混合配筋预应力混凝土框架扁梁楼盖结构长期应力的试验研究

本文通过二批框架扁梁1／3缩尺模型的结构长期性能及抗裂性的试验观测，探索了混合配筋预应力混凝土框架扁梁楼盖结构的截面长期应力的变化规律。试验结果表明混凝土的徐变和收缩将引起扁梁和密助板之间发生应力重分布．而普通钢筋含量高将降低其应力重分布的程度。     

徐变引起的组合构件的截面应力重分布

组合构件包括两种不同混凝土组合而成的截面或混凝土与钢组合的结合截面,由于混凝土具有徐变性能,各组合部分徐变不同会引起截面内的应力重分布,从而导致截面内的附加应力。本文从引起徐变附加应力的原因——组合截面的变形协调关系出发,推导出了计算徐变引起的截面应力重分布的附加内力的微分方程,并提出了各种组合截面的徐变的截面应力重分布的计算公式。     

混凝土早期开裂敏感性评价

温度变形和自生收缩变形等受约束形成的拉应力,是引起混凝土早期开裂的主要驱动力;单轴约束试验是试验室评价混凝土早期开裂敏感性的有效方法。文章通过温度-应力试验分析混凝土早期开裂的机理,并探讨了温度历程和自生收缩变形对混凝土开裂敏感性的影响。     

自密实混凝土自生约束收缩开裂性能试验研究

通过钢环内壁贴应变片的环形约束收缩试验,研究了自密实混凝土由自生收缩引起的受力和开裂性能.以不同掺量的粉煤灰、矿渣单掺和复掺为主要因素,研究了自生约束收缩下自密实混凝土试件的钢环应变随龄期的发展规律,分析了钢环应变、混凝土有效自生收缩应变、混凝土收缩应力、开裂风险系数的相互关系.结果表明:单单自生收缩足以导致自密实混凝土环开裂,粉煤灰等量替代水泥能有效降低由自生约束收缩引起的混凝土应力,但掺量过高时混凝土的抗拉强度会明显下降;矿渣等量替代水泥或粉煤灰使混凝土的自生收缩应力增大,抗拉强度略有增加;混凝土环开裂时试件开裂风险系数为1.00~1.25,掺和料对开裂风险系数有影响.     

安全壳筏基变截面处混凝土温度场与温度应力研究

基于某1/3缩尺比例试验安全壳,针对该安全壳筏基变截面处混凝土开裂问题,将该安全壳用混凝土的绝热温升试验曲线和其他关键热力学参数测定结果作为关键输入参数,采用ANSYS建立1/4的筏板基础、变截面混凝土及筒身部分施工层三维有限元模型,动态分析了变截面处混凝土浇筑后30 d的温度变化,与测量值形成对比,并预测了变截面处混凝土的应力、应变变化过程。结果表明:计算得到的测点温度动态值与测量值吻合很好,最高温度仅相差2℃。现场状态及有限元分析均表明,变截面处混凝土的最大应力出现在变截面与基础的交界处和截面突变处。     

钢骨混凝土柱徐变应力重分布计算

钢骨混凝土结构在长期荷载作用下,混凝土部分将发生收缩徐变,进而导致应力重分布和结构变形的持续增长。本文基于特劳斯德(HEINRICH TROST)理论,以对称的H型钢混凝土截面为研究对象,根据变形协调条件推导了关于徐变内力的代数方程,并解出其表达式。进而对钢骨混凝土柱的截面应力、应变进行了分析,得到了混凝土与型钢的重分布内力、应变随时间发展的关系曲线,并与试验资料相对比,吻合程度良好。说明该方法可以较好地模拟钢骨混凝土柱在长期荷载作用下的应力和变形发展。     

有约束条件下混凝土的抗裂性能研究

自行设计了混凝土约束收缩试验装置,对水灰比分别为0．25、0．30、0．35和0．40的高性能混凝土在完全约束条件下的内部拉应力的发展规律进行了研究,并对拉应力水平的发展进行了分析,建立了通过拉应力水平预测混凝土工程中早期开裂的预测模型。对于拟用于工程中的混凝土,可在试验室条件下对待测混凝土进行约束收缩试验,依据开裂预测模型对混凝土用于工程中后的开裂情况做出初步判断。     

混凝土干燥收缩开裂评价及其试验新方法

介绍了一种评价混凝土收缩开裂的试验和评价方法,该法能够准确测量约束状态下混凝土干燥收缩时其内部产生的拉应力,特别是能够客观评价补偿收缩混凝土在弹性限制条件下抵御收缩应力的能力;提出了干燥收缩开裂概率C的概念,并将混凝土发生干燥收缩开裂的概率划分为C≥60%(高开裂风险),40%≤C<60%(中等风险)和C<40%(低风险)三种状态;试验表明,补偿收缩混凝土能够在混凝土中建立一定的自应力,可以有效降低混凝土的干燥收缩开裂概率。     

钢-混凝土组合梁收缩徐变分析方法

钢-混凝土组合梁通过剪力连接件将钢梁和混凝土板连接在一起共同工作,其中钢材主要受拉应力,混凝土主要受压应力,能发挥两种材料各自的性能优势。对于钢-混凝土组合梁,混凝土板的收缩徐变导致结构的内力重分布。文中基于平截面假定推导出杆系单元下的组合梁混凝土收缩徐变效应的有限元分步计算公式;同时采用通用有限元软件ANSYS建立某试验梁的有限元模型,对试验梁进行收缩徐变效应计算,将ANSYS有限元计算结果与分步计算公式结果和实测数据对比分析。     

混凝土环收缩开裂试验研究及理论预测

为了揭示受约束混凝土内部的应力发展情况，以便更好地预测混凝土的开裂时间，本文在前人理论分析混凝土环收缩开裂的基础上，综合考虑了自由收缩、徐变、约束度和弹性模量等因素对混凝土环开裂的影响，推导出混凝土环应力公式。将混凝土环应力公式与最大抗拉应力破坏准则相结合，预测混凝土环开裂时间。预测得到的开裂时间与混凝土环约束试验的实测结果吻合良好。     

钢-混凝土叠合梁的收缩徐变计算分析

钢-混凝土叠合梁在长期荷载的作用下,混凝土板的徐变收缩会使截面的应力发生重分布。钢-混凝土叠合梁由于收缩徐变效应使得结构在外荷载不变的情况下,变形持续增加,最终的变形值会影响到结构的使用,准确计算出结构由收缩徐变引起的变形值,在进行结构的收缩徐变效应分析时是很有必要的。本文采用龄期调整有效模量法与有限元法相结合的计算方法,对于预应力结构的收缩徐变,考虑预应力和混凝土的收缩徐变两者相互交换耦合作用,使得分析结果更加精确,从而使混凝土结构的收缩徐变计算能够更近于实际,有利于准确的计算出收缩徐变对钢-混凝土叠合梁的影响。     

钢-混凝土组合梁的收缩徐变效应分析

混凝土的自身收缩会在钢-混凝土组合梁中产生应力重分布,在收缩徐变的长期作用下混凝土梁可能会产生收缩裂缝。对于按无支撑法施工的钢-混凝土梁,采用弹性理论推导了混凝土梁的纵向拉应力和钢、混凝土之间的剪应力计算公式,并结合错位法分析了剪应力公式中的均剪弹性系数Ct,进而确定了剪应力值。算例分析结果表明,推导出的混凝土梁纵向拉应力和剪应力公式可以为混凝土梁的抗收缩和钢、混凝土之间的抗剪设计提供参考。     

预应力混凝土桥梁收缩与徐变变形试验研究

由本试验配制成的低徐变普通高强混凝土(HSC,C50)和低徐变高性能混凝土(HPC,C50)及其制作成的8根计算长度为6m的预应力T形梁的收缩、徐变试验为基础,研究HSC梁与HPC梁的收缩、徐变和上拱随时间的变化,并研究梁体上下缘应力水平差、钢筋(预应力和非预应力)配筋率及环境对收缩、徐变及上拱变化的影响规律。500多天试验观测表明,在梁体上下缘应力水平相差较小时,目前规范中计算预应力混凝土桥梁徐变上拱的方法可能产生较大误差,本文提出的计算公式理论值与试验结果吻合得较好。文中建立了考虑配筋率影响的梁体混凝土徐变、收缩的计算式,提出了钢筋对徐变影响系数的计算方法。本文亦为有关工程设计及理论分析提供可靠的试验依据。     

考虑收缩徐变影响的两跨钢-混凝土连续组合梁长期性能预测方法

为量化混凝土翼板收缩徐变对多跨钢-混凝土连续组合梁长期性能的影响,提出相应的预测方法,基于现有两跨连续组合梁长期试验结果对典型的组合梁设计方法进行适用性评述; 在此基础上,基于龄期调整的有效模量法并考虑混凝土的收缩徐变、开裂及组合梁界面相对滑移的综合影响,提出两跨连续组合梁长期中支座弯矩与跨中挠度的计算公式,并采用长期试验结果验证预测方法的可靠性; 进一步对比不同混凝土翼板类型(收缩徐变分布模型)对组合梁长期性能的影响。结果表明:采用龄期调整的有效模量法模拟混凝土徐变特征,考虑收缩产生的附加弯矩,采用折减刚度考虑混凝土开裂与界面滑移的影响,提出的两跨连续组合梁长期性能计算公式,可有效预测组合梁长期中支座弯矩分布与跨中挠度,计算结果与试验结果最大相差25.3%; 混凝土的收缩变形对组合梁长期性能影响显著,当不考虑混凝土收缩变形时,组合梁中支座弯矩与跨中挠度仅分别为试验值的41.1%和60.6%; 组合梁长期性能设计时,应根据楼板类型采用不同的收缩徐变模型,针对钢筋混凝土楼板采用均匀收缩、均匀徐变模型,针对组合楼板采用非均匀收缩、非均匀徐变模型。     

桥用高强混凝土双轴徐变试验研究

为获得大跨度预应力混凝土箱梁腹板在双向预应力作用下的收缩徐变发展规律,分析不同预应力组合对收缩徐变效应的影响,研究了大跨度预应力箱梁腹板的常遇应力组合,并采用十字交叉梁开展了2种应力组合条件下的高强混凝土双轴徐变试验,即应力组合分别为14MPa和2MPa,6MPa和2MPa,对比开展了单轴压应力为6MPa、14MPa的高强混凝土收缩徐变试验,分析单、双轴徐变和应力组合对高强混凝土收缩徐变的影响。研究结果表明：应力组合对高强混凝土徐变影响显著,360d双轴应力条件下的徐变系数仅为相应单轴徐变系数的75%;采用现有收缩徐变预测模型不能较好预测高强混凝土的实际徐变发展过程,而采用指数函数具有较好的拟合精度。建议在大跨度连续箱梁设计和施工中,确保腹板竖向预应力水平控制在设计允许范围内。     

再生混凝土梁长期受荷时随变形计算方法研究

由于再生混凝土收缩徐变效应大,导致长期荷载作用下,再生混凝土梁附加变形较大。文中以不同再生粗骨料取代率的再生混凝土梁长期受荷变形性能的试验研究为依据,研究其长期变形计算方法。通过考虑龄期的有效弹性模量法,将再生混凝土徐变系数引入梁截面附加曲率的计算,基于虚功原理给出长期荷载作用的时随变形计算公式|考虑再生粗骨料的二相性,通过普通混凝土的徐变收缩计算式,给出考虑附着水泥砂浆影响的再生混凝土徐变收缩调整系数|将其计算结果代入三种典型普通混凝土徐变收缩模型,得到再生混凝土徐变收缩模型,并通过时随变形计算公式计算再生混凝土梁长期荷载下的跨中变形值、跨中和加载点的附加变形值,与试验结果吻合较好。     

大桥混凝土徐变控制研究及预测

混凝土收缩、徐变的控制和准确预测在世界范围内一直是个难题。论文针对已建高速铁路特大跨预应力混凝土连续梁徐变变形进行深入研究,讨论了混凝土收缩与徐变引起的构件预应力损失,并用数值方法分析构件预应力损失后的力学变化。解决了以往由于没有实测数据作参考而造成预测不准确的问题。     

腐蚀与荷载耦合作用下钢-混凝土组合梁长期变形研究

为探究腐蚀与荷载耦合作用下钢 混凝土组合梁长期变形规律,对钢-混凝土组合梁进行腐蚀与荷载耦合作用225d的长期性能试验,考虑不同加载龄期、栓钉锈蚀率对钢-混凝土组合梁界面相对滑移和长期挠度的影响。研究结果表明：在腐蚀与荷载耦合作用下,栓钉锈蚀率越高,组合梁的界面相对滑移及长期挠度也越大;长期挠度增长与混凝土徐变发展规律类似,与混凝土加载龄期7d的组合梁相比,混凝土加载龄期28d的组合梁长期挠度较小;基于龄期调整的有效模量法和应力重分布原理,考虑组合梁由混凝土收缩徐变和栓钉锈蚀引起的附加挠度,提出栓钉锈蚀条件下组合梁的长期挠度计算公式;组合梁长期挠度理论计算值与实测值吻合较好,可为工程实际运用提供参考。     

高性能混凝土梁预应力长期损失的试验研究

对C60高性能混凝土梁预应力长期损失进行试验研究。通过对3根无粘结预应力混凝土梁在自然环境下的收缩徐变、挠度和有效预应力的长期观测与理论分析得出:挠度的长期增大主要取决于截面上混凝土的应力分布;挠度徐变系数大于按规范计算的徐变系数,若用徐变系数计算施工阶段梁的变形,则会低估变形;预应力长期损失测量值大于理论计算值。     

混凝土在环形约束条件下的力学行为分析

介绍了一套高性能混凝土的约束收缩试验方法。用这种方法可以在试验室确定混凝土或砂浆的开裂龄期,以及因收缩被约束而产生的拉应力。试验采用了一套装有应变计的环形装置来分析混凝土在早龄期受拉时的力学行为。文中论述了混凝土约束收缩的测量方法和自生拉应力、弹性应变和徐变的量化的数学计算方法。