第1章绪论1

1.1绿色建筑与结构选材1

1.2高强钢筋的应用状况及面临的主要问题2

1.2.1国内高强钢筋应用现状2

1.2.2高强钢筋在实际工程中面临的主要问题3

1.3本书研究的主要内容5

参考文献6

第2章配置高强钢筋混凝土板的试验研究和分析7

2.1方案介绍7

2.1.1试件设计7

2.1.2加载方式和加载制度8

2.1.3材性测试9

2.1.4试件测试9

2.2试验现象和破坏特征总结11

2.2.1试验现象11

2.2.2破坏特征15

2.3试验结果及分析15

2.3.1荷载位移曲线15

2.3.2钢筋应变17

2.3.3抗弯承载能力19

2.3.4抗弯刚度20

2.3.5裂缝宽度23

2.4结论26

参考文献27

第3章配置高强钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究和分析28

3.1方案介绍28

3.1.1试件设计28

3.1.2加载方式和加载制度30

3.1.3材性测试30

3.1.4试件测试31

3.2试验现象及破坏特征总结32

3.2.1试验现象32

3.2.2破坏特征33

3.3试验结果及分析33

3.3.1荷载位移曲线33

3.3.2混凝土应变35

3.3.3抗弯承载能力38

3.4抗弯刚度39

3.4.1曲率39

3.4.2刚度43

3.5裂缝46

3.5.1裂缝间距和裂缝宽度试验结果46

3.5.2裂缝形态分析51

3.5.3不同位置处的裂缝宽度分析55

3.5.4裂缝宽度统计分析59

3.5.5试验值与规范计算值对比60

3.6结论63

参考文献63

第4章配置高强箍筋混凝土梁的抗剪性能试验研究和分析65

4.1方案介绍65

4.1.1试件设计65

4.1.2加载方式和加载制度66

4.1.3材性测试67

4.1.4试件测试68

4.2试验现象及破坏特征总结72

4.2.1试验现象72

4.2.2破坏特征72

4.3试验结果及分析76

4.3.1荷载挠度曲线76

4.3.2钢筋应变78

4.3.3抗剪承载能力91

4.3.4裂缝91

4.4结论102

参考文献103

第5章配置高强钢筋预应力混凝土梁的抗弯性能试验研究和分析104

5.1方案介绍104

5.1.1试件设计104

5.1.2加载方式和加载制度105

5.1.3材性测试106

5.1.4试件测试107

5.2试验现象及破坏特征总结109

5.2.1试验现象109

5.2.2破坏特征109

5.3试验结果及分析110

5.3.1荷载挠度曲线110

5.3.2钢筋应变113

5.3.3混凝土平均应变116

5.3.4抗弯承载能力119

5.4结论121

参考文献121

第6章配置高强钢筋预应力混凝土梁的抗震性能试验研究与分析122

6.1方案介绍122

6.1.1试件设计122

6.1.2加载方式和加载制度124

6.1.3材性测试125

6.1.4试件测试125

6.2试验现象及破坏特征总结127

6.2.1试验现象127

6.2.2破坏特征128

6.3试验结果及分析131

6.3.1荷载位移关系131

6.3.2跨中弯矩曲率关系138

6.3.3钢筋应变141

6.3.4极限承载能力144

6.3.5刚度退化147

6.3.6位移延性151

6.3.7耗能154

6.4结论158

参考文献159

第7章配置高强钢筋混凝土剪力墙的受力性能试验研究和分析160

7.1方案介绍160

7.1.1试件设计160

7.1.2加载方式和加载制度163

7.1.3材性测试164

7.1.4试件测试165

7.2试验现象及破坏特征总结167

7.3试验结果及分析171

7.3.1荷载位移曲线171

7.3.2钢筋应变174

7.3.3抗剪承载力179

7.3.4刚度退化181

7.3.5塑性铰长度和峰值位移183

7.4结论188

参考文献189

第8章配置高强钢筋混凝土结构使用性能的评定方法190

8.1裂缝和刚度的统一计算模式190

8.1.1裂缝展开的力学机理190

8.1.2裂缝间距Lf的计算模式194

8.1.3表面裂缝宽度的计算模式194

8.1.4抗弯刚度计算模式195

8.2裂缝宽度的评定方法197

8.3位移的评定方法198

8.4变形控制的跨高比方法202

8.5结论207

参考文献207

第9章展望210 2100433B

近年来，同济大学预应力混凝土结构研究所完成了一系列配置500MPa高强钢筋的混凝土梁、预应力混凝土梁、混凝土板以及剪力墙的试验研究，在裂缝、刚度及抗震性能等领域取得了丰富的研究成果。结合近期承担的国家科技支撑计划子课题《既有建筑绿色化改造诊断测试技术研究》，本书对高强钢筋混凝土构件试验的研究成果进行介绍和总结，以期为未来的规范修订提供相关建议，为推广高强钢筋在混凝土结构的工程应用提供有价值的意见，并为既有建筑的绿色化工程改造实践提供参考。

国家自然科学基金课题“配置高强钢筋约束高强混凝土桥墩地震损伤性能研究”，基于试验研究和理论分析手段，开展了高强箍筋约束高强混凝土墩柱结构的地震损伤性能和设计理论的研究。课题在高强箍筋约束高强混凝土墩柱的抗震设计理论、钢筋混凝土结构抗震非线性数值分析模型等方面取得了一系列的研究成果，对推动高强钢筋及高强混凝土材料在土木工程中的广泛应用、保证交通生命线工程的抗震安全起到了积极的作用。课题取得成果简要概括为： 1. 对国内外完成的高强箍筋约束高强混凝土柱的抗震拟静力试验结果进行了广泛总结，找出研究的不足并为课题开展提供依据。在材料层次上完成了高强钢筋的低周疲劳性能试验和高强箍筋约束高强混凝土柱的轴压试验，对高强钢筋和高强混凝土的本构模型进行了对比分析并得出了相关结论。 2. 完成了6根配置高强箍筋高强混凝土柱和3个普通强度混凝土柱抗震拟静力试验；16个剪切-粘结破坏试件的拟静力试验和6个弯剪破坏钢筋混凝土柱的抗震拟静力试验并进行了震后快速修复。以上研究为认识高强箍筋高强混凝土墩柱构件的抗震能力及发展相关数值分析模型提供了依据。 3. 统计了国内外完成的高强箍筋高强钢筋混凝土柱拟静力试验数据。分析了影响高强箍筋高强混凝土柱延性抗震能力的主要因素并通过回归分析建议了高强箍筋高强混凝土柱塑性铰区约束箍筋用量计算公式。整理了37根高强钢筋高强混凝土桥墩试验数据，与Priestley、Paulay、Telemachos及我国《公路桥梁抗震设计细则》建议的塑性铰区长度计算公式进行了对比分析，并分析了影响高强钢筋高强混凝土桥墩等效塑性铰区长度的主要因素。 4. 分别基于纤维单元模型和集中塑性铰模型，通过数值分析和试验数据对比研究了利用各模型对桥墩地震损伤指标进行估计的准确程度及主要影响因素。发现两种模型计算桥墩滞回曲线和残余位移与试验均较为接近，但对钢筋和混凝土应变的计算精度仍有待提高。 5. 在课题资助下，共发表论文22篇，包括18篇期刊论文和4篇国际会议论文，SCI检索1篇，EI检索13篇。培养毕业博士研究生1名，硕士研究生6名。 2100433B

随着我国高强混凝土和高强钢筋材料的快速发展，设计以HRB500级及HRB400级高强钢筋为纵筋、箍筋的约束高强混凝土桥墩（柱）将是今后必然选择。本项目拟从材料、构件两个层次，同时更多地选择试验手段，先期开展其抗震延性及损伤性能研究。基于材料试验给出高强钢筋大应变下低周疲劳损伤参数、高强钢筋和高强钢筋约束高强混凝土单调及反复荷载下本构模型；通过拟静力试验研究高强钢筋约束高强混凝土桥墩延性抗震性能及主要影响因素；利用外部装置详细量测塑性铰区变形、钢筋和混凝土应变等细部反应参量，定量揭示其地震损伤状况；基于实测研究桥墩简化集中塑性铰模型和精细纤维单元模型在计算不同地震损伤指标时的误差，给出基于性能抗震设计方法；最后采用拟动力试验比较高强钢筋约束高强混凝土桥墩和现有普通混凝土桥墩在不同地震水准下的损伤性能，并验证课题相关研究成果。课题对推动高强钢筋及高强混凝土桥墩（柱）的广泛应用将起到很好作用。

在对钢筋混土和预应力混凝土薄壁箱形截面受弯构件、受扭构件以及复合受力构件的受力变形性能进行较系统的理论分析和试验研究的基础上，提出合理实用的设计计算公式，完善和补充现行的混凝土结构设计规范。项目研究对丰富和完善混凝土结构设计理论、保证混凝土箱形结构设计的安全、适用与经济具有重要的理论意义和实用价值。 2100433B