无粘结部分预应力混凝土扁梁框架抗震性能试验研究

本文通过两榀按不同预应力度配置无粘结预应力筋、非预应力筋的“强柱弱梁”型无粘结部分预应力混凝土扁梁框架在水平低周反复荷载作用下的试验研究，探讨其包括裂缝分布、破坏形态、极限承载力、无粘结筋应力变化、位移延性、耗能能力等工作性能。     

无粘结部分预应力混凝土框架抗震性能试验研究

本文通过两榀框架梁按不同预应力度配置无粘结预应力盘和非预应力筋的“强柱弱梁”型无粘结部分预应力混凝土框架在水平低周反复荷载作用下的试验研究，探讨其包括裂缝分布、破坏形态。极限承载力、无粘结筋应力变化、位移延性、耗能能力、恢复力特性等工作性能，并进一步分析了影响此类结构抗震性能的主要因素，为无粘结部分预应力混凝土框架在地震设防区域的应用提供参考。     

寒冷地区无粘结预应力混凝土梁的抗弯与疲劳强度研究

针对我国行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(以下简称《规程》)中,对无粘结预应力筋的极限应力设计取值规定的不足,根据大量的试验数据,推导出了适用于桥梁工程的无粘结预应力混凝土上部结构多种截面形式的无粘结筋极限应力增量实用简化计算方法。同时根据试验结果得出无粘结预应力混凝土受弯构件在反复荷载作用下的性能是可靠的结论。     

高温后足尺有粘结预应力混凝土梁板力学性能研究

针对足尺有粘结预应力混凝土梁板高温后的抗弯承栽力开展了非线性计算分析。结果表明,综合配筋指标、有效预应力对高温后极限弯矩与常温下极限弯矩比值M_u~A/M_u的影响不大,预应力度和预应力筋的保护层厚度对M_u~A/M_u影响显著。高宽比近似相同的有粘结预应力混凝土梁,当第一排钢筋的保护层厚度相同时,受火时间为3 h,高度为700 mm的梁高温后截面承栽力下降幅度最大约为30%,高度为4500 mm的梁高温后截面承栽力下降幅度不到10%,高温后大尺度梁的力学性能优于小尺度梁。给出了考虑预应力筋保护层厚度和预应力度影响的有粘结预应力混凝土板M_u~A/M_u的计算公式,以及综合考虑预应力筋、非预应力筋合力点到梁底距离和预应力筋梁侧保护层厚度影响的有粘结预应力混凝土梁M_u~A/M_u的计算公式。     

高强混凝土预应力框架梁抗震性能试验研究

通过5根高强钢筋(500 MPa)高强混凝土(C60)预应力框架梁与1根非预应力框架梁的低周反复加载试验,研究了换算配筋率、预应力强度比、箍筋强度等参数对预应力框架梁抗震性能的影响。试验结果表明:随着换算配筋率的增加,预应力框架梁滞回曲线逐渐捏拢,承载力下降段变陡,延性性能和耗能能力降低;当换算配筋率为2.6%~3.1%时,位移延性系数均大于3.0;当换算配筋率为3.6%时,位移延性系数为2.82,延性稍差。但若采用高强箍筋替代普通箍筋,将改善预应力框架梁的延性性能和耗能能力,此时位移延性系数为3.36;在换算配筋率等其他因素相同的情况下,预应力强度比的提高并没有明显改变梁的抗震性能;非预应力梁的延性性能及耗能能力等抗震性能均要优于预应力梁。     

超高强钢筋UHPC梁受弯性能试验研究及承载力分析

将超高强钢筋与超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)组合成超高强钢筋UHPC梁,以减小钢筋用量和提高梁承载能力。开展2根超高强钢筋UHPC梁和2根超高强钢筋普通混凝土(normal concrete, NC)梁的两点弯曲试验,分析混凝土类型和受拉钢筋配筋率对梁破坏模式和受弯性能的影响。试验结果表明：试验梁的破坏模式均为受弯破坏,NC梁顶部受压区混凝土大量压碎,出现明显的弯曲变形,而UHPC梁受压区混凝土未发生明显破坏,且未出现明显变形。纵筋配筋率由1.59%提高至1.88%时,开裂荷载基本没有变化,而UHPC梁和NC梁的受弯承载力分别提高17.4%和13.3%。基于平截面假定,推导超高强钢筋UHPC梁受弯承载力计算公式,并与国外计算方法进行比较,建议方法计算值与试验值吻合较好。     

锈蚀作用下钢筋混凝土梁承载力退化规律研究

为了掌握锈蚀对钢筋混凝土梁正截面承载力的影响规律,采用电加速锈蚀试验与理论分析相结合的方法,对不同锈蚀等级下钢筋混凝土梁的承载力退化进行了研究。结果表明,钢筋从未锈蚀到严重锈蚀过程中,梁从典型的适筋梁破坏逐渐转化成典型的少筋梁破坏。随着腐蚀程度的增加,梁的极限承载力下降、延性降低、刚度减小。腐蚀量小于1%的情况下,梁的极限承载力略有提高。当腐蚀量增加至24%时,由于严重的局部腐蚀以及锈胀裂纹的存在及扩展都使得梁的极限承载力较经验模型出现较大降低。在钢筋锈蚀率小于24%的情况下,采用协同系数或基于规范的计算模型,能够较准确地计算钢筋混凝土梁正截面受弯极限承载力的影响。     

应变率效应对600 MPa级高强钢筋混凝土框架结构抗震性能影响研究

为了更真实地进行钢筋混凝土结构抗震性能评估,应该考虑材料的应变率效应影响。600 MPa级高强钢筋作为新一代建筑钢材,尚无考虑应变率效应影响的600 MPa级高强钢筋混凝土框架结构抗震性能研究。首先进行了不同应变率下600 MPa级高强钢筋拉伸力学性能试验,利用试验数据拟合得到600 MPa级高强钢筋在不同应变率下的强度提高系数表达式,并利用OpenSees软件进行了配置600 MPa级高强钢筋混凝土框架结构抗震性能模拟分析,研究了应变率效应对框架结构抗震性能的影响。研究结果表明:随着应变率的增大,钢筋的屈服强度和极限强度均得到提高,屈服强度最大提高11.5%,极限强度最大提高8.9%;随着所考虑的材料应变率增加,配置600 MPa级高强钢筋框架结构最大顶点位移总体上呈减小趋势,地震波强度越强,应变率效应影响越大,而层间位移角减小幅值相差不大。研究成果可作为600MPa级高强钢筋混凝土框架结构抗震评估的依据。     

梁端局部无粘结钢筋混凝土梁抗弯承载力研究

为进一步研究梁端局部无粘结钢筋混凝土悬臂梁的抗弯承载力,在理论分析的基础上,使用ABAQUS有限元软件对局部无粘结梁与完好梁的承载力进行了仿真对比分析。结果表明,当局部无粘结梁与完好梁的配筋方式及材料力学性能一致、受拉纵筋锚固良好且可进入屈服阶段时,局部无粘结梁与完好梁的应变分布和应力历程有着明显的差异;局部无粘结梁的极限承载力高于完好梁;随着荷载的增加,无粘结梁的承载机理呈现出明显的“拱效应”。通过梁与拱的共同作用,建立了梁端局部无粘结钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式。     

设置无粘结钢筋的铁路重力式桥墩抗震性能试验研究

针对铁路少筋混凝土重力式桥墩的延性不足和抗震耗能能力较差的问题,本文提出了一种兼顾改善桥墩延性与强度的抗震措施,即在墩身底部设置局部纵向无粘结钢筋,其余墩身部分的纵向钢筋保持不变.共设计了4个桥墩模型,通过拟静力试验研究了配筋率和粘结方式对少筋混凝土重力式桥墩抗震性能的影响.结果表明:无粘结模型桥墩的破坏形式为弯曲破坏...     

配置600MPa钢筋高韧性混凝土框架中节点变形性能

通过对配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点进行拟静力试验研究,对比分析高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点的破坏特征、节点核心区剪切变形、梁端塑性铰变形及各种变形组成比例等。研究结果表明:配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土中节点的破坏特征比普通混凝土节点得到显著改善,节点核心区剪切变形得到减小,梁端转动能力得到增加。减小配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点轴压比或剪压比、增加配箍特征值能够改善节点核心区的剪切变形,提高梁端塑性转角,从而提高配置600 MPa级高强钢筋高韧性混凝土框架梁柱中节点的变形性能。     

FRP（钢绞线）加筋混凝土梁正截面受弯承载力计算

纤维增强复合筋、不锈钢绞线等高强材料作为混凝土梁的受力筋可以充分发挥强度高、耐腐蚀性能好等优点,在土木工程中得到了广泛应用。为了分析此类高强材料加筋混凝土梁的受弯性能,在平截面假定基础上,对混凝土和受力纵筋分别采用混凝土Hongnestad模型和线弹性模型,通过平衡条件,推导了FRP（钢绞线）加筋混凝土梁受弯承载力的计算公式,并与国内外82根简支梁的试验结果进行了对比。研究结果表明：加筋混凝土梁抗弯强度试验值与理论值之比的平均值为1.07,标准差为0.14。建议公式可以较好地计算FRP（钢绞线）加筋混凝土梁的受弯承载力。实际工程构件抗弯截面设计时,建议安全配筋率取1.4倍平衡配筋率,设计截面弯矩取0.625倍理论受弯承载力,以使构件具有足够安全储备。     

竖向配预应力钢筋混凝土桥墩抗震性能研究综述

竖向配预应力筋钢筋混凝土桥墩(PRC桥墩)在桥梁工程中具有广阔的应用前景。总结了PRC桥墩产生以来国内外学者的主要研究成果,并对其抗震能力进行了系统的归纳和分析,主要包括预加压力、预应力筋用量、预应力度、预应力筋位置等因素对PRC桥墩残余变形、屈服后侧向刚度、水平承载力、耗能能力等抗震性能的影响。表明预应力筋的配置可有效减少残余变形、控制裂缝发展,并提高结构的屈服后刚度。PRC桥墩中的普通纵筋是保证桥墩延性耗能能力的关键,但配筋率应保持在合理范围内。     

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。     

基于缝宽-滑移理论的铝合金配筋混凝土梁粘结性能研究

铝合金筋与混凝土的粘结性能是影响铝合金配筋新型混凝土梁承载力的重要因素。对9根铝合金配筋混凝土梁和2根钢筋混凝土对比梁进行了静载试验,分析混凝土梁在加载过程中的裂缝发展情况,基于缝宽-滑移理论研究试验梁的粘结性能。研究结果表明:同级荷载作用下,钢筋混凝土梁的裂缝宽度小于铝合金配筋混凝土梁,钢筋与混凝土的粘结性能优于铝合金与混凝土的粘结性能;混凝土梁中纵筋所受拉力,实质上是混凝土开裂后,单元体内部粘结力的合力;纵筋与混凝土的粘结滑移量与粘结力直接相关,可通过代数和微积分计算得到二者的对应关系。     

强约束大尺寸钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

为研究箍筋强约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能,完成了7根配箍特征值0.22-0.47、截面尺寸600mm×600mm的大尺寸钢筋混凝土柱试件的轴心受压试验研究。结果表明,试件的破坏形态均是纵筋受压屈曲,中部箍筋外凸,部分箍筋拉断,混凝土保护层剥落;除个别试件外,大部分试件核心区混凝土未压碎;强约束能有效提高钢筋混凝土柱的轴心受压承载力和竖向变形能力;达到峰值竖向应力时,纵向钢筋受压屈服,提供竖向承载力,箍筋受拉屈服,对核心混凝土起到约束作用。以小尺寸试件试验建立的约束混凝土应力-应变关系,可以较好地预测本文试件峰值前的应力-应变关系和峰值应力,但有可能高估混凝土的峰值应变及峰值后的变形能力。     

HPFL加固钢筋混凝土柱抗震性能影响因素分析

以加筋高性能砂浆(HPFL)加固钢筋混凝土柱水平低周反复荷载试验为基础,通过Open Sees程序建立加固柱的纤维有限元模型,并对模型的有效性和准确性进行验证。以加固柱的配箍率、配筋率、混凝土强度等级和钢绞线数量等为参数,分析了不同因素下加固柱滞回曲线、骨架曲线、承载能力及延性等的变化,系统研究了加固柱的抗震性能。结果表明:随着箍筋配箍率的增大,加固柱的极限承载力提高幅度为5.4%~9.2%,延性提高幅度为10.6%~11.7%;随着纵筋配筋率的增大,加固柱的极限承载力提高幅度为12%~28%,延性提高幅度为11%~15%;随着混凝土强度的增大,加固柱的极限承载力提高幅度为6.3%~10.9%,延性提高幅度为13%~16%;随着钢绞线用量的增大,加固柱的极限承载力提高幅度为4.4%~7.6%,延性提高幅度为2%~6%。     

预应力混凝土结构非线性地震反应分析

本文针对预应力混凝土与普通混凝土不同的受力特点,提出了适合于分析预应力混凝土结构抗震性能的非线性有限元模型。模型首先将混凝土结构离散为杆单元,然后对各杆单元按分层组合原理分成许多混凝土层、预应力钢筋层和普通钢筋层,计算混凝土分层单元、预应力钢筋和普通钢筋的应力和应变,最后,根据钢筋与混凝土之间的粘结－滑移关系高速钢筋变形,根据混凝土弹性模量调整结构及杆单元变形,通过对普通混凝土构件和三个预应力混凝     

承插式预制混凝土桥墩抗震性能试验与数值模拟

为探究不同结构参数下承插式预制混凝土桥墩的抗震性能，依据桥墩抗震性能试验，采用有限元软件建立现浇和承插式预制桥墩模型，对比不同钢筋本构模型模拟结果，选取最优钢筋本构模型开展后续分析。共建立8组承插式预制混凝土桥墩模型，分析轴压比、高宽比、纵筋配筋率和箍筋配筋率对桥墩抗震性能的影响。研究结果表明：采用Clough钢筋滞回本构关系的桥墩模型与试验结果吻合良好，具有有效性；提高预制承插式桥墩的轴压比和高宽比，可大幅度提高桥墩的峰值承载力和累积耗能，减小残余位移；提高纵筋配筋率，提高承载能力和累积耗能，残余位移变化并不明显；提高箍筋配筋率，对桥墩承载力和耗能能力无明显影响。轴压比、高宽比和纵筋率3种构造参数对承插式预制桥墩抗震性能具有一定的影响。     

HRB500级钢筋网轻骨料混凝土剪力墙抗震性能研究

我国混凝土结构工程中目前应用的非预应力钢筋强度为300~400MPa,比发达国家低1~2个等级,结构材料用量偏大,消耗了过多的资源和能源。通过拟静力试验,对两片HRB500级钢筋网轻骨料混凝剪力墙分别进行了在低周期反复荷载作用下受力性能的研究,观测了墙体的整个破坏过程,分析了墙体的强度、底部剪切变形和抗震性能。试验及分析表明,剪力墙具有较大的延性和耗能能力,为HRB500级钢筋用作抗震剪力墙的分布筋提供了试验依据。