体外预应力FRP筋加固混凝土单向板抗裂及刚度计算方法

通过6块体外预应力玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋加固混凝土单向板的受弯试验,分析GFRP筋张拉应力和配筋率对混凝土单向板抗裂性能和挠度的影响。结果表明,随GFRP筋张拉应力和配筋率的增大,体外预应力GFRP筋混凝土单向板抗裂荷载提高25%~125%,跨中开裂挠度增加35%~159%,跨中屈服挠度增加21%~36%,跨中极限挠度降低13%~34%。结合本文体外预应力GFRP筋加固混凝土单向板和已有文献的体外预应力FRP筋混凝土梁试验结果,提出适合体外预应力FRP筋加固混凝土单向板和梁抗裂及刚度的计算方法。     

反拱法粘贴碳纤维加固混凝土梁试验研究

通过对不同反拱荷载作用下试验梁开裂荷载和极限荷载的分析,提出了反拱法粘贴碳纤维布加固的最佳反拱荷载,在最佳反拱荷载作用下粘贴碳纤维布能使试验梁达到最佳开裂荷载和极限荷载。通过对比分析挠度数据,得到了反拱法粘贴碳纤维布加固能降低梁挠度,增加速率,延迟梁破坏,提高梁承载力等结论。     

反拱法加固混凝土受弯构件理论及试验研究

对采用反向起拱粘贴碳纤维布加固混凝土梁构件的基本原理和设计方法进行了初步研究,提出了基于预应力原理的反拱法碳纤维布材加固梁构件的施工工艺。在此基础上,进行了3根试件的试验。通过试验结果对比了不同加固工艺的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了反拱加固的预应力效应。试验发现,反拱加固试件的开裂荷载较普通粘贴加固试件的开裂荷载提高了36.2%,屈服条件下的变形减小了24.2%。试验结果表明,采用反拱加固可方便有效地卸除加固构件的残余应力,并产生预应力效应,可充分发挥碳纤维布材料高强度的特性,提高构件刚度和承载能力。     

预应力框架梁挠度实测研究——关于GBJ10-89第5.3.5条的讨论

某健身房跨度为２１ｍ的有粘结预应力屋面框架梁,在竣工后对其进行了挠度的实测。结果表明：在计算梁因预应力筋作用而产生的反拱值时若梁的刚度按ＧＢＪ１０－８９第５．３．５条计算（即刚度取ＥｃＩｏ）,则梁跨中总挠度计算值与实测值相差较大;如不按ＧＢＪ１０－８９第５．３．５条而采用荷载短期效应组合作用下计算挠度时的刚度,则梁跨中总挠度计算值与实测值较为接近。     

高速铁路用HRBF500钢筋预应力混凝土梁疲劳性能试验研究

设计制作了2根配置500 MPa细晶粒(HRBF500)钢筋的预应力高强混凝土T形梁,通过实测预应力损失与理论计算比较,得出实测预应力损失大于理论计算值。基于疲劳荷载的试验,绘出HRBF500钢筋应力、钢绞线应力及梁跨中挠度曲线,分析配有细晶粒钢筋的预应力混凝土梁的疲劳性能。结果表明,在一定幅度的疲劳荷载(等幅)作用下,配有HRBF500钢筋的预应力高强混凝土梁,其钢筋、预应力钢绞线及跨中挠度均满足使用阶段规范的限值,即在HRBF500钢筋拉应力大于150 MPa条件下,经过250万次疲劳荷载作用后仍满足设计要求。     

体外预应力竖向张拉构件挠度分析与计算

在试验的基础上,对竖向张拉法体外预应力简支梁挠度进行分析计算。分析其挠度下降原因,并深入研究反拱挠度,得到主要影响因素,即应力增量及二次效应。通过理论分析得到不同的计算公式对应力增量以及二次效应值的计算,最后考虑次要影响因素——预应力增量竖向分力的影响,三次优化计算反拱挠度,得到较为靠近试验值的挠度值。     

预应力加固混凝土框架梁体外筋应力增量试验研究

体外筋应力增量是体外预应力混凝土梁强度设计中的一个重要指标.通过对一组单跨框架梁的静载试验,总结了体外筋应力增量随荷载增长变化及其与梁跨中挠度近似成直线关系的规律;论证了由于框架柱对框架梁存在侧向约束的作用,降低了体外筋的有效预应力和应力增量,为体外预应力加固混凝土框架梁的设计提供了一些参考依据.     

体外单折线布筋加固公路简支梁变形分析

以体外预应力加固在役桥梁实例为依据,运用理论计算和MIDAS/Civil软件模拟在不同荷载类别下加固前后的主梁跨中挠度值,经体外单折线预应力筋加固后主梁变形明显减小,降低程度与预应力筋的束数和水平角度变化有关,并得到预应力筋束数对变形起决定性作用.     

城市矮箱梁体外预应力加固设计效果分析

文中以某城市内的一座单箱多室连续矮箱梁为背景,对桥梁进行外观和材质检测,分析裂缝产生原因,并进行静载试验。根据该桥的竣工图纸建立有限元计算模型,分析桥梁在荷载作用下的应力与变形;然后根据加固设计方案,对比分析再经过施加体外预应力后的桥梁的应力以及变形;经过计算分析表明,经过体外预应力加固后的桥梁截面能有效的增加应力储备和控制截面的变形。加固后的静载试验结果表明桥梁的实测挠度值和实测应变值均小于理论计算值。说明该桥通过体外预应力加固得到了预期的效果,该方法是可行有效的。     

体外预应力筋极限应力增量的理论分析与试验研究

为研究体外预应力梁受弯破坏过程的力学性能及体外预应力筋极限应力增量,对比分析了各国规范关于体外预应力筋应力增量的计算方法,设计并完成了2根体外预应力波形钢腹板简支组合梁的抗弯承载力试验,编制了非线性全过程分析程序对2根梁进行了分析;以跨高比为主要变量,考虑混凝土强度、截面配筋状况、体外预应力筋有效预应力等因素,以平截面假定为基础,根据极限状态时梁截面内力平衡条件,通过增大受压区混凝土面积建立了体外预应力筋极限应力增量的简化计算公式,并用搜集到的19根试验梁数据对该计算公式加以验证。结果表明:体外预应力组合梁受弯破坏全过程与体内预应力梁基本类似,但是梁破坏时体外预应力筋还未进入屈服阶段,利用各规范公式计算的体外预应力筋极限应力增量比试验值小很多,与试验梁普通受拉钢筋屈服时的体外预应力筋应力增量相当;体外预应力筋的极限应力增量与跨中挠度近似呈直线关系;计算结果与试验结果吻合良好,该公式具有一定的参考价值。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯试验研究

在6根钢筋混凝土梁的试验基础上,通过试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、跨中挠度以及钢筋和玄武岩纤维布的应变等参数,对粘贴玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能、破坏特征进行了分析,提出了相应的设计方法与建议,供工程应用参考。     

体外预应力混凝土连续梁弯曲性能试验研究

为了研究体外预应力混凝土连续梁的弯曲性能、极限受力状态及内力重分布规律,以施工方法和体内外预应力筋配比为参数,对1根整体式(体内外配筋)和2根节段式(体内外配筋和全体外配筋)体外预应力混凝土连续梁进行了模型试验。通过试验数据分析,得到了模型梁挠度、混凝土应变、体外预应力筋应力与有效高度随荷载变化规律,以及混凝土裂缝发展与分布情况。结果表明:整体式梁的混凝土极限压应变和挠度最大、延性较好但体外预应力筋有效高度减少最大,节段式体内外预应力梁的体外预应力筋极限应力最大,节段式全体外预应力梁的混凝土极限压应变和挠度最小、延性较差、体外预应力筋极限应力及有效高度减少也最小。节段式梁的裂缝主要集中在接缝位置、无斜裂缝,接缝位置的塑性变形使内力重分布更充分。整体式梁内力重分布的区域集中而节段式全体外预应力梁的范围较大,各梁控制截面弯矩增、减幅值不超过10%。     

体外预应力竖向张拉法加固钢筋混凝土梁试验研究

对7根钢筋混凝土简支梁(2根对比梁、5根加固梁)进行3点加载试验,并通过试验数据,分析了不同张拉控制应力下各梁破坏形态、裂缝开裂情况及受力钢筋、体外预应力筋应变变化规律。试验中采用了加载前施加预应力、加载至开裂卸载施加预应力、加载至开裂不卸载施加预应力3种工况,以模拟实际工程中各种状况。最后,参照各国无粘结预应力筋极限应力理论及基于塑性铰的极限状态理论,研究试验梁的正截面抗弯极限弯矩的计算方法。通过对各国无粘结预应力筋极限应力的计算值对比表明,在二次效应影响较小的情况下,体外预应力结构可采用无粘结预应力结构的研究成果。     

体外预应力加固钢筋混凝土连续梁的试验研究

通过6片体外预应力加固钢筋混凝土连续梁试验研究,以内支座相对受压区高度和预应力配筋指标为参数,得到了加固梁的变形和体外筋应力增长规律,加固梁的跨中变形与体外筋的应力增长主要分为三个阶段,且二者具有较好的相关性,加固梁在极限荷载下的内力重分布比较充分。     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能试验研究

采用内嵌预应力加固法张拉系统,提出开槽、加固和张拉螺旋肋钢丝、填胶的施工工艺,并在此基础上,进行了10个内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁试件的试验研究。结果表明,采用内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法,能够较好地改善被加固钢筋混凝土梁的整体工作性能,大幅度提高其开裂荷载,对屈服荷载和极限荷载也有明显的改善。随加固量及预应力水平不同被加固梁开裂荷载提高幅度为72.6%~321.26%,屈服荷载提高幅度为6.19%~99.09%,极限荷载提高幅度为46.04%~135.27%,加固效果明显。该加固方法能够有效改善加固梁的延性和安全性能,梁试件刚度提高明显,对裂缝的产生和发展都有约束作用,具有良好的加固效果,同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。     

预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T梁试验研究

针对外贴FRP片材抗剪加固钢筋混凝土梁存在材料利用率低、易发生剥离破坏等问题,开发了用于抗剪加固的CFRP片材预应力张拉和锚固系统,给出了相应的施工工艺和方法。为验证提出系统的有效性,进行了预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T型截面梁试验。基于CFRP片材断裂的破坏模式,提出了预应力CFRP片材加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式。结果表明,该文开发的预应力张拉和锚固系统能有效地对CFRP片材施加预应力,减少预应力损失。预应力CFRP片材抗剪加固梁均发生以受压区混凝土压碎为标志的受弯破坏模式,锚固装置能够确保CFRP片材在断裂之前不发生剥离破坏。预应力CFRP片材对混凝土梁斜裂缝的产生和发展有明显的抑制作用,加固后钢筋混凝土梁的抗剪承载力得到大幅提升。计算结果与试验值吻合较好,验证了加固梁抗剪承载力模型的有效性。     

Load carrying capacity of composite beams prestressed with external tendons under positive moment

Tests have been carried out to study the ultimate moment and incremental tendon stress of steel-concrete composite beams prestressed with external tendons under positive moment. It appears that adding prestressing by external tendons of the composite beams can significantly increase the yield load and the ultimate resistance of the beams. The deflection at the serviceability state is also reduced. However, a substantial incremental stress will develop in the tendons at the ultimate state. On the basis of the compatibility of the tendons and the composite beam at the anchorage section, and equilibrium of the internal force, the neutral axis equation of the composite beam section at the ultimate state is derived. The simplified expressions for the ultimate incremental tendon stress related to the ultimate span/deflection value for four typical external tendon cases are developed. The results compare well with the test results and the finite element analysis. A simplified method for predicting the ultimate incremental tendon force and the load carrying capacity of the composite beams prestressed with external tendons is proposed.     

预应力碳纤维布材加固混凝土梁受弯性能非线性分析

根据平截面变形假定,考虑材料的非线性性质,用分级加应变的方法计算预应力碳纤维布加固的混凝土梁的荷载-挠度关系,得到的5根预应力碳纤维加固混凝土梁和4根非预应力加固混凝土梁的荷载-挠度曲线与试验结果吻合较好。并在此力学模型的基础上对预应力碳纤维布加固的受弯构件的二次受力性能进行了非线性分析,研究了碳纤维初始应变、截面高度、预应力大小对被加固梁受弯性能的影响。分析结果表明：预应力可有效发挥碳纤维高强性能,二次受力条件下预应力碳纤维布材的加固效果远好于非预应力碳纤维布材加固,可有效解决构件二次受力应力应变滞后问题。     

预应力混凝土结构设计中应注意的若干问题

结合预应力混凝土结构理论研究与工程实践,对预应力混凝土结构设计中应注意的若干问题进行了分析和讨论,其中包括施工阶段预应力混凝土受弯构件的反向变形限值、张拉预应力筋产生反向斜裂缝的原因与预防、预应力筋弯折时强度及张拉控制应力的折减、无粘结预应力混凝土楼盖连续坍塌的预防、预应力筋张锚位置不当引发柱根直剪破坏的预防、预应力连续结构后浇带的设置及补偿预应力筋的布置与张拉方案、双向板单向布置并张拉预应力筋的可行性、多跨连续板非板端张拉方案及各层预应力悬挑结构协同工作的建议方法等,提出了相关建议。     

PC连续梁塑性设计的极限等效荷载平衡法

对于预应力混凝土连续梁的正截面承载力计算及内力重分布设计,探讨一种概念清楚、计算简捷的方法。提出了"极限等效荷载平衡"的概念,将预应力混凝土连续梁简化为承受轴向力和剩余使用荷载的普通钢筋混凝土梁。给出了极限承载力平衡法的极限承载力计算简图和计算公式。讨论了主弯矩、次弯矩、预应力轴力对极限承载力及塑性内力重分布的影响,对预应力混凝土连续梁内力重分布的试验数据进行了分析,并提出了内力重分布的弯矩调幅系数的建议值。