凍結(jié)井高強鋼筋混凝土預(yù)制弧板井壁接頭力學(xué)特性試驗研究

針對深厚表土層凍結(jié)井筒外層井壁的支護難題,結(jié)合其受力特點,提出了采用裝配式高強鋼筋混凝土弧形板結(jié)構(gòu),并考慮弧形板外壁與凍結(jié)壁的共同作用,推導(dǎo)出在不均勻凍結(jié)壓力作用下裝配式弧形板外壁的位移和內(nèi)力計算公式。根據(jù)工程實例計算結(jié)果,指出了深厚表土層凍結(jié)井筒裝配式弧形板外壁在設(shè)計和施工中應(yīng)注意的一些關(guān)鍵技術(shù)問題,從而為該種新型外壁的實際應(yīng)用提供了理論和設(shè)計依據(jù)。

通過實驗和有限元計算,對在均勻荷載作用下新型凍結(jié)井高強鋼筋混凝土弧形板井壁的變形特性、混凝土和鋼筋應(yīng)力的分布規(guī)律、極限承載力及其壓碎區(qū)的位置進行了分析。研究結(jié)果表明,弧形構(gòu)件的徑向變形較小,可通過選擇合適的可縮接頭材料使該井壁結(jié)構(gòu)起到“先柔后剛”的作用;弧形構(gòu)件的內(nèi)排鋼筋總是比外排鋼筋先屈服,并且鋼筋發(fā)生屈服時對應(yīng)荷載值一般為該構(gòu)件極限承載力的60%左右;構(gòu)件的極限承載力隨混凝土單軸抗壓強度的增大而增大,混凝土的強度等級提高10mpa,其極限承載力提高1.26mpa;弧形構(gòu)件的壓碎區(qū)位于其端部附近,因此,在設(shè)計該種井壁結(jié)構(gòu)時弧形構(gòu)件的兩端應(yīng)該加強,可在弧形構(gòu)件的兩端采用鋼纖維混凝土以提高整體結(jié)構(gòu)的承載能力。

針對600～800m特厚表土層中凍結(jié)井筒的支護難題,根據(jù)約束混凝土原理,提出合理的解決途徑是采用內(nèi)層鋼板高強鋼筋混凝土復(fù)合凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)。通過模型試驗,對該種井壁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形和強度特性進行深入研究,結(jié)果表明:由于內(nèi)層鋼板筒的約束作用,井壁結(jié)構(gòu)中混凝土處于三軸受壓應(yīng)力狀態(tài)下,其變形能力和抗壓強度都得到較大程度的提高,井壁破壞時,內(nèi)緣混凝土的環(huán)向應(yīng)變可達-4000με,表現(xiàn)出較好的延性特性,改善了高強混凝土的脆性缺陷。如將目前現(xiàn)場使用的現(xiàn)澆高強鋼筋混凝土凍結(jié)井壁改為內(nèi)層鋼板高強鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)形式,則井壁承載能力可大大提高,可合理地解決特厚表土層中凍結(jié)井筒的支護難題。影響該種井壁極限承載力大小的因素依次為混凝土抗壓強度、厚徑比、內(nèi)層鋼板厚度和配筋率,其中提高混凝土強度對井壁承載力影響非常顯著,如將混凝土強度提高10mpa,則井壁承載力將提高約13.8%。而增大配筋率對井壁承載力影響甚微,所以,在實際工程應(yīng)用中,為經(jīng)濟合理設(shè)計井壁,只需配置單外排鋼筋。最后,根據(jù)理論分析和試驗結(jié)果推導(dǎo)出該種井壁承載力的計算公式,從而為該種井壁結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供設(shè)計依據(jù)。

針對500～700m深表土中凍結(jié)井筒的支護難題,提出合理的技術(shù)途徑,即采用現(xiàn)澆高強鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu).通過模型試驗,對這種井壁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力特性和強度特征進行了深入研究,結(jié)果表明:高強鋼筋混凝土井壁具有很高的承載力,且增大鋼筋含量對井壁承載力影響很小,但提高混凝土的強度等級可顯著地提高井壁的承載力.并根據(jù)理論分析和試驗結(jié)果推導(dǎo)出了這種井壁承載力的計算公式,從而為該種高強井壁結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供了設(shè)計依據(jù).

研究了影響凍結(jié)井預(yù)制弧板井壁變形特性的接頭剛度.將接頭墊層受力特性抽象為若干彈簧,通過力學(xué)平衡條件和合理的簡化,建立了接頭剛度理論模型;考慮到工程應(yīng)用實際,推導(dǎo)了接頭剛度工程實用簡化公式;通過理論計算與試驗結(jié)果的對比,驗證了凍結(jié)井預(yù)制弧板井壁接頭剛度模型的合理性.

通過實驗和理論計算,對在均勻荷載作用下高強鋼筋混凝土井壁的力學(xué)特性進行分析。實驗結(jié)果表明:高強鋼筋混凝土井壁具有很高的承載力,影響其承載力的主要因素依次為混凝土的強度等級、厚徑比和配筋率;在均勻外荷載作用下,混凝土強度提高10mpa,井壁的極限承載力提高4mpa左右,配筋率對井壁的極限承載力影響很小;高強鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu)破裂時,環(huán)向鋼筋沿破壞面發(fā)生塑性彎曲,混凝土破壞面與最大主應(yīng)力方向的夾角為25°～30°,屬壓剪破壞。理論分析時,采用線性軟化本構(gòu)模型以及符合混凝土強度特性的mohr-coulomb強度準則,推導(dǎo)出高強鋼筋混凝土井壁極限承載力的理論計算公式,并且其計算結(jié)果得到實驗驗證。

對高強鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu)進行了破壞性試驗研究。結(jié)果表明:在加載初期,高強鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu)中混凝土應(yīng)力分布符合彈性厚壁筒的應(yīng)力分布規(guī)律;在臨近破壞時,高強鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu)中混凝土的應(yīng)力都大大超過了混凝土的單軸抗壓強度,這是由于井壁結(jié)構(gòu)中混凝土處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下強度提高所致。另外,高強鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu)破裂時,出現(xiàn)斜向斷裂裂紋,環(huán)向鋼筋沿破壞面發(fā)生塑性彎曲,并且其破壞面與最大主應(yīng)力的夾角約為25°~30°,屬壓剪破壞。

通過對8根高強鋼筋混凝土梁進行抗彎靜載試驗和疲勞試驗,探究了鋼筋強度等級、混凝土強度等級及配筋率對高強鋼筋混凝土梁疲勞抗彎剛度的影響,分析了疲勞試驗過程中高強鋼筋混凝土梁撓度的變化規(guī)律。試驗結(jié)果表明,鋼筋強度等級對梁的疲勞抗彎剛度影響不明顯,配筋率是影響疲勞抗彎剛度的重要因素,提高混凝土、鋼筋等級及配筋率可顯著提高梁的疲勞抗彎剛度。重復(fù)荷載作用200萬次后,梁的承載力有所下降,下降幅度小于5%,荷載作用過程中,梁的撓度得到了充分發(fā)展。

為解決深厚沖積層凍結(jié)井筒的支護難題,采用有限元軟件對內(nèi)層鋼板高強鋼筋混凝土復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)的強度特性進行了數(shù)值模擬。計算結(jié)果表明,提高混凝土強度等級、增大厚徑比和加大內(nèi)層鋼板厚度可顯著提高該種井壁的承載能力,而配筋率對井壁承載力影響很小。根據(jù)數(shù)值模擬計算結(jié)果,回歸得到了內(nèi)層鋼板高強鋼筋混凝土復(fù)合井壁承載能力計算公式,計算方法簡單,可用于該類井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計參考。

結(jié)構(gòu)動力特性(頻率、振型等)能夠準確反映出結(jié)構(gòu)所處的性能狀態(tài)。為對某一已服役30年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(鋼筋混凝土預(yù)制板)進行結(jié)構(gòu)性能評價,對其進行了結(jié)構(gòu)動力試驗測試與分析。將單點移動測試技術(shù)與模態(tài)合成技術(shù)相結(jié)合,固定一個測點、移動敲擊其余測點,通過對結(jié)構(gòu)振動信號的數(shù)據(jù)采集與分析獲取了全結(jié)構(gòu)的模態(tài)信息,從而得到了結(jié)構(gòu)的頻率與振型。測試分析表明,實測基頻略大于理論計算值,說明結(jié)構(gòu)的實際剛度比理論剛度大,各部件整體性能較好。

針對西部地區(qū)深基巖凍結(jié)井筒外層井壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案,本次模型試驗基于相似理論對我國西部地區(qū)某礦井凍結(jié)井筒外層井壁的力學(xué)特性進行研究,得到外層井壁的應(yīng)變、應(yīng)力、徑向位移與水平荷載之間的關(guān)系曲線,并對其受力機理進行探討。

研究了礦物摻合料、硬骨料、高效減水劑等對超高強接頭灌漿料各項性能的作用和影響,采用復(fù)合膨脹劑提高了該接頭灌漿料的早期膨脹性能。通過試驗得到了一種28d抗壓強度可達110mpa以上、具有較高流動度和理想膨脹率的高強鋼筋接頭灌漿料。

為解釋高強鋼筋混凝土梁的剪切破壞機理,本文分析討論了幾種常見的桁架模型,總結(jié)了各模型的優(yōu)缺點,得出以修正壓力場為受彎構(gòu)件的抗剪模型,能夠較好詮釋構(gòu)件受剪機理的結(jié)論。并詳細分析了高強鋼筋混凝土梁基于修正壓力場理論下的受剪性能。

　第30卷　第4期華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)vol.30　no.4　 　2009年7月journalofhuaqiaouniversity(naturalscience)jul.2009　 　文章編號:　100025013(2009)0420432204 hrb500級高強鋼筋高溫后的力學(xué)性能試驗 吳紅翠,王全鳳,徐玉野,楊勇新,羅　漪 (華僑大學(xué)土木工程學(xué)院,福建泉州362021) 摘要:　對hrb500高強鋼筋在高溫后的力學(xué)性能進行試驗,研究不同受火溫度對其力學(xué)性能的影響,以及 高溫后的應(yīng)力2應(yīng)變關(guān)系曲線圖的變化規(guī)律,并提出相應(yīng)的力學(xué)模型.結(jié)果表明,經(jīng)歷高溫作用并冷卻后,高強 鋼筋的屈服強度、極限強度、彈性模量、延伸率和截面收縮率等力學(xué)性能隨所經(jīng)歷的溫度

對hrb500高強鋼筋在高溫后的力學(xué)性能進行試驗,研究不同受火溫度對其力學(xué)性能的影響,以及高溫后的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線圖的變化規(guī)律,并提出相應(yīng)的力學(xué)模型.結(jié)果表明,經(jīng)歷高溫作用并冷卻后,高強鋼筋的屈服強度、極限強度、彈性模量、延伸率和截面收縮率等力學(xué)性能隨所經(jīng)歷的溫度的不同而變化,變化規(guī)律也不相同.鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系發(fā)生一定的變化,但是一般仍然出現(xiàn)明顯的屈服階段和強化階段,屈服臺階的高度隨著溫度的升高而降低;高強鋼筋的彈性模量的變化很小.

通過對國內(nèi)外有關(guān)試驗數(shù)據(jù)分析,對集中荷載作用下高強鋼筋高強混凝土矩形截面梁斜向開裂荷載的實用公式進行探討,同時分別用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb50010-2010)和美國《鋼筋混凝土房屋建筑規(guī)范》(aci318-08)中受剪承載力的計算公式對試驗數(shù)據(jù)進行對比分析。結(jié)果表明,有腹筋高強鋼筋混凝土梁在集中荷載作用下,我國規(guī)范安全度略低,美國規(guī)范比我國規(guī)范偏安全,富余度較高。據(jù)此提出了集中荷載作用下高強鋼筋混凝土矩形截面梁抗剪承載力實用設(shè)計公式。

為了探究活性粉末混凝土與高強鋼筋的黏結(jié)性能,通過不同直徑、不同埋長以及不同埋置位置的hrb500鋼筋的拔出試驗,分別探究鋼筋直徑、鋼筋埋置長度及混凝土保護層厚度對黏結(jié)性能的影響,從而回歸出高強鋼筋與活性粉末混凝土的黏結(jié)公式。

碳纖維布加固已損傷高強鋼筋混凝土梁抗彎性能試驗研究 作者：王蘇巖，楊玫，wangsu-yan，yangmei 作者單位：大連理工大學(xué)土木水利學(xué)院,遼寧,大連,116024 刊名：工程抗震與加固改造 英文刊名：earthquakeresistantengineeringandretrofitting 年，卷(期)：2006,28(2) 被引用次數(shù)：1次 參考文獻(4條) 1.吳剛.安琳.呂志濤碳纖維布用于鋼筋混凝土梁抗彎加固的試驗研究[期刊論文]-建筑結(jié)構(gòu)2000(07) 2.趙彤.謝劍.戴自強碳纖維布加固鋼筋混凝土梁的抗彎承載力試驗研究[期刊論文]-建筑結(jié)構(gòu)2000(07) 3.胡孔國.岳清瑞.葉列平碳纖維布加固混凝土橋面板受彎性能試驗研究[期刊論文]-建筑結(jié)構(gòu)2000(07) 4.王欣欣.李松輝碳纖維布在混

為了研究配置高強鋼筋混凝土梁開裂后的使用性能,對14根配置500mpa鋼筋的混凝土梁進行了受彎性能試驗.給出了梁側(cè)面裂縫寬度沿裂縫高度的分布規(guī)律;梁底面裂縫寬度沿梁寬變化規(guī)律;典型位置處平均裂縫寬度與彎矩關(guān)系等,并對裂縫寬度值進行了統(tǒng)計分析.由本次試驗和其他相關(guān)試驗的數(shù)據(jù)分析表明:在鋼筋應(yīng)力較高時產(chǎn)生的次生裂縫會明顯抑制主裂縫的擴展速度;我國現(xiàn)行規(guī)范的裂縫寬度公式的計算值明顯大于試驗值,不適用于配置高強鋼筋混凝土梁的情況.對鋼筋高應(yīng)力下的裂縫寬度主要影響因素進行了分析,并提出了配置高強鋼筋混凝土梁裂縫寬度的2種計算模式.建議公式與試驗結(jié)果吻合較好.

為推廣hrb500級鋼筋,并為其在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》局部或全面修訂時列入提供依據(jù),需對hrb500級鋼筋混凝土構(gòu)件性能進行試驗研究。在4根hrb500級鋼筋混凝土偏心受壓柱試驗的基礎(chǔ)上,分析了hrb500級鋼筋和高強混凝土匹配下的偏心受壓柱的破壞形態(tài)、變形特點和承載性能。結(jié)果表明:其破壞特征、撓曲模式及截面應(yīng)變分布與普通高強混凝土柱基本一致。但其混凝土強度較高時正截面承載力較理論計算結(jié)果偏小。

第47卷第11期 2014年11月 土木工程學(xué)報 chinacivilengineeｒingjouｒnal vol．47 nov． no．11 2014 基金項目：國家自然科學(xué)基金（50878110，51108240） 作者簡介：劉文鋒，博士，教授 收稿日期：2013-09-23 高強鋼筋混凝土框架抗震性能試驗研究 劉文鋒 1，2 王來其 1 高彥強 1 隋杰英 1，2 （1．青島理工大學(xué)，山東青島266033；2．藍色經(jīng)濟區(qū)工程建設(shè)與安全協(xié)調(diào)創(chuàng)新中心，山東青島266033） 摘要：通過4榀1∶2比例的高強鋼筋混凝土框架低周反復(fù)加載試驗，研究試驗框架的破壞機制、破壞過程、滯回曲 線、骨架曲線、位移延性、剛度退化和耗能等抗震性能，并對不同強度鋼筋（500mpa和400mpa）、不同軸壓比、不同 截面尺寸的框架抗震性

混凝土工程 1482015年47期 高強鋼筋混凝土橋墩抗震性能試驗研究 葉田嬌 重慶市中檢建筑工程質(zhì)量檢測有限公司，重慶400025 摘要：試驗對配有hrb500高強鋼筋混凝土橋墩試件進行低周往復(fù)加載試驗，研究表明：鋼筋強度、軸壓比和箍筋間距對配有 hrb500高強鋼筋混凝土橋墩的抗震性能影響效果顯著。增大鋼筋強度、減小軸壓比和減小箍筋間距都能夠提高高強鋼筋混凝 土橋墩試件的變形能力，在提高橋墩試件滯回性能的同時，減緩試件的剛度退化。 關(guān)鍵詞：高強鋼筋混凝土；橋墩抗震性能；承載力 中圖分類號：u443.22文獻標識碼：a文章編號：1671-5810(2015)47-0148-01 1引言 在地震中橋梁對城市的防災(zāi)減災(zāi)機能方面有重要的作 用。它的主要承重構(gòu)件是橋墩，因而橋梁的抗震性能很大程 度上取決于橋墩的抗震性能。目前hrb500級高強鋼筋已廣 泛應(yīng)用在