钢-压型钢板混凝土连续组合梁调幅系数的试验研究

为了研究钢 压型钢板混凝土连续组合梁的受力性能,对 3根两跨钢 压型钢板混凝土组合梁进行了试验研究。试验结果表明,通过控制力比 R,压型钢板组合梁支座负弯矩区具有足够的塑性转动能力和延性,能够保证连续梁形成充分的塑性内力重分布。同时,根据现有的试验结果和理论分析,推导了连续组合梁负弯矩调幅限值的计算公式,计算结果与试验值符合良好。据此,对连续组合梁的负弯矩调幅系数提出了建议。     

外包钢-混凝土连续组合梁内力重分布的试验研究

为探讨外包钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的工作性能,对两根外包钢-混凝土连续梁试件进行了静力加载试验研究。试验结果表明:外包钢-混凝土组合梁负弯矩区钢筋和外包钢梁通过抗剪连接措施能有效地共同工作,整体工作性能良好。配筋率是影响梁塑性转动能力和弯矩重分布程度的一个重要参数。通过控制配筋率,在承载能力极限状态,外包钢-混凝土组合梁在负弯矩及正弯矩最大截面的塑性变形均充分发展,具有较好的转动能力和延性,能够保证连续梁形成充分的塑性内力重分布。     

钢-压型钢板混凝土组合梁极限抗弯承载力的研究

本文在推导钢 压型钢板混凝土组合梁极限抗弯承载力计算公式的基础上,验证了简化计算方法的可行性。通过对笔者完成的 5根钢 压型钢板混凝土组合梁试验结果的计算分析,提出栓钉间距对其抗剪承载力的影响系数β。本文公式计算结果与国内外 26根试验梁的实测值吻合良好。根据本文研究成果,可以很方便地得到考虑钢 压型钢板混凝土组合梁组合作用的极限抗弯承载力。     

A comparative study of continuous steel-concrete composite beams prestressed with external tendons: Experimental investigation

A comparative study of prestressed continuous steel-concrete composite beams is carried out based on an experimental investigation. Four full-scale continuous composite beams were tested, among which two were two-span beams and two were three-span beams. One of the two-span beams was a conventional non-prestressed composite beam, and the other was a composite beam prestressed with external tendons in both the positive and negative moment regions. One of the three-span composite beams was non-prestressed, and the other was prestressed only in the negative moment regions with external high-strength tendons. The cracking behaviors, distortional lateral and local buckling as well as the load carrying capacity of the beams were investigated experimentally. Full plasticity was developed at the mid-span section of each beam; however, the maximum moments attained at the internal supports were governed by local buckling, which is related to the slenderness of the composite section. It is found that in hogging moment regions, the ultimate moment resistance of a composite beam prestressed with external tendons is governed by either distortional lateral buckling or local buckling, or an interactive mode composed of distortional lateral and local buckling. The results show that exerting prestressing on a continuous composite beam with external tendons increases the degree of the internal force and moment redistribution in the beam. A design proposal based on moment redistribution to evaluate the load carrying capacity of continuous composite beams with external tendons is proposed.     

高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅研究

将高强钢筋作为受拉纵筋时,由于钢筋屈服强度的提高,连续梁支座控制截面从受拉边缘混凝土进入受拉塑性至受拉纵筋屈服的区段变长,这一阶段弯矩调幅幅度在总弯矩调幅中所占比例增大;支座控制截面塑性铰出现推迟,截面相对受压区高度相同时塑性铰转动能力减小。为此,提出了将高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅分受拉纵筋屈服前、后两阶段。对以受拉纵筋屈服强度、中支座控制截面相对受压区高度、中支座支承宽度、跨高比、加载形式为控制变量的336根两跨连续梁进行参数化分析。结果表明：随着钢筋屈服强度的提高,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅减小;随着中支座控制截面相对受压区高度增加,两阶段弯矩调幅均减小;随着中支座支承宽度的增加,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅变化不显著;随着跨高比的增大,第一阶段弯矩调幅减小、第二阶段弯矩调幅变化不显著。建立了不同加载形式下考虑上述各参数影响的两阶段连续梁弯矩调幅系数计算公式。     

连续组合梁内力重分布及负弯矩调幅研究

连续组合梁受力时,中间支座处会产生负弯矩区.这时的负弯矩可能成为截面设计的控制值.考虑真实情况下的破坏形态.这种基于线弹性分析的结果偏于保守.因此有必要对设计中的负弯矩进行调幅.文章将对连续组合梁弯矩调幅的原理进行介绍,并与钢筋混凝土结构进行比较.     

次弯矩及其对PPC连续梁受力性能的影响

从次弯矩产生的机理出发,分析了次弯矩对PPC连续梁极限荷载和内力重分布的影响,得出在低配筋的情况下,可不考虑次弯矩的影响;但在高配筋的情况下,所形成的塑性铰转动能力较小,次弯矩不可忽略。在次弯矩对截面不利的情况下,则应充分考虑次弯矩的影响。对于直线配筋的PPC连续梁,次弯矩能提高塑性铰的转动能力,因此,可增大这种PPC连续梁的弯矩调整幅度。     

竖向荷载下半刚性连接组合框架梁的承载能力极限状态设计

论述了半连续框架设计原理,提出用塑性分析方法计算竖向荷载下半刚性连接组合框架梁在承载能力极限状态的内力,并给出了具体的设计步骤,最后用两榀足尺的两层两跨的半刚性连接组合框架试验验证了塑性分析方法。研究表明,半连续框架设计可用塑性分析方法获得弯矩图,不同于连续框架设计用弹性分析方法获得弯矩图;塑性分析方法考虑了组合梁的跨中弯矩承载力、节点弯矩承载力、节点转动能力和设计需要的节点转动能力,适用于竖向荷载下半刚性连接组合框架梁的承载能力极限状态设计。该方法简单实用且比较准确,可供工程设计参考。     

Two-dimensional FE model for evaluation of composite beams, II: Parametric study

In the present paper, the 2D finite element (FE) model presented and validated in the companion paper “Two-dimensional FE model for evaluation of composite beams, I: Formulation and Validation” is used to undertake a parametric study focused on both the required and available rotations and the moment redistribution capacity of semi-continuous composite beams. The investigation has shown that some tendencies already established in the literature regarding beams with full shear connection are not applicable to cases with partial shear connection.     

钢-部分预应力混凝土连续组合梁内力重分布研究

本文报道了10榀钢-部分预应力混凝土连续组合梁和1榀钢-普通混凝土连续组合梁的极限承载力试验结果。试件为两跨连续梁,主要试验参数为负弯矩区部分预应力比PPR、综合力比Rp及栓钉连接程度。试验采用跨中单调一次加载。试验发现,在负弯矩区施加预应力的钢-部分预应力混凝土连续组合梁可产生较充分的内力重分布,其主要影响因素为截面相对受压区高度ξu和负弯矩区综合力比Rp。本文通过试验研究和理论分析,提出了钢-部分预应力混凝土连续组合梁满足承载力要求的弯矩调幅限值犤β犦的计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

连续组合梁的局部失稳与弯矩重分布

研究了负弯矩区截面未完全塑性时出现局部失稳的连续组合梁的稳定。研究结果表明 :对于第三类截面的连续组合梁局部稳定设计 ,中间支座负弯矩可调幅 2 0 %     

弯矩调幅对钢筋混凝土连续梁使用阶段裂缝和挠度影响的试验研究

本文通过五根低配筋两跨连续梁的静力试验,研究了连续梁弯矩调幅后的内力重分布规律,详细分析了弯矩调幅对低配筋连续梁使用荷载阶段裂缝宽度和挠度的影响,其结论可供编制内力重分布设计规程参考。     

Experimental studies on composite haunch beams

The paper is concerned with the behavior of steel–concrete composite haunch beams. Experiments were carried out to investigate the ultimate load behavior of haunch composite beams. Three continuous composite haunch beams were tested to failure. Two different proportions of slab reinforcements and two different haunch lengths were studied in order to examine the effects of these parameters on the ultimate load carrying capacity. Results obtained are presented in the form of load–deflection plots and different failure modes. It is found that through proper design and detailing optimum design of composite haunch beam can be achieved when plastic hinge occurs at haunch toes followed by a hinge at the mid-span to form a plastic collapse mechanism. Experimental results show that composite haunch beam exhibits a ductile moment–rotation behavior and is able to redistribute moment to the mid-span by loss of stiffness due to cracking of concrete slab and yielding of either steel reinforcement or cross section.     

体外预应力混凝土连续梁的弯矩重分布试验研究

进行了3根体外预应力混凝土两跨连续梁受力全过程试验。试验表明,自加载至受拉区混凝土开裂前,连续梁处于弹性阶段,边支座、中支座反力、跨中截面和中支座截面弯矩的实测值与采用弹性理论计算值接近。受拉区混凝土开裂后至非预应力受拉钢筋屈服,边支座反力及跨中截面弯矩实测值开始向大于弹性理论计算值的方向偏离;而中支座反力及中支座截面弯矩实测值则向小于弹性理论计算值的方向偏离。当梁内受拉非预应力筋屈服后,边支座、中支座反力的实测值以及跨中截面弯矩和中支座截面弯矩实测值与弹性理论计算值的偏差进一步增大,这种偏差在试验梁破坏时达到最大。3根试验梁中支座截面弯矩重分布值分别为12.8%、16.9%及14.6%。试验实测值还与4个不同设计规范的弯矩重分布计算值进行了比较。结果表明:采用美国ACI 318-95规范及中国GB 50010-2010规范计算的中支座截面弯矩重分布值均小于试验实测值;除一根编号为B5的梁外,加拿大A23.3-M84规范的预测值与试验值最为接近;而英国BS8110规范则偏于不安全。实际设计中,可按中国规范公式来计算体外预应力混凝土连续梁的弯矩重分布,但必须合理确定体外预应力筋的极限应力。     

预应力钢-混凝土连续组合梁内力重分布试验研究

在 6根两跨预应力钢 -混凝土连续组合梁试验的基础上 ,对预应力钢 -混凝土连续组合梁内力重分布过程及弯矩调幅系数进行了研究 ,并提出了与普通连续组合梁相统一的弯矩调幅系数计算公式 ,计算结果与实测结果吻合良好     

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%。     

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁受力性能试验研究

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁综合了型钢混凝土梁和预应力梁的优点。为研究内置H型钢预应力混凝土连续组合梁的受力性能及弯矩重分布规律,完成了3根两跨内置H型钢预应力混凝土连续组合梁试验,并进行了非线性分析。研究结果表明：内置H型钢预应力混凝土连续组合梁荷载-跨中变形关系曲线近似呈二折线;以达到承载能力极限状态时支座控制截面弹性弯矩计算值与内置H型钢实际承担的弯矩之差为调幅对象,弯矩调幅幅度受含钢率影响不大,随型钢高度与梁截面高度比值增大而增大;连续组合梁中支座两侧等效塑性铰区长度不大于0.64倍梁有效高度,且随预应力度增大而减小;当相对塑性转角不大于0.817×10^-5时,弯矩调幅系数随相对塑性转角增大而增大,且不大于0.44。为内置H型钢预应力混凝土连续组合梁设计提供了参考。图10表11参10     

逆向弯矩调幅法用于FRP补强框架梁极限抗弯承载力的探讨

根据弯矩调幅法在框架梁构件设计中的思想,提出逆向弯矩调幅法用于FRP补强框架梁构件极限抗弯承载力的设计,结合塑性理论的方法,得到该法利用内力重分布的特性,不但提高了框架梁构件的极限抗弯承载能力,而且有效防止超筋梁的出现,满足抗震加固的要求,并且施工方便,为框架梁的加固方案开辟了新思路。     

两跨预应力混凝土框架内力重分布试验研究及分析

基于两榀接近足尺的后张有粘结预应力混凝土框架的试验,对多跨预应力框架的内力重分布进行了研究,重点考虑了框架的连续性和轴压比的影响。研究结果表明,我国现行规范基本能满足预应力框架弯矩调幅的设计需要,但当控制截面相对受压区高度较大时,框架连续性对弯矩调幅影响较大。第一塑性铰的转动能力对结构弯矩调幅起主要作用,次弯矩越大,该截面总弯矩调幅越大。其他塑性铰截面以次弯矩调幅为主,结构往往不能实现完全内力重分布。另一方面,随轴压比增大,梁柱上弯矩分配虽略有变化,但对整榀框架的极限承载能力和总的弯矩调幅能力影响不大。     

非线性阶段预应力次弯矩概念及其在弯矩调幅中的应用

非线性阶段次弯矩的演化,以及承载力极限状态下是否考虑次弯矩的问题一直存在争议。为解决这一问题,拓展了预应力次弯矩的概念,使其能够适用于非线性阶段。运用变刚度法数值模拟了初始次弯矩(M₂)与弹性最大荷载弯矩(M_e)之比为0.15~0.36的15根有黏结预应力混凝土两跨连续梁。基于拓展后的次弯矩概念,提出了以混凝土受压区相对高度、初始次弯矩与弹性最大荷载弯矩之比为影响参数的有黏结预应力混凝土连续梁弯矩调幅公式。采用已有文献中受压区相对高度为0.35的试验梁比较了所提公式和现有的弯矩调幅公式。设计制作受压区相对高度为0.18的两跨预应力混凝土连续梁,获取单调加载下支座反力数据,检验了内力重分布程度较大时所提公式的效果。结果表明,给出的弯矩调幅公式的计算结果偏于安全,且更接近试验结果。