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江苏大学学报（自然科学版） 2021年第5期42卷 609-615页

作者：杨洋潘登夏留佳邢翔徐成扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127

针对采用玄武岩纤维增强复合材料(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋和钢连续纤维复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)制备的新型纤维复合材料和钢筋组合的混杂配筋(hybrid reinforced concrete,Hybrid-RC)梁多采用非对称配筋,可能导致结构产生的裂缝宽度过大的问题,设计7根混凝土梁,研究了非对称配筋形式下Hybrid-RC梁的裂缝.试验结果表明:等效配筋率ρe及钢筋和FRP筋之间的轴向拉伸强度比γ会对Hybrid-RC梁的裂缝宽度产生较大影响;分别给出美国混凝土协会(ACI)规范和加拿大规范(CSA)计算Hybrid-RC梁裂缝宽度时粘结系数kb的建议值.

关键词：混杂配筋梁非对称配筋裂缝宽度等效配筋率粘结系数

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钢筋特性对混凝土梁裂纹发展规律影响研究

钢筋特性对混凝土梁裂纹发展规律影响研究

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作者：宋爱明重庆交通大学

学位级别：硕士

本文从配置不同特性钢筋的混凝土梁受力过程及基于断裂力学原理的裂纹发展分析出发,结合对现行混凝土结构设计理论所存在问题的探讨,提出了基于裂纹发展阶段结构设计思想的普通钢筋与高强钢筋混杂配置的混凝土结构。在配筋率保持几乎一... 详细信息

本文从配置不同特性钢筋的混凝土梁受力过程及基于断裂力学原理的裂纹发展分析出发,结合对现行混凝土结构设计理论所存在问题的探讨,提出了基于裂纹发展阶段结构设计思想的普通钢筋与高强钢筋混杂配置的混凝土结构。在配筋率保持几乎一致的基础上,本文对配置普通钢筋、高强钢筋以及二者混杂的混凝土梁进行了试验设计和研究,重点分析了钢筋特性对裂纹发展规律的影响,在详细分析各加载阶段裂纹分布形态的基础上,以纯弯段的裂纹发展规律总结了各片梁裂纹发展的四个阶段。主要结论如下:①不同钢筋特性的混凝土梁在裂纹失稳阶段均符合适筋梁延性破坏特征;普通梁极限荷载为21.5T,而高强钢筋配置率为30%、50%、100%的混凝土梁极限荷载分别达到了 36.2T、41.5T、57.0T,较普通梁分别提高68.4%、93.0%、165.1%;②四种梁在平均荷载为13.5T时相继进入裂纹稳定阶段,此时普通梁已达极限荷载的62.8%,结构安全储备较低,而配置高强钢筋的混凝土梁该比例按高强钢筋配置率由低到高的顺序分别为37.3%、32.5%、23.7%,裂纹稳定阶段长度显著大于普通梁,且混杂配筋梁裂纹稳定阶段长度适中;③试验梁在进入裂纹稳定阶段后,裂纹数量和高度不再显著增加,只有裂纹宽度继续增长;普通梁达到20.5T,即裂纹最大宽度为0.32mm时开始失稳扩展;配置高强钢筋的试验梁在经历较大的宽度增长过程后才进入裂纹失稳阶段,失稳扩展时的荷载按高强钢筋配置率由低到高的顺序分别为32.5T、38.5T、56.5T,相应的最大裂纹宽度为1.16mm、1.10mm、1.42mm,也即结构能够在更大的裂纹宽度下正常工作;④试验梁最大裂纹高度均在13.5T左右趋于稳定,普通梁最大止裂高度在0.7～0.8倍的梁高范围内,并在裂纹失稳阶段超过这一高度,而配置高强钢筋的混凝土梁最大止裂高度达到了 0.8倍梁高以上,说明配置高强钢筋的混凝土梁能够在更大的裂纹高度下正常工作,且需经历较长的荷载区间才能达到裂纹失稳阶段;⑤普通梁、高强钢筋配置率为30%、50%、100%的混凝土梁最终裂纹总数量分别为33条、43条、46条、50条,裂纹平均间距为11.4cm、9.5cm、8.8cm、8.1cm;普通梁呈现出“疏而宽”的裂纹分布形态,而配置高强钢筋的混凝土梁则相对“密而窄”;⑥对试验梁进行有限元数值模拟,有效验证了裂纹分布形态、荷载—跨中挠度曲线及钢筋的阻裂性能。本文通过理论分析、试验研究及有限元验证,对基于裂纹发展阶段结构设计思想的混杂配筋混凝土结构裂纹发展规律进行了细致研究,为钢筋混凝土结构中高强钢筋的应用、混凝土结构的设计及裂纹发展控制提供了新的方向。

关键词：裂纹发展阶段高强钢筋混杂配筋梁裂纹发展规律有限元分析

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混杂梁裂纹发展规律与加固性能研究

混杂梁裂纹发展规律与加固性能研究

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作者：吴维彬重庆交通大学

学位级别：硕士

裂纹对混凝土结构的性能,有着至关重要的影响。本文试验梁是根据新的结构设计思想,设计制作的普通钢筋和高强钢筋混合配筋的混杂梁。作者通过理论分析与试验研究,对“持荷封闭裂纹”加固前后混杂梁的裂纹发展规律和加固性能进行研究,并... 详细信息

裂纹对混凝土结构的性能,有着至关重要的影响。本文试验梁是根据新的结构设计思想,设计制作的普通钢筋和高强钢筋混合配筋的混杂梁。作者通过理论分析与试验研究,对“持荷封闭裂纹”加固前后混杂梁的裂纹发展规律和加固性能进行研究,并通过有限元分析验证试验结果。本文研究的主要结论如下:①经“持荷封闭裂纹”加固后,混杂梁在达到加固持荷荷载前不开裂;混杂梁的再次开裂荷载大于加固时的实际持荷荷载。试验表明:未加固的混杂梁平均细观开裂荷载为3.93T,平均宏观开裂荷载为8.45T;在加固的持荷荷载分别为50%Mu、70%Mu和100%Mu时,混杂梁的实际加固持荷荷载为15.62T、25.72T和38.13T,加固后混杂梁再次开裂荷载分别为:16T、27T和40.5T,较加固持荷荷载分别提高了2.43%、4.98%和6.22%。②“持荷封闭裂纹”加固法,不仅能解决混杂梁正截面的开裂问题,而且还能解决混杂梁斜截面的开裂问题。试验表明:在三等分点加载至开裂后的试验梁,在50%Mu持荷加固后再次加载至50%Mu时,混杂梁不开裂;卸载后,更换原加载点至斜截面受力更为不利的新加载点,在达到加固持荷荷载前仍不开裂;在新加载点加载至70%Mu持荷加固后,再次加载至70%Mu时,混杂梁不开裂。③“持荷封闭裂纹”加固法,可以有效控制裂纹的出现和裂纹宽度的发展。通过“持荷封闭裂纹”加固法加固后的混杂梁,在荷载超过加固持荷荷载之前,混杂梁不开裂;再次开裂后,混杂梁裂纹宽度的发展能得到有效的控制。试验结果表明:在50%Mu持荷加固的混杂梁,加载至70%Mu时的最大裂纹宽度显著减小,仅为未加固的混杂梁一次加载至70%Mu时最大裂纹宽度的22.22%。④“持荷封闭裂纹”加固法,对极限荷载时梁体最终裂纹高度影响较小。试验表明:极限荷载时,裂纹快速发展,但混杂梁在加固前后裂纹的普遍止裂高度在(47cm,50cm)之间。⑤“持荷封闭裂纹”加固后,混杂梁的最终裂纹分布形态,由“宽”而“密”变为“窄”而“稀”。试验表明:在极限荷载时,未加固的混杂梁裂纹平均间距为9.08cm;而在70%Mu持荷加固的混杂梁裂纹平均间距为12.97cm,在100%Mu持荷加固的混杂梁裂纹平均间距的平均值为28.34cm。

关键词：混杂配筋梁持荷封闭裂纹加固法裂纹发展规律加固性能

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