线和荷载-裂缝尖端张开位移(P-CTOD)曲线,结果显示FRP拉挤型材断裂过程包括3个阶段:线性阶段、稳定阶段与失效阶段,表现为准脆性断裂破坏。应用P-δ曲线计算试件断裂能,再根据拉伸强度、断裂能以及变形关系建立双线性拉伸软化曲线。总断裂能由微裂纹断裂能和纤维桥连断裂能组成,研究表明:总断裂能大小不受初始缝高比影响,微裂断裂能约占总断裂能的60%;拉伸软化曲线受初始缝高比影响明显,建立了相应的函数公式。     

钢纤维高强混凝土框架边节点梁的曲率延性

进行了9个钢纤维高强混凝土框架边节点的抗震试验.通过测试钢纤维高强混凝土框架边节点梁端的荷载-变形滞回曲线和梁相关截面的横向变形,研究了钢纤维体积率、掺加范围和轴压比等因素对高强混凝土框架边节点梁截面曲率延性和滞回曲线的影响.结果表明,钢纤维能改善高强混凝土框架边节点梁截面延性,显著提高高强混凝土框架节点的抗震延性和耗能能力,对解决节点箍筋密集、改善施工条件具有明显效果.     

性能增强再生混凝土框架中节点非线性分析

再生混凝土作为一种再生资源近年来被广泛应用,在此基础上加入钢纤维和tank纤维制成性能增强再生混凝土,使结构的安全可靠性得到了进一步保证。采用有限元软件ABAQUS对3个混杂纤维掺量分别为0、0.5%、1%的再生混凝土框架中节点进行低周反复试验分析,得到了它们的滞回曲线和骨架曲线,并进行了对比分析。研究表明:相较于普通再生混凝土而言,性能增强再生混凝土框架中节点的耗能性能可提高20%、32%,抗开裂性能及极限承载力性能也更为优异,能够应用于实际工程之中。     

T形柱抗震性能的纤维增强作用对比

研究表明:异形柱柱底容易压溃,是异形柱结构的一个薄弱部位。通过反复荷载试验,研究柱底分别采用聚丙烯纤维和钢纤维增强的两组混凝土T形柱的抗震性能,并与无纤维普通混凝土T形柱进行对比,分析不同纤维对T形柱破坏特征、承载能力和位移延性、滞回性能、刚度退化等抗震性能的增强作用。研究表明:加入纤维提高柱的开裂荷载,改善T形柱柱底混凝土剥裂状态,提高异形柱的初始刚度,改善异形柱底薄弱现象。纤维增强后T形柱具有很好的承载能力和延性,综合比较钢纤维增强效果最显著。     

预制空心板受火后力学性能的试验研究

为比较不同受火时间后预制空心板剩余承载力、跨中挠度和破坏形态的异同,进行了6块预制空心板受火后力学性能的对比试验研究,其中3块为未受火的对比试件,另3块为板底分别受火23、38、53min的试件。受火试验结果表明,各试件在升温过程中的跨中挠度随受火时间增加而显著增加,熄火自然冷却后,跨中挠度大部分可恢复。加载试验结果表明,对比试件和受火试件的最终破坏模式均为弯曲破坏;随着受火时间延长,试件开裂荷载和破坏荷载均有所降低,且破坏荷载与受火时间大致呈线性关系;受火试件初始弯曲刚度较对比试件明显降低,相同荷载作用下,受火试件受拉边缘拉应变和受压边缘压应变,均明显大于对比试件。     

钢纤维增强十字形异形柱中节点的抗震性能试验

针对异形柱节点的薄弱特性,通过在节点处掺加钢纤维,对比了钢纤维增强的异形柱中节点和未掺加钢纤维的普通混凝土异形柱中节点的破坏特征、承载力、延性、滞回性能和刚度退化等抗震性能指标。结果表明:钢纤维增强的异形柱节点试件承载力明显提高,节点核心区破坏程度明显较轻,加载后期,刚度保持效果有明显改善,说明钢纤维可以提高异形柱节点的抗震能力。     

低周反复荷载下钢筋钢纤维混凝土连梁的斜截面承载力

通过低周反复荷载下5个钢筋钢纤维混凝土连梁和1个普通钢筋混凝土连梁的抗剪性能试验,研究了钢纤维对钢筋混凝土连梁裂缝和破坏形态的影响,探讨了钢筋钢纤维混凝土连梁的斜截面承载力随钢纤维掺量的变化规律,结合普通钢筋混凝土连梁斜截面承载力的计算方法,提出了钢筋钢纤维混凝土连梁斜截面承载力的计算公式,比较结果表明,计算值和试验值吻合较好。     

再生混凝土框架顶层角节点的抗震性能试验研究

通过对3榀再生混凝土框架顶层角节点(再生粗骨料掺量为100%)在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,对试件的破坏形态、延性、耗能能力等进行了分析。研究表明,再生混凝土框架顶层角节点试件在低周反复荷载作用下经历初裂、通裂、极限、破坏4个阶段,最终呈节点核心区剪切破坏。位移延性系数在3.27～3.95之间,具有良好的抗震性能,可用于有抗震设防要求的框架。采用ANSYS软件建立了节点的有限元计算模型,进行了单调荷载下的有限元非线性分析,得到了骨架曲线和试件的应力分布形态,有限元计算结果与试验结果吻合较好。采用《混凝土结构设计规范》规定的公式对角节点抗剪强度进行了计算并与试验数据相比较,发现计算值偏于不安全。     

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料梁受剪试验研究

超高韧性水泥基复合材料是一种新型建筑材料。为分析超高韧性水泥基复合材料构件的力学性能,制作了超高韧性水泥基复合材料简支梁,并对集中荷载作用下的超高韧性水泥基复合材料梁的受剪性能进行了试验研究,分析了梁在荷载作用下的受力及变形特点。试验共包括9根超高韧性水泥基复合材料梁和1根混凝土对比梁,试验的主要参数为配筋率、配箍率及剪跨比。对试件规格、加载方式、加载制度及量测设备等方面进行了介绍,并对试验结果进行了分析。从试验破坏现象来看,表明梁具有较好的延性破坏特征;从荷载位移曲线、抗剪强度及箍筋应变结果来看,表明梁具有较好的韧性;超高韧性水泥基复合材料梁试件具有较好的抗剪性能。     

钢骨及纤维增强混凝土异形柱中节点滞回性能

通过进行往复荷载作用下的T形钢骨、槽型钢骨、聚丙烯纤维、钢纤维增强的混凝土异形柱中节点试验研究,分析不同改善措施对混凝土异形柱中节点滞回性能影响。研究结果表明:在混凝土异形柱中节点核心区加入T形钢骨、槽型钢骨或掺入聚丙烯纤维、钢纤维均能使混凝土异形柱中节点的承载能力得到提高,使中节点的滞回特性得到改善。四种改善措施均能提高混凝土异形柱中节点受剪承载力,其中加入钢骨对提高混凝土异形柱节点的受剪承载力效果优于加入纤维的。     

钢纤维再生混凝土剪切性能的正交实验研究

地震后,科学的处理和再利用废弃混凝土成为降低灾区环境污染、开发新型材料的关键问题。为研究水灰比、再生粗骨料掺量和钢纤维掺量3个因素对钢纤维再生混凝土剪切性能的影响,采用正交试验法设计了27根等高变宽梁进行连续加载试验。试验结果表明:水灰比为0.35、再生粗骨料取代率为20%和钢纤维体积掺量为1%的配合比条件下,钢纤维再生混凝土的抗剪强度和峰值剪切模量可达到最高;主拉应变ε1p、主压应变ε3p和剪应变γp随抗剪强度τp的增大而提高,经线性回归分析得出钢纤维再生混凝土试块的峰值应变与抗剪强度的关系式。     

跨黏滑断层隧道纤维混凝土衬砌抗错断技术研究

为提高跨黏滑断层隧道的结构安全性和稳定性,以都汶高速友谊隧道F 1黏滑断层段为研究背景,通过采用纤维混凝土衬砌对跨黏滑断层隧道抗错断技术进行研究。结果表明:同体积纤维掺量条件下,混杂纤维混凝土(SBFRC)立方体抗压强度比纤维混凝土(SFRC)略低,SBFRC抗折强度比SFRC略高;断层黏滑错动对隧道上盘的影响大于下盘;纤维混凝土衬砌对下盘隧道结构的抗错效果优于上盘隧道,SFRC二衬平均抗错效果为12.22%,SBFRC二衬平均抗错效果为15.81%。研究成果可为黏滑断层隧道的结构设计及施工提供参考。     

钢管再生混凝土框架的恢复力模型研究

为研究低周反复荷载作用下钢管再生混凝土框架的恢复力模型,进行了1榀圆钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架和1榀方钢管再生混凝土柱-钢筋再生混凝土梁框架的拟静力试验。对实测试件的破坏机制和滞回曲线,采用位移幅值承载力突降的特殊处理方法,建立以相对屈服点、相对峰值点和相对破坏点为特征点并结合滞回曲线和刚度退化的三折线荷载-位移恢复力模型。研究结果表明:试件梁端出现弯剪破坏或弯曲破坏,梁先出铰,柱后出铰;试件的滞回曲线基本对称,呈现出比较饱满的梭形。建立的低周反复荷载作用下钢管再生混凝土框架的恢复力模型可以用于该类新型组合结构的弹塑性地震反应分析。