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建筑结构学报 2015年第S2期36卷 257-264页

作者：李长永赵顺波陈淮高丹盈丁新新华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450011 郑州大学土木工程学院河南郑州450001

在一定高度的钢纤维全轻混凝土上浇筑普通混凝土即形成钢纤维全轻混凝土叠浇梁,结合试验研究,分析了钢纤维体积率(0.8%~1.6%)、普通混凝土强度等级(C30~C70)、纵向受拉钢筋配筋率(0.77%~2.49%)以及钢纤维全轻混凝土高度比例(0.4~0.87)... 详细信息

在一定高度的钢纤维全轻混凝土上浇筑普通混凝土即形成钢纤维全轻混凝土叠浇梁,结合试验研究,分析了钢纤维体积率(0.8%~1.6%)、普通混凝土强度等级(C30~C70)、纵向受拉钢筋配筋率(0.77%~2.49%)以及钢纤维全轻混凝土高度比例(0.4~0.87)等参数对钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁受弯承载力的影响规律,结果表明:钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的正截面保持为平面,其受弯承载力主要受配筋率影响,其次为普通混凝土强度、钢纤维体积率和钢纤维全轻混凝土高度。构建了钢纤维全轻混凝土叠浇梁的受弯承载力计算方法,提出了叠浇梁的钢纤维全轻混凝土高度最佳值计算式和最小值建议值。

关键词：叠浇梁钢纤维全轻混凝土普通混凝土静力试验受弯承载力

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FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度与延性研究

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硅酸盐通报 2022年第8期41卷 2739-2747页

作者：张建波陈升平卢应发湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、3... 详细信息

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量,对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验,并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明:钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能,使其由脆性破坏向延性破坏发展;随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加,FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%~33%,抗弯性能提升了4%~21%,延性提升了22%~89%。基于试验与理论分析,建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。

关键词： FRP筋钢纤维混凝土叠浇梁挠度裂缝宽度延性

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钢纤维轻骨料混凝土性能与叠浇梁受弯性能研究

钢纤维轻骨料混凝土性能与叠浇梁受弯性能研究

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作者：李长永郑州大学

学位级别：博士

轻骨料混凝土具有轻质、高强、抗震性能和耐久性能好等优点，越来越多地被应用于土木工程中。在轻骨料混凝土中掺入钢纤维配制的钢纤维轻骨料混凝土(简称SFRLC)，不仅具有轻骨料混凝土的各种优点，而且能显著提高轻骨料混凝土的抗拉、... 详细信息

轻骨料混凝土具有轻质、高强、抗震性能和耐久性能好等优点，越来越多地被应用于土木工程中。在轻骨料混凝土中掺入钢纤维配制的钢纤维轻骨料混凝土(简称SFRLC)，不仅具有轻骨料混凝土的各种优点，而且能显著提高轻骨料混凝土的抗拉、抗裂性能和韧性，改善混凝土结构的延性、抗疲劳性能和耐久性能。因此，开展钢纤维轻骨料混凝土材料与构件性能试验与理论研究具有重要的应用价值与理论意义。为充分利用钢纤维轻骨料混凝土和普通混凝土的优点，作者提出了一种新型结构形式：在下部一定高度的钢纤维轻骨料混凝土上同期现浇普通混凝土组成的叠浇梁。本文采用不同配合比方法进行钢纤维轻骨料混凝土配合比设计，通过系列试验研究了不同参数对钢纤维轻骨料混凝土基本性能的影响，对所提出的新型钢纤维轻骨料混凝土叠浇梁（简称SFRLCB）开展了系统试验研究和理论分析，所完成的主要工作和取得的结论：（1）采用松散体积法对钢纤维机制砂轻混凝土和钢纤维全轻混凝土(简称SFRFLC)进行配合比设计，系统研究了水灰比、水泥用量、砂率及钢纤维体积率等参数对混凝土性能的影响。结果表明：机制砂轻混凝土的抗压强度及弹性模量、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度均随水灰比的增大而减小，但抗弯强度受水灰比的影响不明显;当水泥用量较高时，砂率对混凝土轴心抗拉强度和抗弯强度的影响较小;当水泥用量较低时，混凝土的轴心抗拉强度和抗弯强度受砂率和水泥用量的关联影响，砂率对混凝土劈裂抗拉强度的影响不明显。全轻混凝土的强度受砂率、水灰比及水泥用量的关联影响，其强度值主要取决于水泥砂浆及陶粒强度的强弱;存在使混凝土各强度指标达到最佳值的水泥用量、水灰比及砂率。掺加钢纤维显著增强了机制砂轻混凝土的劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度，明显提高了全轻混凝土的抗弯强度。（2）采用考虑钢纤维裹浆厚度的直接设计方法进行高强钢纤维全轻混凝土配合比设计，系统研究了钢纤维体积率、水灰比、钢纤维裹浆厚度及砂率对高强钢纤维全轻混凝土性能的影响。结果表明：按考虑裹浆厚度的直接设计方法配制的高强钢纤维全轻混凝土，能满足拌合物工作性能、干表观密度和强度的要求。随着钢纤维体积率的增加，高强钢纤维全轻混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度均有所提高，劈裂抗拉强度显著提高。经综合分析，确定钢纤维全轻混凝土最佳钢纤维裹浆厚度为1.0mm。（3）对试验中采用不同配合比方法的钢纤维轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的关系进行了分析研究，结果表明：该类轻骨料混凝土劈裂抗拉强度与轴心抗拉强度的比值随轻骨料性质和钢纤维特征含量的变化而变化，建议轻骨料混凝土和钢纤维轻骨料混凝土抗拉强度采用轴心抗拉强度法测定。（4）考虑水泥用量、水灰比及钢纤维体积率变化，进行了钢纤维全轻混凝土抗冻性能试验研究。结果表明：钢纤维全轻混凝土的抗冻性能受水泥用量及水灰比的影响，掺入钢纤维可显著提高全轻混凝土的抗冻性能。与相对动弹性模量相比，抗弯强度损失率对冻融循环更为敏感。建议对承受弯曲作用为主的钢纤维轻骨料混凝土构件，采用抗弯强度损失率作为抗冻性能的1个评价指标。（5）系统进行了42根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁、12根钢筋混凝土梁和4根钢筋钢纤维全轻混凝土梁的受弯性能试验。结果表明：3类试验梁的破坏形态基本相似，均为适筋破坏;钢纤维掺量、叠浇高度对试验梁极限承载力具有较大影响，且变化规律与配筋率相关;纵筋配筋率显著影响试验梁的极限承载力，受压区混凝土强度等级对叠浇梁的极限承载力影响较小。根据理论分析和试验结果，建立了钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁受弯承载力的计算模型和计算方法，提出了叠浇梁钢纤维全轻混凝土最小高度和最佳高度计算公式。（6）结合试验梁的研究成果，分析了钢纤维体积率、普通混凝土强度等级、纵向受拉钢筋配筋率和钢纤维全轻混凝土截面高度等参数对叠浇梁正截面抗裂弯矩的影响规律。结果表明：叠浇梁受压区混凝土与受拉区钢纤维全轻混凝土的截面高度存在较优值，受压区高强混凝土保障了叠浇梁正截面的较高抗裂弯矩;适当的纵向受拉钢筋配筋率有利于提高叠浇梁的正截面抗裂弯矩;钢纤维对叠浇梁正截面抗裂弯矩的提高与其对全轻混凝土抗拉强度的提高是一致的。结合理论计算分析，提出了钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面抗裂计算方法以及充分发挥钢纤维全轻混凝土抗拉能力的截面高度计算公式。（7）根据叠浇梁在正常使用荷载作用下的裂缝分布情况，明确了叠浇梁裂缝分类统计原则，进行了各类裂缝数量、平均裂缝间距、平均裂缝宽度及最大裂缝宽度分布规律的统计分析，建立了叠浇梁纵向受力钢筋重心水平位置处平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度的计算模型和计算方法。

关键词：钢纤维轻骨料混凝土拌合物性能力学性能抗冻性能叠浇梁受弯承载力抗裂弯矩裂缝

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异性混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

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建筑结构 2019年第17期49卷 98-102,141页

作者：汪一鸣王建民刘安庆程博宁波大学土木与环境工程学院宁波315211 平湖市住房和城乡建设局建筑工程管理处嘉兴314000 宁波市房屋建筑设计研究院有限公司宁波315000

综合利用普通混凝土的高抗压性能及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点,研究上部采用普通混凝土、下部采用陶粒混凝土的新型叠浇梁的抗剪力学性能。通过制作5根下部采用陶粒混凝土、上部采用普通混凝土叠浇而成的简支梁和1根全陶粒混凝... 详细信息

综合利用普通混凝土的高抗压性能及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点,研究上部采用普通混凝土、下部采用陶粒混凝土的新型叠浇梁的抗剪力学性能。通过制作5根下部采用陶粒混凝土、上部采用普通混凝土叠浇而成的简支梁和1根全陶粒混凝土简支梁,并进行抗剪性能试验研究,分析不同配箍率和叠浇间隔时间对叠浇梁的挠度、最大斜裂缝宽度、箍筋应变和极限承载力的影响,研究叠浇梁的破坏形态及叠浇梁的整体性。结果表明,随着配箍率的增大,跨中挠度和最大斜裂缝宽度减小,极限承载力增大。适当增长叠浇间隔时间,能够提高叠浇梁抗剪性能。叠浇梁的工作整体性良好,具有可推广性。

关键词：陶粒混凝土抗剪性能配箍率叠浇梁

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钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁裂缝宽度试验研究

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河北工业大学学报 2014年第6期43卷 97-100页

作者：李长永李牧青赵兵赵顺波华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450011

通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁及用于对比的4根钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的试验,研究了钢纤维体积率和钢纤维全轻混凝土截面高度对钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面裂缝分布的影响规律,确定了考虑钢纤维全轻混凝土受力... 详细信息

通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁及用于对比的4根钢筋混凝土梁和钢筋钢纤维全轻混凝土梁的试验,研究了钢纤维体积率和钢纤维全轻混凝土截面高度对钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面裂缝分布的影响规律,确定了考虑钢纤维全轻混凝土受力特性的叠浇梁截面有效受拉区高度和纵向受拉钢筋计算方法,提出了叠浇梁正截面平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度的计算公式.

关键词：叠浇梁钢纤维全轻混凝土截面高度钢纤维体积率裂缝宽度

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钢纤维轻骨料混凝土与普通混凝土叠浇梁受剪性能试验研究

钢纤维轻骨料混凝土与普通混凝土叠浇梁受剪性能试验研究

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作者：徐文晓华北水利水电大学

学位级别：硕士

目前工程中采用的钢筋混凝土梁都是同一种混凝土材料浇筑而成，本文基于钢筋混凝土梁受剪特征，也为了充分利用钢纤维轻骨料混凝土和普通混凝土的优点的思想，提出一种新型结构：梁的下部受拉区是钢纤维轻骨料混凝土，其上部受压区是与... 详细信息

目前工程中采用的钢筋混凝土梁都是同一种混凝土材料浇筑而成，本文基于钢筋混凝土梁受剪特征，也为了充分利用钢纤维轻骨料混凝土和普通混凝土的优点的思想，提出一种新型结构：梁的下部受拉区是钢纤维轻骨料混凝土，其上部受压区是与其同期现浇的普通混凝土组成的叠浇梁。本试验主要研究剪跨比、钢纤维掺量和叠浇高度变化对试验梁的抗裂和抗剪承载力的影响，并对试验结果进行分析总结。　　本次试验包括2根普通钢筋混凝土梁、2根钢筋钢纤维全轻混凝土梁和16根钢筋钢纤维全轻混凝土与普通混凝土叠浇梁。试验结果表明：随着剪跨比的增大，使叠浇梁的抗裂和抗剪承载力逐渐下降;随着钢纤维掺量的增加，使叠浇梁的抗裂和抗剪承载力逐渐上升;随着叠浇高度的增加，使叠浇梁的抗裂和抗剪承载力先增大后减小，确定了叠浇梁最佳叠浇高度;叠浇梁的破坏形态和普通钢筋混凝土梁相似，且在整个试验过程中，两种混凝土交界面未出现水平滑移裂缝，证明两类同期浇筑的混凝土可以协同整体工作。根据理论分析和试验结果，建立了叠浇梁抗裂计算模型，同时给出了抗裂计算公式，验证了适合叠浇梁受剪承载力的计算公式。本文的试验结果可为钢纤维轻骨料混凝土与普通混凝土叠浇梁的研究及工程应用提供参考。

关键词：钢纤维轻骨料混凝土叠浇梁开裂荷载抗剪承载力

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聚丙烯腈纤维陶粒混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

聚丙烯腈纤维陶粒混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

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作者：汪一鸣宁波大学

学位级别：硕士

梁承受荷载作用时，中性面之上称为受压区，中性面之下称为受拉区。受压区主要由上部混凝土承担压力作用，受拉区主要由下部混凝土和纵向受拉钢筋承担拉力作用。从受力角度分析，梁对下部混凝土的抗压强度要求不高。梁下部采用强度等级... 详细信息

梁承受荷载作用时，中性面之上称为受压区，中性面之下称为受拉区。受压区主要由上部混凝土承担压力作用，受拉区主要由下部混凝土和纵向受拉钢筋承担拉力作用。从受力角度分析，梁对下部混凝土的抗压强度要求不高。梁下部采用强度等级较低的陶粒混凝土代替普通混凝土，可以有效减轻梁的自重。另外，在下部陶粒混凝土中掺入纤维能够增强陶粒混凝土的抗裂性能。本文试验设计下部采用掺入纤维的陶粒混凝土，上部采用普通混凝土的新型叠浇梁，可综合利用上部普通混凝土的高抗压强度和下部陶粒混凝土良好的抗裂和延性性能。　　陶粒混凝土和普通混凝土力学性能和弹性模量存在差异，两类混凝土叠浇而成的梁是否能够协同整体工作是需要考量的重点，本文试验主要以配箍率、剪跨比和叠浇间隔时间为变量分析叠浇梁受剪性能。试验结果和理论分析表明：　　叠浇梁均发生典型的剪压破坏。叠浇梁中性面上部普通混凝土受压应变与中性面下部陶粒混凝土受拉应变数值对称，叠浇梁基本符合单一材料整体浇筑的梁所具有平截面假定原则。　　试验过程中叠浇梁均未在叠浇结合面位置发生破坏，裂缝的发展趋势、叠浇梁的破坏形态及破坏过程与整浇梁一致，叠浇梁能够保证统一协同的整体工作性能，在试验阶段具有可行性。　　叠浇梁的开裂荷载基本不受配箍率、叠浇间隔时间及叠浇梁上部混凝土强度的影响;叠浇梁开裂荷载随着剪跨比的减小而增大。同一荷载作用下，随着配箍率的增大、剪跨比的减小，最大斜裂缝宽度减小;斜截面最大裂缝宽度基本不受叠浇间隔时间的影响。在荷载作用下，叠浇结合面位置存在应力重分布，该过程延缓裂缝的发展，有利于叠浇梁的抗剪。

关键词：叠浇梁抗剪性能力学性能聚丙烯腈纤维陶粒混凝土

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钢纤维全轻混凝土叠浇梁斜截面受剪疲劳性能的试验研究

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2017年第6期38卷 16-24页

作者：李长永聂旭康星星彭超张晓燕赵顺波华北水利水电大学河南省生态建材工程国际联合实验室河南郑州450045

为了充分发挥钢纤维全轻混凝土对钢筋混凝土结构的基本性能、抗冻融能力等的增强作用,通过在一定高度的钢纤维全轻混凝土上浇筑普通混凝土的方法研发了一种新型钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁。在承受疲劳荷载作用的情况下,需要明晰钢筋钢... 详细信息

为了充分发挥钢纤维全轻混凝土对钢筋混凝土结构的基本性能、抗冻融能力等的增强作用,通过在一定高度的钢纤维全轻混凝土上浇筑普通混凝土的方法研发了一种新型钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁。在承受疲劳荷载作用的情况下,需要明晰钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的疲劳性能及其设计方法。为此,进行了钢纤维全轻混凝土截面高度和钢纤维掺量变化的10根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁的斜截面受剪疲劳性能试验,研究了不同疲劳破坏特征受疲劳荷载上限值和剪跨段斜裂缝初始宽度的影响机理。结果表明:疲劳荷载上限值控制了斜裂缝初始宽度和箍筋的初始应力幅,并对疲劳寿命产生了显著影响。随着疲劳荷载上限值的增大,斜裂缝宽度发展迅速,叠浇梁因箍筋脆性断裂而发生疲劳破坏;疲劳过程中超载导致斜裂缝宽度和箍筋应力幅的突然增大,是造成疲劳破坏的主要原因之一。考虑受拉区钢纤维全轻混凝土的增强作用,提出了叠浇梁斜裂缝宽度计算公式和疲劳次数验算公式。

关键词：叠浇梁钢纤维全轻混凝土截面高度钢纤维掺量受剪疲劳斜裂缝宽度箍筋应力幅疲劳寿命

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不同剪跨比下陶粒混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

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宁波大学学报（理工版） 2017年第5期30卷 58-63页

作者：汪一鸣刘安庆桑琴扬王建民宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211

简支梁受压区采用普通混凝土,受拉区采用陶粒混凝土,可充分利用普通混凝土的高抗压强度及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点,实现二者有机结合.通过设计制作3根底部采用陶粒混凝土,上部采用普通混凝土,剪跨比分别为1.3、1.9、2.5的叠浇... 详细信息

简支梁受压区采用普通混凝土,受拉区采用陶粒混凝土,可充分利用普通混凝土的高抗压强度及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点,实现二者有机结合.通过设计制作3根底部采用陶粒混凝土,上部采用普通混凝土,剪跨比分别为1.3、1.9、2.5的叠浇梁,和1根剪跨比为1.9的全陶粒混凝土梁进行抗剪性能试验,分析叠浇梁在荷载作用下的整体工作性能与破坏特征,研究不同剪跨比对叠浇梁抗剪极限承载力、变形、最大斜裂缝宽度、纵筋应变和箍筋应变的影响.结果表明:所设计的叠浇梁叠浇结合面整体工作性能良好;随着剪跨比的增大,跨中挠度和最大斜裂缝宽度增大;达到极限荷载时,纵筋均未屈服,剪跨区箍筋屈服,4根简支梁均发生典型的剪切破坏.

关键词：叠浇梁陶粒混凝土抗剪性能剪跨比

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异强再生混凝土叠浇梁截面弯矩的解析

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低温建筑技术 2013年第5期35卷 52-54页

作者：张冰杰施养杭华侨大学土木工程学院福建泉州362021

提出再生混凝土叠浇梁的概念,在梁的受压区采用高强混凝土,受拉区采用再生混凝土,可以充分利用高强混凝土的高强度以及再生混凝土经济性和环保性良好的优势,实现二者的有机结合,为再生混凝土的推广创造新的可能性。通过梁正截面的应力... 详细信息

提出再生混凝土叠浇梁的概念,在梁的受压区采用高强混凝土,受拉区采用再生混凝土,可以充分利用高强混凝土的高强度以及再生混凝土经济性和环保性良好的优势,实现二者的有机结合,为再生混凝土的推广创造新的可能性。通过梁正截面的应力应变图和力学原理推导出叠浇梁的开裂弯矩计算公式,结合普通混凝土受弯构件的正截面承载能力计算公式通过分析得出叠浇梁的极限弯矩计算表达式与普通混凝土梁的计算公式基本相同,为叠浇梁的应用奠定基础。

关键词：叠浇梁高强混凝土再生混凝土开裂弯矩极限弯矩

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