重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁正常使用阶段性能研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合和变形的主要因素,将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式;应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式.将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比η和换算配筋率αpρ这两个参数来反映,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能试验研究及有限元分析

通过7根配置600MPa级高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯试验,分析了试验梁的受力特征和裂缝发展规律,并利用ANSYS有限元软件对其挠度、开裂荷载、极限荷载和钢绞线应力增量进行模拟分析。研究结果表明:配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受力性能良好;非线性有限元模拟结果与试验结果吻合较好,该方法能够有效地模拟配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的受力过程。     

部分预应力高强混凝土梁正常使用极限状态验算方法研究

进行了 4根无粘结部分预应力高强混凝土梁及 1根长期荷载下的无粘结部分预应力高强混凝土梁试验 ,探讨了其受力变形特点。提出了反映高强混凝土特点、与现行混凝土结构设计规范衔接的部分预应力高强混凝土梁正常使用极限状态的验算方法 ,希对有关规范修定及工程设计有所裨益     

使用荷载下无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝控制

给出了20根矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁(其中2根为对比梁)裂缝宽度的试验研究成果.在此基础上,结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果,提出了与混凝土结构设计规范相对应的一套裂缝宽度控制计算公式.通过把无粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁及有粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁的计算方法衔接起来,形成了统一的计算体系.经试验结果验证,这些公式计算精度较高,可满足工程设计要求.     

缓粘结部分预应力连续梁裂缝宽度计算修正浅析

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。     

无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能

设计制作了5根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁,并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验,研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态、承载力、裂缝宽度及跨中挠度等力学性能。基于试验数据建立了与《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）相协调的无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁预应力钢筋应力增量计算公式,提出了无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的最大裂缝宽度及刚度的设计建议。结果表明:再生粗骨料替换率对无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的破坏形态、裂缝宽度、跨中挠度影响不大;达到承载力极限状态时无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量比无粘结预应力混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量大,但再生粗骨料替换率对应力增量的影响不显著。     

新型预应力碳纤维布加固梁裂缝与刚度分析计算

在介绍新型拉锚一体化预应力碳纤维布张拉与拉锚设备及技术特点的基础上,根据新型预应力碳纤维布加固混凝土梁正常使用阶段的截面受力情况分析,提出了该种梁裂缝的分布及其平均间距和裂缝宽度的主要因素以及影响该梁短期刚度的主要因素。在参照分析无粘结部分预应力混凝土梁的裂缝宽度公式、短期刚度公式的基础上,提出了与规范相对应的一套拉锚一体化预应力碳纤维加固混凝土梁的裂缝宽度的计算公式及短期刚度计算公式。与试验结果对比表明,建议计算方法及公式准确度较高。     

缓粘结部分预应力混凝土梁静载试验研究

缓粘结预应力技术是在有粘结预应力技术和无粘结预应力技术之后发展起来的一种新的预应力技术。为了掌握缓粘结预应力混凝土梁的受力性能,对3根缓粘结部分预应力混凝土梁进行了静载试验,并与1根有粘结部分预应力混凝土梁进行对比,试验过程中详细记录了试验梁混凝土应变、非预应力筋应变、缓粘结预应力筋应力增长、挠度以及裂缝开展情况,分析了预应力强度比、普通钢筋配筋率的影响,将有粘结和缓粘结部分预应力混凝土梁进行了对比。试验结果表明,缓粘结部分预应力混凝土梁的受力性能与有粘结部分预应力混凝土梁相近,甚至略优于后者。     

缓粘结部分预应力混凝土T梁试验研究及有限元分析

为了研究缓粘结预应力混凝土构件的受力性能和使用性能,对3根缓粘结部分预应力混凝土T梁和1根有粘结以及1根无粘结部分预应力混凝土T梁的受力性能进行了对比试验研究。结果表明,缓粘结部分预应力混凝土T梁的受力性能与有粘结部分预应力混凝土T梁极为相似,但明显不同于无粘结部分预应力混凝土T梁。采用有限元软件ABAQUS对缓粘结部分预应力混凝土T梁进行了非线性有限元数值模拟,分析中考虑了几何非线性和材料非线性的影响。选取适当的材料本构关系和单元类型,从梁的变形发展规律、正截面极限承载力和缓粘结预应力筋的应变发展规律等几方面与试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

无粘结部分预应力混凝土梁裂缝分析计算

对无粘结预应力钢筋和有粘结非预应力钢筋的性能进行了分析,归纳了现有设计规范或建议的无粘结部分预应力混凝土梁的裂缝宽度计算公式,并对其中的一些系数等加以比较,以探求一个尽可能符合实际的通用的裂缝宽度计算方法。     

高强轻骨料混凝土梁裂缝和刚度的试验与分析

在6根高强页岩陶粒混凝土梁和2根普通高强混凝土梁试验研究和相关分析的基础上,提出了高强页岩陶粒混凝土梁正截面承载力的计算方法。基于由试验数据分析得到的内力臂系数η的值和纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ的计算公式,提出了高强页岩陶粒混凝土梁的抗弯刚度、挠度和裂缝宽度的计算方法,供相关规程修订和工程实践参考。     

无粘结部分预应力砼梁裂缝宽度的试验研究

本文报告了33根矩形截面直线配筋和2根T形截面配置曲线预应力筋的无粘结部分预应力砼梁的裂缝宽度的试验研究成果。试验表明,在无粘结预应力砼梁中配置普通有粘结筋对梁在开裂后的裂缝分布有重要影响。本文分析了影响裂缝宽度的主要因素,根据预应力筋与周围砼无粘结而可互相滑动的特点,提出了将预应力筋对砼的预压力作为截面上的纵向压力,求解与弯矩共同作用下普通有粘结筋的应力(?),而后引用普通钢筋砼构件裂缝宽度的公式计算普通钢筋(?)水平处的裂缝宽度和近似计算预应力筋(?)。水平处的裂缝宽度。用本文33根矩形截面梁的裂缝宽度试验数据及文献[2]的数据对所建议的计算方法进行了校核,符合程度较好。此外用本文报告的2根6m跨长配置曲线预应力筋的无粘结部分预应力砼T形梁进行了补充验证,得出最大裂缝宽度的计算值略大于试验值而偏于保守。最后对最大裂缝宽度允许作了讨论。     

Flexural behavior of high-strength,steel-reinforced,and prestressed concrete beams

To study the flexural behavior of prestressed concrete beams with high-strength steel reinforcement and high-strength concrete and improve the crack width calculation method for flexural components with such reinforcement and concrete, 12 specimens were tested under static loading. The failure modes, flexural strength, ductility, and crack width of the specimens were analyzed. The results show that the failure mode of the test beams was similar to that of the beams with normal reinforced concrete. A brittle failure did not occur in the specimens. To further understand the working mechanism, the results of other experimental studies were collected and discussed. The results show that the normalized reinforcement ratio has a greater effect on the ductility than the concrete strength. The cracking- and peak-moment formulas in the code for the design of concrete (GB 50010-2010) applied to the beams were both found to be acceptable. However, the calculation results of the maximum crack width following GB 50010-2010 and EN 1992-1-1:2004 were considerably conservative. In the context of GB 50010-2010, a revised formula for the crack width is proposed with modifications to two major factors: the average crack spacing and an amplification coefficient of the maximum crack width to the average spacing. The mean value of the ratio of the maximum crack width among the 12 test results and the relative calculation results from the revised formula is 1.017, which is better than the calculation result from GB 50010-2010. Therefore, the new formula calculates the crack width more accurately in high-strength concrete and high-strength steel reinforcement members. Finally, finite element models were established using ADINA software and validated based on the test results. This study provides an important reference for the development of high-strength concrete and high-strength steel reinforcement structures.     

无粘结部分预应力混凝土叠合梁变形计算方法

给出了２０根矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁（其中２根为对比粱）短期变形（或刚度）的试验结果。在此基础上,结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果,提出了与混凝土结构设计规范［１］相对应的一套变形计算公式。试验结果表明,这些公式计算精度较高,可满足工程设计要求。     

HRBF500钢筋C100混凝土梁抗剪性能试验研究

通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 5001—2010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。     

纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度试验研究

分别以碳纤维筋(CFRP筋)及芳纶纤维筋(AFRP筋)为无粘结及有粘结预应力筋,以环氧涂层钢筋为非预应力筋,进行了2组共17条梁的受弯试验。试验结果表明,纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩与曲率(或弯矩与挠度)曲线接近为双折线,双折线的交点位于开裂弯矩Mcr处。基于双直线假设,利用实测试验梁的终点刚度折减系数β0.5,可求出1/β0.5对换算配筋率nfρ和预应力强度比λ的线性回归方程,并采用预应力筋粘结特征系数Ω对纤维塑料筋的面积进行折减,得到了能同时针对纤维塑料筋有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的统一的刚度计算公式。此外,对ACI440.4R-04提出的关于纤维塑料筋预应力混凝土梁的刚度计算公式,在有效惯性矩软化系数βd中引入预应力筋粘结特征系数Ω,从而使该刚度计算公式能够适用于纤维塑料筋无粘结及有粘结部分预应力混凝土梁的刚度计算,上述两种方法的计算结果与本文试验数据符合良好。     

在使用荷载下出现裂缝的部分预应力砼梁裂缝宽度的计算

本文在分析65根部分预应力砼梁试验资料的基础上,研究了部分预应力砼梁裂缝开展规律及影响裂缝宽度的主要参数,并提出了有粘结和无粘结部分预应力砼梁裂缝宽度的计算模式和公式。通过建议公式的计算结果与试验结果比较,两者符合较好。     

HRB400级钢混凝土梁裂缝宽度试验

对7根HRB400级钢筋混凝土梁和2根HRB335级钢筋混凝土简支梁进行抗弯性能试验,观测并记录了梁的裂缝发展过程和裂缝宽度。通过对试验结果的分析表明,承载力相同的HRB400级钢筋混凝土梁正常使用状态下的裂缝宽度大于HRB335级钢筋混凝土梁。经分析对比,提出梁正常使用状态下裂缝宽度的公式,对裂缝宽度实测值、建议公式计算值和现有规范公式计算值的比较表明,建议公式计算值相对试验值有一定富余。