由于密拼式钢筋桁架混凝土叠合板天然存在50~60 mm深度的拼缝,故有必要对其最大裂缝宽度问题进行深入研究。为此,设计制作了3块密拼式叠合板、1块后浇带式叠合板和1块整浇预制板,对其进行了静载试验。试验及数值模拟结果表明,通过公式σs≤0.6fyk限制开裂截面处受拉钢筋的钢筋应力能较好地保证密拼拼缝钢筋桁架叠合板在正常使用过程中的最大裂缝宽度的控制问题。

水工大体积混凝土结构施工中常设宽槽以缓解温度应力,为改进跨宽槽钢筋的工作状态,提出了一种微弯弧形跨宽槽钢筋形式,能够减小直钢筋过缝的应力损失并提高施工效率。在弧形钢筋混凝土板受弯试验的基础之上,研究了弧形钢筋混凝土构件的裂缝计算方法。从单根微弯弧形钢筋混凝土构件受拉分析入手,扩展到多根微弯弧形钢筋混凝土构件受弯分析,最终得到裂缝间距及裂缝宽度的计算方法。

为研究聚丙烯纤维混凝土结构的受力性能,对6根不同掺入量的聚丙烯纤维混凝土梁进行了试验研究,并利用ANSYS有限元分析软件对其受力过程进行了非线性数值仿真模拟。研究结果表明:掺入聚丙烯纤维的混凝土梁裂缝宽度较相同条件下未掺入聚丙烯纤维的混凝土梁小,聚丙烯纤维能够提高混凝土梁的抗裂性能;配置HRB500级钢筋的聚丙烯纤维混凝土梁在使用阶段能够满足《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)裂缝宽度限值的要求;非线性有限元数值模拟结果与试验结果吻合较好,该方法能够有效地模拟聚丙烯纤维混凝土梁的受力过程。

通过对强度等级为C40的剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能试验,研究了剑麻纤维的掺量和配筋率对自密实轻骨料混凝土梁的裂缝形态、裂缝间距和裂缝宽度的影响,通过最大裂缝宽度计算公式进行了理论分析。试验结果表明,与未掺加纤维的混凝土试块和试验梁相比,剑麻纤维掺量为1 kg/m^3、2 kg/m^3和3 kg/m^3时混凝土试块的劈裂抗拉强度提高6.57%、23.87%、31.49%,试验梁的开裂荷载提高了0、12.5%和35%;掺加剑麻纤维可有效限制裂缝的产生和发展,并改善裂缝形态,与未掺剑麻纤维的试验梁相比,掺加1 kg/m^3、2 kg/m^3和3 kg/m^3的剑麻纤维可使自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度减小5%、12%和27%。

在缓粘结部分预应力混凝土两跨连续梁受弯试验研究的基础上,分析了缓粘结预应力连续梁受力过程的破坏形态、缓粘结力筋与普通力筋粘结性能的差别、及其对梁的裂缝间距和钢筋应力的影响。在国家现行规范的基础上对裂缝公式进行了修正,提出了缓粘结部分预应力混凝土梁裂缝宽度的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

为了便于混凝土电杆生产企业及其使用部门进行环形钢筋混凝土电杆抗裂强度及裂缝宽度的设计验算,本文依据相关规范,对设计方法和公式进行整理和总结,并列举工程实例进行计算说明,同时提出了提高抗裂强度和减小裂缝宽度的控制方法。

为研究高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁在集中荷载作用下的受弯性能,对6根掺量不同的聚丙烯纤维矩形截面梁进行了试验研究,对比分析了高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、正常使用阶段的裂缝宽度及变形。结果表明,高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受力性能和普通钢筋混凝土梁相同;高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、挠度及裂缝宽度均可以按照现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中相关公式计算。

收缩开裂是影响现代混凝土耐久性的主要因素。本文通过平板开裂试验、圆环开裂试验评定粉煤灰掺量与外加剂品种对混凝土开裂的影响。结果表明,适当掺入优质粉煤灰,对于早期塑性开裂具有一定的抑制作用,塑性收缩的开裂总面积下降,混凝土的抗裂性提高;随粉煤灰掺量增大,圆环试件的开裂时间和裂宽均呈下降趋势。试验结果还表明:与其它几种外加剂相比,聚羧酸高效减水剂与2%减缩剂复配后对抑制混凝土早期塑性开裂和后期干燥开裂均具有显著效果。

通过静力加载试验,以两跨简支桥梁为原型,对比分析了普通钢筋混凝土连接板和PVA-ECC纤维混凝土连接板在正常使用过程中的抗裂和抗渗性能。结果表明,PVA-ECC纤维混凝土连接板开裂荷载是普通钢筋混凝土连接板的2.5倍;普通钢筋混凝土连接板的裂缝数量较少,平均间距76.8mm,最大裂缝宽度0.21mm;PVAECC纤维混凝土连接板的裂缝数量较多,平均间距22.6mm,最大裂缝宽度小于0.1mm。相同荷载作用下,普通钢筋混凝土连接板的混凝土应变比PVA-ECC纤维混凝土连接板大,但钢筋应变较小。