混凝土无筋倒园台基础的有限元分析和研究

一、前言: 无筋倒园台基础较普通钢筋混凝土柱基础能节约全部钢筋,还能节省混凝土20％左右。具有很大的经济价值(见文献[1]、[2]、[3]、[4]、 文献[4]曾对倒园台基础、变断面园平板基础以及正园台基础进行承载能力的对比试验,试验结果表明:倒园台基础与其他型式的基础相比,承载能力提高将近一倍左右。而沉降却较普通基础为小(见文献[3]).对于这些重要事实,用目前已经提出     

新型正倒园台基础试验研究

正倒园台基础是无产阶级文化大革命中涌现出来的基础设计革命的成果。特别是倒园台基础,更是我国工人阶级遵照毛主席独立自主,自力更生的教导,发扬敢想敢干的革命精神,独创的一种新基础型式。 “马克思主义者认为,只有人们的社会实践,才是人们对于外界认识的真理性的标准。”新型基础到底有那些普遍规律和可循的合理型式呢?让我们通过实验对单独柱下基础的合理型式进行分析和讨论。并在此基础上,提出几种新型的正、倒园台基础的方案,进行试验研究。     

无腹筋RUHTCC梁抗剪性能试验研究

为了探究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的抗剪性能,以配筋率和剪跨比为参数,对跨中荷载作用下的6根钢筋增强UHTCC(RUHTCC)梁和4根钢筋混凝土(RC)对比梁进行了受弯试验.对比研究了RUHTCC梁的抗剪性能,包括裂缝扩展形态、荷载-挠度曲线、剪切开裂荷载、极限剪切能力以及剪切强度等.试验结果表明,随着配筋率的增大和剪跨比的减小,RUHTCC梁的破坏模式由弯剪破坏转变为剪压破坏,极限剪切承载能力逐渐增大.RUHTCC梁的极限剪切能力约为RC梁的2倍,平均抗剪强度约为UHTCC抗拉强度的0.86倍;RUHTCC梁表现出稳态的多条细密斜裂缝扩展模式,在正常使用极限状态下,其最大裂缝宽度低于0.1 mm.基于RUHTCC梁良好的裂缝控制能力以及较高的富余剪切承载能力,不需设置最小配箍率.     

再生混凝土砌块无筋墙体抗震性能试验研究

汶川地震灾后重建表明,将震损建筑废弃混凝土制成灾后重建所需的再生混凝土砌块带来了社会、环境、经济等多种效益,符合我国的可持续战略。本文基于灾区所生产的再生混凝土砌块进行三种工况的拟静力试验,获得再生混凝土砌块墙体破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、抗剪承载能力等再生混凝土砌块墙体力学参数,并借助试验结果分析现行规范中抗剪强度计算公式对该类砌块墙体的适用性。试验结果表明,文中建议公式满足工程安全要求,可为再生混凝土小型砌块的推广和应用提供理论支持。     

无腹筋混合配筋混凝土梁抗剪性能试验研究

对1组无腹筋混合配筋(GFRP筋(glass fiberreinforced polymer)和钢筋)混凝土梁抗剪性能进行了试验研究.所有试验梁均为三分点加载,剪跨比为2.54和2.67.12根试验梁按有效配筋率分为3组,共包括3根钢筋混凝土梁,3根GFRP筋梁和6根GFRP筋和钢筋混合配筋梁.所有试验梁均为斜拉破坏.分析了试验梁的荷载-挠度关系,裂缝开展及抗剪承载力,并将各设计规范或指南的抗剪承载力预测值与试验结果对比.试验表明,有效配筋率相同的钢筋混凝土梁、混合配筋混凝土梁和GFRP筋梁具有相近的抗剪承载力.钢筋与FRP(fiber reinforced polymer)筋轴向刚度比对抗剪性能影响较小.规范Eurocode 2—04及CSA A23.3—04的抗剪承载力预测结果与试验结果符合度较好,而规范ACI440.1R—06,JSCE及CSAS6—06的预测结果偏保守.     

钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪性能的试验研究

通过对试验结果的分析，讨论了钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁剪切破坏的类型和特点，以及影响其抗剪强度的因素。     

预应力无腹筋迭合板的抗剪强度试验研究

本文通过对八块中置集中荷载作用下,对边简支,对边自由的无腹尖力混凝土迭合板的试验结果的分析,探讨了板的破坏形态及影响因素,建立了抗剪承载力的计算公式,该公式与试验结果符合性良好。     

无腹筋混凝土梁的碳纤维抗剪加固试验研究

对一系列无腹筋碳纤维加固梁进行了试验研究 ,分析了影响碳纤维抗剪加固效果的因素 ,并比较了粘贴方式的不同对无腹筋梁的加固效果 .根据试验结果 ,得出无腹筋梁碳纤维加固的脆性特征比较明显 ,对于矩形梁 ,斜贴与U型贴对于极限承载力的提高基本相同 ,而斜贴碳纤维布更能有效约束加固梁的变形     

GFRP筋及钢筋抗浮锚杆与基础底板锚固性能试验研究

采用倒置锚杆-基础底板体系,通过现场拉拔破坏性试验,研究GFPR筋和钢筋两种材质抗浮锚杆与基础底板的黏结锚固性能.试验结果表明:GFRP筋和钢筋抗浮锚杆均产生两种破坏形态-滑移破坏与拔断破坏;弯曲处理对两种材质锚杆极限承载力影响效果相反,钢筋锚杆极限承载力随拉拔荷载增大而增大,GFRP锚杆极限承载力随拉拔荷载增大而减小;钢筋抗浮锚杆的Q-S曲线为双折线型,存在明显的拐点,产生拐点的原因是拉拔荷载达到材料屈服强度,而GFRP锚杆无明显屈服阶段,故其Q-S曲线近似线性分布;在分析比较3种描述锚杆Q-S曲线的数学模型的基础上,发现指-幂函数模型能较好地拟合两种不同材质抗浮锚杆的Q-S曲线,能够精准预测GFRP筋及钢筋抗浮锚杆与基础底板的极限抗拔力和滑移变形.研究成果将为GFRP筋在抗浮工程中推广应用奠定基础.     

骨料粒径对无腹筋梁抗剪性能影响的试验研究

为研究骨料粒径对无腹筋梁抗剪性能的影响,完成了集中荷载作用下16根无腹筋钢筋混凝土简支梁的抗剪性能试验.主要试验变量为最大骨料粒径和剪跨比.根据试验结果分析试验梁的破坏形态、斜截面抗剪承载力、荷载-位移曲线、裂缝面间的相对位移等内容,比较试验数据与已有无腹筋梁受剪试验结果,并将试验结果与GB 50010-2010,ACI318-08,EC 2-02和CSA 23.3-04等规范的预测结果进行比较.研究结果表明,骨料咬合作用是无腹筋梁剪切破坏的重要传力机制,抗剪设计方法应建立在充分考虑骨料咬合作用对钢筋混凝土梁抗剪性能影响的基础上.     

无粘结预应力筋极限应力研究

对竖向和水平荷载试验中１９榀ＵＰＣ框架梁中的ＵＰＳ的应力变化与极限应力进行探讨,并结合预应力混凝土结构非线性分析模型,定性定量分析了结构中ＵＰＳ极限应力的主要影响因素,如荷载形式、配箍率、综合配筋力比和跨高比,并提出ＵＰＳ极限应力计算的修正公式,更适合于ＵＰＣ框架在地震设防区的使用。     

非对称集中荷载下无腹筋RC梁受剪性能试验研究

非对称集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁具有两个不同的剪跨比,而两剪跨段受剪承载力与剪力作用之间的相对大小存在不确定性.通过开展6根非对称和4根对称集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁受剪性能试验研究,获取了破坏形态、荷载-跨中位移曲线和纵向受拉钢筋应变,并分析了《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）公式、修正压力场理论、基于截面应变分析的抗剪模型和Zsutty统计公式的适用性.结果表明,对于小剪跨比恒为1.0的无腹筋简支梁,大剪跨比为2.0~4.0的梁均在大剪跨段发生剪切破坏;当大剪跨比由3.0增大至3.5时,梁的极限承载力出现由大剪跨段控制转变为小剪跨段控制的现象.《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）预测非对称集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋简支梁发生剪切破坏的位置与试验结果相反,而Zsutty统计公式的预测效果最好.     

GFRP筋抗压力学性能试验研究

设计了GFRP筋抗压试验方案,通过试验研究了不同柔度GFRP筋的抗压力学性能.结果表明:GFRP筋的抗压破坏可以划分为3种,即强度破坏、非弹性失稳破坏和弹性失稳破坏;GFRP筋极限抗压强度小于极限抗拉强度,约为极限抗拉强度的55%;GFRP筋抗压弹性模量比抗拉弹性模量大.在进行GFRP筋抗压力学性能试验时,为防止局部破坏,试件端部应有良好的约束;为确定极限抗压强度设计曲线,应进行试件柔度对临界应力的影响试验.     

无粘结预应力悬臂箱形基础的设计和试验研究

将无粘结预应力钢筋混凝土悬臂箱形基础的基底反力和沉降测试结果与理论分析进行了对比，所得任意基底形状箱形基础的基底反力，沉降及倾斜均符合工程实际。     

无粘结筋对构件抗弯刚度的贡献分析与研究

采用材料力学方法推导了无粘结预应力混凝土受弯构件抗弯刚度公式,指出无粘结筋对构件抗弯刚度的贡献小于有粘结筋对构件抗弯刚度的贡献,对布筋形式、荷载形式等因素进行了简要分析。     

并筋黏结锚固性能试验研究

针对并筋后钢筋与混凝土之间的有效接触面积减小、黏结性能相对变差的问题,通过57个拉拔试件和6个半梁式试件的并筋黏结锚固试验,研究了并筋的黏结锚固性能.试验中考虑了并筋根数、钢筋直径、混凝土强度、锚固长度等因素对并筋黏结滑移性能的影响.试验结果表明:并筋根数越多,名义黏结强度降低;试验方式、锚固长度、钢筋直径、混凝土强度、钢筋位置等因素对并筋黏结强度的影响与这些因素对单根钢筋黏结强度的影响相似,可以引用单根钢筋的试验研究结果分析并筋的黏结锚固性能.基于各国规范黏结强度经验公式和本文的试验数据分析,建议二并筋、三并筋的等效钢筋直径分别取值1.41和1.73.当保护层厚度减小时,可适当延长并筋的锚固长度.     

高温下GFRP筋力学性能的试验研究

为了研究高温下纤维增强复合材料(FRP)筋的力学性能,对直径为8mm的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行了高温下的拉伸试验,获得了10 ～ 500℃范围内随着温度升高GFRP筋的极限强度和弹性模量的衰减趋势;并结合材料TG/DSC热学试验结果提出了GFRP筋在高温下的拉伸本构模型.该三参数拉伸本构模型以纤维和树脂的...     

拉深筋约束力模型及试验研究

对拉深成形过程中板料经过拉深筋时的变形情况进行了研究．运用能量法建立了一种简单实用的拉深筋约束力计算模型，设计了一套通过丝杠机构提供水平拉力的拉深筋约束力测试装置．采用正交试验方法，针对影响约束力的各种因素进行了研究，结果表明：在成形过程中，如果拉深筋设置在圆弧部位，板料经过拉深筋后的最终约束力是一个随拉深进程而变化的值．板料通过设在直线段的筋产生的约束力在一定的压边力下，其值为恒定的值，并且理论计算与实测值基本吻合，在数值模拟时，该模型可以作为等效拉深筋使用．     

高铁无砟轨道简支箱梁桥疲劳试验预应力筋性能

为研究重复列车荷载作用下高速铁路标准混凝土简支箱梁中预应力钢筋力学性能的演化规律,设计制作有轨道系统的三跨32 m标准预应力简支箱梁桥的1/4缩尺试验模型,开展1800万次多级变幅疲劳试验,得到预应力筋应变、应变幅值及其刚度随列车荷载作用次数的变化规律.研究结果表明:在第一级列车荷载作用下,应变幅值曲线基本保持水平;当...     

单根FRP筋粘结型锚具的设计与试验研究

单根FRP筋粘结型锚具组件存在两类典型的破坏形式:FRP筋在自由长度内破坏和FRP筋从锚具中被拔出。第2种破坏形式是不允许发生的,它不能很好地反映出FRP筋的材料特性。在对传统的单根FRP筋粘结型锚具进行研究的基础上,设计出一种制造简单、锚固性能好的单筋锚具,并对6组树脂封装的单根CFRP筋组装件进行单向拉伸试验,研究张拉过程中CFRP筋材的应力——应变行为,得出其极限应力、弹性模量等。试验表明,设计的单筋FRP筋锚具进行组装件的单向拉伸试验可以得到FRP筋的力学性能,试件破坏状态良好。所作工作为各种FRP筋材的材性试验以及应用提供参考。