针对不同钢筋尺寸下混凝土保温承重墙破坏形式,设计对比测试方案来研究不同尺寸保温承重混凝土梁的受弯性能,探讨了不同因素对混凝土梁参数指标的影响。研究结果表明随着受弯梁载荷升高至极限值后,加载区域的混凝土中将会形成水平分布的裂缝,使加载区域的混凝土发生破碎并形成块状结构,同时引起测试梁的断裂。当载荷增大后,加载区域的挠度降低,同时中性轴高度增加,混凝土应变和梁的高度表现为线性变化的趋势。相比普通混凝土梁,保温承重混凝土梁具有更优的延性。

设计了一批受拉区为SFRC、受压区为SCC的钢筋复合梁,分析了纵筋配筋率、SFRC替换层钢纤维体积掺量以及替换层高度对复合梁在四点弯曲荷载作用下的承载力、挠度以及裂缝形态的影响,并与普通混凝土梁进行了对比。通过理论分析计算得出了SFRC/SCC复合梁的承载力表达式,并将理论计算结果与试验数据进行了对比分析,以验证表达式的合理性。结果表明:配筋率是提升复合梁承载力的首要因素,1.32%配筋率相对于0.79%配筋率的极限承载力最大可提升24.1%;钢纤维替换层对复合梁的承载力提升并不明显,但对于复合梁的挠度与裂缝宽度控制有明显作用,将替换层高度由50 mm提升至150 mm时,复合梁的挠度和主裂缝宽度最大分别降低了9.2%和77.81%。

为研究弹卡式连接预应力混凝土方桩在滨海环境下长期工作的耐久性能,对弹卡式连接与传统焊接式连接方桩接头试件进行了通电加速锈蚀试验,并对劣化后两种方桩接头试件进行了抗弯性能试验。结果表明:劣化后的弹卡式连接方桩接头试件整体连接性能保持完好,其开裂弯矩和极限弯矩试验值与桩身理论计算值较接近,试件受弯破坏形式为接头底部被拉开,弹卡连接件中插杆从小套筒中拔出而破坏;劣化后的焊接式连接方桩接头试件焊缝连接处锈蚀严重,其开裂弯矩和极限弯矩试验值相较桩身理论计算值下降幅度较大,试件受弯破坏形式为接头底部连接焊缝直接拉开,跨中接头底部两侧端板完全脱离。

通过四点弯曲试验,研究了冻融循环0次、50次、100次、150次、200次后聚乙烯纤维超高韧性水泥基复合材料(PE-ECC)梁的受弯性能。结果表明:PE-ECC梁的质量损失、极限荷载、跨中最大挠度均随着冻融循环次数的增加而降低,但降低程度不显著,说明冻融循环后PE-ECC梁的受弯性能退化不明显。

设计了普通钢筋混凝土(RC)短梁、GFRP布加固未损伤和损伤RC短梁试件,进行了四点弯曲试验,研究了短梁的破坏形态、材料(混凝土、钢筋、GFRP布)应变、抗弯承载力、挠度、曲率和抗弯刚度。结果表明:GFRP布加固未损伤和损伤RC短梁破坏时GFRP布被拉断,受压区混凝土未被压碎,属于延性破坏,跨中截面混凝土应变近似符合平截面假定;GFRP布加固未损伤和损伤RC短梁的极限承载力较普通RC短梁分别提高了47.8%和53.2%;GFRP布加固未损伤RC短梁的荷载-挠度曲线呈三阶段特征,GFRP布加固损伤RC短梁的荷载-挠度曲线没有开裂阶段,呈两阶段特征;采用GFRP布加固可提高RC短梁的刚度,但会降低其延性;对比GFRP布加固未损伤RC短梁,GFRP布加固损伤RC短梁的刚度出现较大退化,但延性提高。

通过4片自密实混凝土保温复合剪力墙受力性能的试验研究,其中第一组为平面外受弯试件,第二组为受剪试件,研究垂直插筋和水平斜插筋对自密实混凝土保温复合剪力墙受力性能的影响,对比分析了自密实混凝土保温复合剪力墙的破坏特征、承载力、刚度及插筋的受力性能等。试验结果表明,垂直插筋和水平斜插形式下的自密实混凝土保温复合剪力墙均具有良好的受力性能,能满足承载力和刚度要求。与水平斜插筋相比,垂直插筋能更好地协调和约束两侧自密实混凝土的变形,使试件具有更高的承载能力和刚度。

设计了3块再生混凝土叠合板,配筋率分别为0.5%、1.0%、1.5%,预制部分采用普通混凝土,叠合部分采用100%再生粗骨料取代率的再生混凝土,叠合面采用人工粗糙面。另外设计了1块整浇板,全部采用100%再生粗骨料取代率的再生混凝土,以进行对比试验。通过受弯性能试验,得到了挠度和裂缝发展规律以及破坏特征。试验结果表明,再生混凝土叠合板的受弯力学性能和普通混凝土板受弯性能接近,其极限承载力可采用普通混凝土叠合板的计算方法进行计算。当配筋率不低于1%时,采用再生混凝土的弹性模量,按现有规范短期刚度公式计算的挠度乘以0.9的修正系数后仍适用于再生混凝土叠合板。

为研究尾矿砂应用于混凝土楼板中的可能性,设计了5块不同替代率(0、40%、50%、60%、70%)的混凝土单向板对比试验,研究了尾矿砂替代率对混凝土单向板力学性能的影响规律,为尾矿砂混凝土的推广利用提供了试验依据。

通过大型非线性数值分析软件ABAQUS对受硫酸盐腐蚀后的钢筋混凝土板进行模拟分析,揭示了ABAQUS中塑性损伤模型进行非线性模拟的有效性以及钢筋混凝土板受腐蚀后受弯性能的退化规律。通过模拟结果和试验结果的对比,可以看出,ABAQUS非线性模拟是行之有效的。从ABAQUS模拟结果和试验结果均可看出随着腐蚀度D的增加,板的极限承载力、延性和刚度逐渐减小,其中承载力下降约3%～5%,延性下降约19%～28%,刚度下降9.96%～19.43%,而跨中挠度逐渐增大,这主要是因为随着硫酸盐的不断侵蚀,生成膨胀性物质钙矾石,板截面的损伤不断严重,使得截面的有效抗弯高度以及弹性模量降低,最终造成板的承载力、延性、刚度的降低以及跨中挠度的增大。

研究了三种插筋形式下的聚苯板保温复合墙板的抗弯性能及热工性能;分析得出了三种插筋形式的试件在受弯承载力和刚度方面均能满足正常使用的要求,垂直插筋形式的试件受力性能更好,承载力和刚度更高,结构形式更稳定,能够有效地约束混凝土的变形。通过热工性能分析,垂直插筋形式的试件节能效果好,穿孔率比其他两种形式要小,可进一步通过减少插筋量来提高热工性能。