预应力混凝土楼板的单元分析

拟用有限元方法分析预应力混凝土楼板,根据虚功原理推导了预应力荷载作用下的单元等效结点力的计算公式,通过构造三角形平板壳元对预应力混凝土楼板的弹性阶段受力性能进行分析,为完善预应力混凝土楼盖的内力分析方法提供依据。     

三峡电站钢衬预应力混凝土联合受力压力管道设计方案选择

以三峡电站坝后背管钢衬钢筋混凝土联合受力结构为基础 ,在保证压力管道承载力要求、提高结构耐久寿命的前提下 ,提出了钢衬预应力混凝土联合受力压力管道的设计方案 .考虑结构荷载工况和施工工艺 ,对后张有粘结真空辅助压浆方案和后张无粘结方案的预应力筋束锚固方式、扶壁夹角和钢衬厚度等进行了论证 .通过对不同钢衬厚度、不同外包混凝土尺寸压力管道有限元计算的对比分析 ,提出了三峡电站钢衬预应力混凝土联合受力压力管道的优化设计方案     

基于破坏荷载试验的预应力混凝土空心板单板受力分析

已使用10 a的旧桥预应力混凝土空心板的破坏荷载试验研究,分别基于荷载横向分布和单板受力模式进行相应活荷载效应计算及抗力-荷载效应分析,以确定旧桥预应力混凝土空心板的安全性和可靠性．分析结果表明,“单板受力”状态削弱了桥梁结构的整体作用,降低了桥梁的整体承载能力和上部结构的安全性,给行车安全造成了隐患．该结论为在役预应力混凝土空心板桥的加固改造提供了试验及计算依据．     

无粘结预应力混凝土梁非线性有限元分析方法研究

无粘结预应力混凝土的计算并不象有粘结预应力混凝土那样,由外荷载引起预应力筋的应变不能根据相应截面的混凝土的应变求得,其应力的计算比较复杂.以有限元理论为基础,提出无粘结预应力混凝土梁的全过程分析模型,并研究编制了计算程序,分析了无粘结预应力混凝土的整个受力过程、变形发展、混凝土及无粘结筋的应力分布状态等.实例计算结果表明,该模型具有较好的精度,可用于工程结构的实际模拟分析.     

有粘结预应力混凝土简支梁的非线性有限元分析

对有粘结预应力混凝土简支梁进行了非线性有限元的编程计算,采用平面四边形等参单元模拟混凝土单元,将非预应力钢筋分布到混凝土单元中。考虑材料的非线性,混凝土采用二轴应力状态下的K up fer-G erstle破坏准则。采用弥散裂缝模式,避免在混凝土开裂后重新划分单元。对于力筋的预应力,在相应节点上施加等效预压力。在非线性方程组的解法中运用综合的增量-迭代法,分级加载,在每一级荷载下反复迭代。采用位移增量,求得在各级荷载作用下的各结点位移,将计算结果与试验结果对比,验证所编程序的准确性并进行修正。     

无粘结预应力砼平板结构中预应力筋布束方式的探讨

简述了在无粘结预应力混凝土平板结构中预应力筋布置的原则，同时在相互比较的基础上给出了无粘结预应力筋在平板结构中的简化布束方式。这种布束方式不仅能方便设计和施工，而且也能最大限度地发挥预应力筋的作用。     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土粱的抗弯试验。结果表明：研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载。     

带边梁和异形柱无粘结预应力平板在竖向荷载作用下的试验研究

通过缩尺比例为1:2.4的模型试验,对无粘结预应力平板-异形柱结构竖向荷载一板八柱构件,分别针对预应力板、边梁、异形柱在竖向荷载作用下的裂缝形成和开展进行了初步研究,并同两个相同类型构件进行比较,对带边梁和异形柱无粘结预应力平板结构体系在竖向荷载作用下,不同的布筋形式、不同的预应力筋线形和不同的抗裂条件,以及梁柱节点区的锚固、平板挠度等诸多基本试验现象及受力特征作了分析和探讨.     

预应力混凝土结构总变形计算统一方法

论述了对预应力筋及预应力效应的认识,认为可以将预应力筋的工作分成两个阶段：第一阶段是由张拉到预应力筋有效预应力σpe的建立,这一阶段视预应力筋为能动的作用者,将预应力引起的等效荷载作为外荷载来对待（可作为恒载来对待）;第二阶段是当预应力过程结束后,预应力筋抗拉强度设计值fpy中高于有效预应力σpe的富裕部分（fpy-σpe)又像普通钢筋一样被动地提供抗力。在此基础上,建立了与普通混凝土结构变形计算相协调的预应力混凝土结构总变形统一方法。从理论体系上实现了作者建立的承载力计算方法的统一。     

高层后张预应力框架梁施工技术控制

分析预应力张拉模式及等效荷载对框架结构的内力影响,非预应力筋的设计问题、预应力筋穿设及砼烧注阶段注意问题、工程施工中张拉控制方法及预应力损失施工计算分析,预应力的测试结果及张拉参数调整。高层结构预应力的理论计算与其 实际预应力建立值受力状态间有一定的偏差,只有结合测试搞好复杂部位预应力分析,才能搞好预应力施工技术控制。     

预应力钢箱梁的非线性分析

为提高预应力钢筋梁的计算精度，对预应力钢箱梁的两个受力阶段作了全过程非线性分析，建立了预应力钢箱梁的非线性分析模型，采用平衡原理和能量原理分别推导出预应力钢箱梁在预加力阶段和荷载阶段的控制微分方程，用上述方程进行理论计算所获得的数据，如钢梁的跨国挠度、底板应变均与预应力钢箱梁模型的实验结果符合良好，表明了建立的模型和所推导的控制微分方程的有效性和正确性，对影响钢箱梁刚度的因素诸如预加力的大小，预应力钢索的跨中垂度等进行了详细讨论，讨论结果表明，当外荷载较小时，预加力对钢箱梁刚度影响较小，当外荷载较大时，预加力对钢箱梁刚度影响较大，钢索在跨中的垂度越大对钢箱梁刚度的提高越大。     

预应力扁梁-密肋楼盖体系的受力分析

预应力扁梁-密肋楼盖体系是一种适合于中等跨度以上柱网的楼盖体系,该体系空间作用较强,受力复杂,因此出于结构安全性和适用性要求的考虑,研究该楼盖体系中建立的预应力效应就显得十分必要.针对某实际工程中无粘结预应力扁梁-密肋楼盖体系的预应力张拉过程,现场量测了楼板和预应力混凝土梁的变形和应变,运用有限元程序进行了模拟分析,分析模型考虑了预应力的瞬时损失以及模板支撑的作用,并与现场实测数据进行了比较,讨论了该结构体系中预应力效应的建立情况,指出梁中预应力效应的建立较大程度地受到楼板平面内刚度的影响.在有限元三维实体模型分析的基础上,对楼板平面内刚度的影响进行了进一步的探讨,提出了该体系中梁的预应力效应的简化计算方法.     

预应力连接预制节段桥墩抗震性能数值仿真分析

预应力连接预制节段桥墩已在美国低震地区广泛应用,但在我国的工程应用甚少。由于预制节段墩的抗震机理尚不明确,震害资料缺乏,使其在强震地区的应用受到制约。本文基于预应力连接预制节段桥墩缩尺模型的拟静力试验,采用有限元分析软件ABAQUS建立其精细化数值模型,进行了压弯荷载作用下墩柱的非线性力学行为仿真,并与试验结果进行了对比验证。在此基础上,探讨了耗能钢筋配筋率、预应力筋面积及其初始张拉力三个关键设计参数对预制节段桥墩抗震性能的影响规律。研究结果表明：随耗能钢筋配筋率的增加,桥墩承载能力、等效粘滞阻尼比和残余位移都明显增加。随预应力筋面积增加,桥墩屈服后刚度明显增加,残余位移略有增加;随预应力筋初始张拉力的增加,桥墩承载能力增加,但墩底混凝土破碎更严重;对于预制节段拼装预应力桥墩,建议当目标偏移率不超过4%时,预应力筋初始张拉力应小于其极限抗拉强度的50%,耗能钢筋配筋率小于1%。研究结果可为预制节段拼装预应力桥墩的抗震设计提供参考,促进其在强震地区的使用。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土板的受弯试验研究

为研究预应力芳纶纤维布加固混凝土板的受弯性能,进行了8个配筋率相同、加固参数不同的混凝土板受弯试验,参数变量为纤维布的预应力水平和加固用量.对比分析了预应力与非预应力芳纶纤维布加固混凝土板的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、抗弯刚度及延性.试验结果表明,与未加固的混凝土板相比,预应力芳纶纤维布加固混凝土板的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载均显著提高;与非预应力芳纶纤维布加固混凝土板相比,预应力加固混凝土板的开裂荷载显著提高,加固效果随着芳纶纤维布的预应力水平和加固用量的增加更加明显.在试验基础上进行了承载力的分析计算,计算结果与试验值吻合较好.     

预应力扁梁-密肋楼盖体系张拉测试及分析

对预应力扁梁-密肋楼盖体系在预应力张拉过程中楼板的变形、预应力混凝土梁的变形和应变进行了现场测试和分析,运用有限元程序对结构的预应力施工过程进行了模拟分析,讨论了预应力扁梁-密肋楼盖体系的预应力效应的建立,指出预应力效应的建立受到楼板平面内刚度的影响。     

大型预应力U型薄壳渡槽施工过程仿真分析

针对预应力U型薄壳渡槽的施工问题,采用单元“生和死”的技术及“时程”分析的方法进行了仿真计算,得出了预应力U型薄壳渡槽在张拉纵、环向预应力锚索、装配横杆、造槽机移位过跨等受载过程中槽身混凝土的力学行为变化规律.在上述一系列的施工过程中,施加预压应力效果较好,采用造槽机施工对槽身损伤小,为渡槽的设计和施工提供了依据.     

T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响

为研究T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响,对3块T形肋底板叠合板和1块整浇板进行弯曲疲劳性能对比试验,主要考察T形板肋与疲劳荷载幅值对试件疲劳破坏形态及疲劳损伤程度的影响,得到了在不同疲劳循环加载次数下的跨中动位移、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等,分析了在不同疲劳循环加载次数下的刚度退化情况、荷载-应变分布规律、裂缝分布规律及剩余承载力等。研究结果表明,经历200万次疲劳循环加载后,T形肋底板叠合板无明显的刚度和强度退化,增设T形板肋的叠合板能达到与整浇板相同的弯曲疲劳性能;T形肋底板叠合板正截面弯曲疲劳强度计算可采用普通预应力混凝土受弯构件正截面疲劳应力验算的4个假定,最终以此建立了其正截面弯曲疲劳强度验算方法。     

预应力混凝土简支梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中的无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可用于分别考察正常使用极限状态和承载能力极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序。基于模型试验结果和大量仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、跨高比、加载形式、预应力筋布筋型式、跨中预应力筋合力点至受压区边缘的距离等参数对正常使用阶段及正截面承载能力极限状态下简支梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;建立了无粘结预应力混凝土简支梁板中无粘结筋在正常使用阶段和正截面承载能力极限状态下应力增量的计算公式。     

大跨预应力混凝土箱梁锚固区局部应力研究

针对杭州湾跨海大桥70 m预应力混凝土箱梁大吨位钢索张拉时的结构安全性,用三维有限元方法建立了考虑锚具、螺旋钢筋以及孔道影响的精细分析计算模型,研究了锚固区混凝土的主应力分布状况以及传递机理,根据实测和理论分析结果对比,验证了理论分析锚固区应力的合理性和精度.研究结果表明,锚杯末端圆环形肋板与锚垫板共同参与预压力的传递,并在锚下形成两个局部承压区和横向崩裂区;最大主拉应力和主压应力均发生在锚垫板下侧局部区域;特殊锚具的锚下局部应力可以根据单锚受力条件进行验算,不需要考虑群锚的共同作用;张拉过程中锚具本身的应力远低于材料的屈服应力;锚垫板下侧的拉裂破坏是可能导致采用特殊锚具的大吨位预应力结构在钢索张拉过程中损伤的主要破损类型.     

外贴碳纤维布材加固预应力混凝土梁桥效率研究

采用外贴碳纤维布材加固预应力混凝土梁桥时,由于碳纤维的应变很小,设计容许应变值只有0．01,这限制了预应力钢筋的应变,预应力筋的高强度由于应变的限制而不能发挥,降低了加固效率。通过计算分析发现相对受压区高度对降低加固效率影响最大,预应力筋消压水平影响次之。在综合分析的基础上提出：因超载车辆引起变形裂缝的梁桥,采用外贴碳纤维布材加固方法效果最好。