疲劳荷载下锈蚀部分预应力混凝土梁挠度试验研究

通过对6根不同锈蚀率的部分预应力混凝土梁进行静力和疲劳试验,研究了疲劳荷载下锈蚀部分预应力混凝土梁破坏形态、疲劳寿命、刚度及跨中挠度的变化规律。试验结果表明:疲劳荷载作用下,锈蚀部分预应力混凝土梁均发生以某一主筋脆性断裂为标志的正截面弯曲疲劳破坏,随着钢筋锈蚀率的增大,锈蚀试验梁的疲劳寿命显著降低。锈蚀试验梁在疲劳荷载作用下的刚度变化呈现出3个阶段:迅速下降→缓慢下降→趋于平稳。根据锈蚀梁跨中挠度的变化规律,提出了疲劳荷载下锈蚀部分预应力混凝土梁跨中挠度的计算公式,其结果与试验数据吻合程度良好。     

桁架式配筋打印混凝土梁力学性能试验研究

混凝土打印工艺的要求使得梁构件无法配置箍筋,为此设计了不同桁架式配筋的打印混凝土梁构件,并对其进行静力加载试验。对不同桁架数、不同纵筋尺寸的打印混凝土梁分别进行了正截面破坏试验和斜截面破坏试验,研究了桁架式配筋打印混凝土梁在静力加载下正截面与斜截面的破坏特征、荷载与挠度曲线。试验表明,适筋破坏的桁架式配筋打印混凝土梁正截面抗弯承载力与参照普通混凝土单筋矩形截面梁的计算承载力相近,但桁架的腹筋提高了梁的整体刚度;桁架腹杆筋向支座弯起部位的斜截面抗剪承载力与按普通混凝土弯起钢筋部位斜截面计算承载力相差较大。     

低周反复荷载作用下CFRP-PCPs复合筋混凝土梁挠度和延性试验研究

基于5根不同张拉控制应力和不同截面面积的CFRP-PCPs复合筋的混凝土梁在低周反复荷载下的试验,对CFRP-PCPs复合筋混凝土梁挠度进行研究,根据试验结果,提出了CFRP-PCPs复合筋混凝土梁挠度计算方法,对比表明试验结果与计算值吻合较好。试验表明,CFRP-PCPs复合筋混凝土梁相比于预应力CFRP筋混凝土梁,有效改善了构件的受力性能和变形能力。     

钢筋锈蚀再生混凝土梁刚度退化规律及计算方法研究

采用电化学方法对纵筋进行锈蚀,通过加载试验研究了再生混凝土梁在不同纵筋锈蚀率下刚度退化规律.结果表明:再生混凝土梁破坏时的极限承载力随锈蚀率的增加而减小,当锈蚀率较小时,大约在5％极限承载力的荷载时梁在纯弯段内开始出现裂缝,破坏形态为适筋梁弯曲破坏;当锈蚀率较大时,破坏时裂缝分布有向跨中靠拢的趋势.当荷载较小时,随着纵筋锈蚀率的增加再生混凝土梁跨中挠度变化不大;当荷载较大时,跨中挠度随纵筋锈蚀率增大而增大变得比较明显.再生混凝土梁的刚度因纵筋锈蚀发生了一定的退化,导致刚度退化的主要原因是再生混凝土梁截面和纵筋横截面面积减小以及二者之间粘结性能的退化,并基于钢筋截面面积减小这一因素推导了再生混凝土梁弯曲刚度退化计算方法.     

预应力混凝土梁疲劳性能研究现状

对预应力混凝土梁疲劳性能的研究进展进行了详细阐述,论述了等幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳性能及疲劳加载后的静力性能,对控制其疲劳破坏形态的影响因素以及在疲劳加载过程中的受力筋应变变化、裂缝开展和挠度变化规律进行了总结。讨论了变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳寿命及加载顺序对疲劳寿命的影响,分析了变幅疲劳加载过程中的刚度退化,同时对腐蚀后预应力混凝土梁的疲劳性能进行分析,总结了钢绞线、普通钢筋腐蚀损伤对试验梁疲劳破坏形态、极限承载力及疲劳寿命的影响。在对文献进行总结分析的基础上,根据当前研究所存在的问题,提出了今后预应力混凝土结构疲劳性能研究的方向。结果表明:预应力混凝土梁疲劳破坏始于受力筋疲劳断裂,受压区混凝土一般不会发生破坏,变幅疲劳加载及腐蚀损伤对其疲劳性能有较大影响。     

500MPa钢筋预应力混凝土梁疲劳受力性能试验研究

进行了3根采用HRB500级钢筋作为非预应力筋、钢绞线作为预应力筋的预应力混凝土梁的疲劳受力性能试验。对预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的500MPa级钢筋应力、钢绞线应力、混凝土应变以及疲劳荷载下裂缝和刚度变化的特点进行了较详细分析,并对250万次疲劳作用后的试验梁剩余静载承载力和受力特点进行了分析。试验研究结果表明,采用500MPa级钢筋作为非预应力筋的预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的受力性能良好,500MPa级钢筋的抗拉强度能够充分发挥,试验梁的剩余静载承载力较高,钢绞线和非预应力钢筋都能达到屈服强度,表现出较好的延性。为我国混凝土结构设计规范进一步修订时在预应力结构中采用500MPa级钢筋作为非预应力筋提供了参考依据。     

FRP筋混凝土梁弯曲试验及设计方法探讨

利用我国自主开发的FRP复合筋加工混凝土梁式构件,采用两点加荷方式进行了弯曲试验,测定了单调荷载作用下的梁的挠度与相应的荷载关系曲线,研究了配筋率、与混凝土的粘接作用等因素对构件承载能力、变形性能的影响,分析了FRP筋混凝土梁在荷载作用下的变形特征和破坏形态,提出了FRP筋混凝土梁设计方法。     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面疲劳性能试验研究

根据10根预应力钢纤维混凝土梁疲劳荷载试验结果,分析了钢纤维体积率、长径比和疲劳循环特征、循环次数等因素对预应力钢纤维混凝土梁剪压区混凝土应变、箍筋应变、斜裂缝分布形态与开展宽度以及斜截面抗疲劳破坏性能的影响规律,提出了疲劳荷载作用下预应力钢纤维混凝土梁斜载面裂缝宽度和耐疲劳能力的验算方法.     

大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能

为探讨大直径高强钢绞线预应力混凝土梁的受力性能,进行了6根以直径17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力钢筋和HRB400级钢筋作为非预应力钢筋的后张预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的受力性能试验。对预应力混凝土梁中钢绞线和非预应力钢筋应力、混凝土应变以及短期最大裂缝宽度和跨中挠度等试验数据进行分析。结果表明:采用大直径高强钢绞线作为预应力钢筋的预应力混凝土梁工作性能良好,大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受弯破坏形式和挠曲模式与普通预应力混凝土梁基本相同;试验梁跨中控制截面符合平截面假定,极限承载力可按照现行规范的正截面抗弯理论计算,按照现行规范计算的试验梁裂缝宽度和挠度与实测值吻合较好。     

循环荷载作用下植筋混凝土梁优化设计研究

植筋混凝土梁在达到规定的植筋深度时,经循环荷载作用后植筋端头处截面因抗剪能力不足出现斜裂缝,引起构件脆性破坏。针对此问题,提出了一种优化设计方案,即在植筋端头处设置箍筋。设计6组试件,对比优化前后植筋梁的破坏特征、延性系数、承载力、钢筋应变和疲劳损伤的差异。结果表明:在设计时将植筋端头置于原构件箍筋处能够明显提高植筋混凝土梁的延性系数和承载力,降低疲劳损伤。植筋深度决定了植筋梁的破坏特征,植筋深度小于20d,经优化后的试件仍发生脆性破坏。锚固深度达到25d时,经优化的试件疲劳破坏特征由脆性破坏转为塑性破坏。推导出了与植筋深度和混凝土残余应变相关的疲劳损伤计算公式,经优化设计后试件的疲劳损伤可以降低13.93%~19.24%。     

LC45轻骨料混凝土梁的力学特性

对比分析了同强度等级的普通混凝土及轻骨料混凝土矩形截面构件的应力应变特性和轻骨料混凝土预应力T梁受力特点。试验表明,对于非预应力混凝土配筋梁,LC45轻骨料混凝土构件的开裂荷载及破坏荷载分别高于C45普通混凝土构件;而预应力轻骨料混凝土试验梁的开裂荷载为规范计算值的1.6倍左右,并且在设计的荷载范围内,梁的荷载挠度曲线呈线性,梁在弹性工作状态中。     

预应力混凝土梁疲劳可靠性及尺寸效应试验研究

为研究预应力混凝土梁在承受疲劳荷载后的可靠性变化及尺寸效应产生的影响,现对3根不同尺寸的预应力混凝土简支梁开展疲劳试验,采集试验数据并运用已有的可靠性计算方法对试验梁的可靠性进行初步的验算,通过对比不同尺寸试验梁的疲劳数据得到尺寸效应对试件承载力等性能的影响,计算试件在不同疲劳次数后的可靠度并对比计算结果分析其可靠性变化。分析试验结果发现,随着疲劳次数的增加,试件的可靠性逐渐降低;受拉区混凝土和受拉钢筋的疲劳可靠性均低于受压区混凝土和受压钢筋;在相同的疲劳循环次数下,尺寸较小构件在相同疲劳次数下的可靠性更低。     

长期可变荷载作用下预应力混凝土梁的刚度试验研究

通过对预应力混凝土梁在可变荷载作用下为期两年的长期试验,对其刚度、挠度及截面应变进行实测,依据测试结果,对现行规范长期荷载作用下受弯构件刚度的计算公式进行了验证。     

锈蚀预应力筋混凝土梁受弯承载性能有限元分析

利用ANSYS建立了预应力混凝土梁分离式有限元模型,实现了预应力筋锈蚀后混凝土构件静力承载性能的模拟,分析了预应力筋锈蚀对预应力混凝土构件极限承载力、刚度和破坏形式的影响。结果表明:随着预应力筋锈蚀率的增加,构件的极限荷载和刚度降低,梁顶应变增加,塑性变形能力变差,破坏由延性向脆性发展。     

高性能混凝土简支梁正截面的抗弯疲劳性能

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同钢筋类型和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响.通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下的疲劳损伤过程.结合高性能混凝土和钢筋的材料疲劳损伤分析,提出了高性能混凝土粱疲劳寿命方程和疲劳后梁挠度的计算公式,并将理论计算的疲劳寿命、挠度与试验结果进行了比较,最后对比分析了高性能混凝土梁与普通混凝土梁抗弯疲劳性能的差异.     

水下混凝土梁静力和疲劳性能试验研究

通过水下钢筋混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的静载和等幅疲劳荷载试验,分析了水下混凝土梁的变形性能和抗弯疲劳性能,比较了它与普通混凝土梁变形性能的差异.试验结果表明,水下混凝土梁在疲劳荷载作用下,正截面平均应变基本符合平截面假定;随着循环次数的增加,其裂缝宽度逐渐增大,刚度逐步降低,其变化规律与普通混凝土相似,但其裂缝宽度明...     

高性能混凝土简支梁正截面抗弯疲劳试验

通过10根三分点加载方式下的简支梁抗弯静力和疲劳试验,研究了不同混凝土强度等级、不同类型钢筋和不同荷载水平对高性能混凝土梁正截面疲劳性能的影响。通过分析梁跨中挠度、压区混凝土应变和拉区钢筋应变以及梁裂缝的发展规律,考察了高性能混凝土梁在弯曲重复荷载作用下疲劳损伤过程。     

预应力混凝土梁在地震作用下的损伤-破坏模型

结构在地震作用下的损伤状况及其抵御破坏荷载的残余能力,是抗震优化设计和震后工程加固的重要依据。根据对预应力混凝土梁在不同荷载历程下的耗能、破坏特性的试验研究,本文提出了构件破坏的定义,给出了构件在循环荷载下的破坏弯矩与骨架曲线破坏弯矩的数学关系,建立了预应力混凝土梁在地震作用下的损伤-破坏模型。该模型综合了变形、能量累积以及荷载历程对预应力混凝土构件损伤-破坏的影响,对不同的地震模式有更好的适用性。     

锈蚀钢筋混凝土梁变形性能分析

开展锈蚀钢筋混凝土梁受弯试验,通过试验梁变形曲线、荷载-挠度曲线及混凝土应变曲线等对试验梁变形性能进行深入分析。研究表明,在荷载作用下,试验梁B15-1,B15-2从屈服至破坏阶段的变形急剧增大,试验梁B15-2发生了脆性破坏。随着纵筋锈蚀率的增大,试验梁的屈服荷载及极限荷载均逐渐下降,屈服阶段不再明显,混凝土应变曲线不再符合平截面假定。当纵筋锈蚀率小于10%时,试验梁的刚度随锈蚀率的增大略有增加,当纵筋锈蚀率大于10%时,试验梁刚度下降较快,且变形不再协调。     

预应力钢骨混凝土梁非线性分析

为进一步研究预应力钢骨混凝土梁的工作性能,运用有限条带法,考虑材料非线性,编制计算程序,对其在单调荷载作用下的整个受力过程进行分析。计算得到预应力与普通钢骨混凝土梁在开裂阶段、屈服阶段、极限阶段的荷载、位移值,及混凝土强度、含钢率、有效预应力、非预应力筋配筋率对预应力钢骨混凝土梁荷载—变形关系的影响曲线。结果表明,对钢骨混凝土梁施加预应力,能显著提高构件的开裂承载力和极限承载力,但其延性有所降低;混凝土强度等级越高,梁的开裂承载力和极限承载力越大;含钢率越大,截面刚度越大,构件承载力提高越明显;开裂前阶段,非预应力筋配筋率对构件承载力的影响较小,开裂后,非预应力筋配筋率越大,梁的极限承载力越大。