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%。     

节段预制拼装桥梁接缝的承载力及分析方法

对目前节段式桥梁接缝的弯曲承载力、弯剪耦合承载力和直剪承载力分析方法进行梳理及分析。提出接缝M-V承载力曲线的概念,并建立接缝承载力分析的统一方法。以某分三段胶结的大悬臂盖梁为例,说明统一方法的分析过程,分析结果表明:统一方法综合考虑接缝的抗弯承载力、弯剪耦合承载力和直剪承载力,对节段式梁接缝的承载力设计计算有较好的适用性和明确的物理意义;混凝土强度等级、接缝处理方式、受拉区预应力钢筋弯起角度等参数均对接缝的承载能力曲线有较大的影响;接缝抵抗直剪破坏的能力较强,一般情况下均在弯剪耦合承载力之上。     

体外预应力混凝土简支梁剪切性能试验研究

为了研究节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能,采用剪跨比、配箍率、接缝类型、体内外预应力筋配比等参数进行了13根整体式和14根节段式(胶接缝和干接缝)体外预应力混凝土简支模型梁试验。描述了模型梁箍筋应力、体外预应力筋应力、挠度随荷载变化规律,以及破坏裂缝形成过程和破坏形态;分析了剪跨比、体内外预应力筋配比、接缝位置和数量及类型对梁剪切性能的影响。研究表明,节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能和整体式梁有很大差异,接缝决定着剪切破坏形态与破坏裂缝的形成、较大削弱了梁的抗剪承载力、明显增大了破坏裂缝的宽度和梁体破坏时的变形;配置体内预应力筋能有效改善体外预应力混凝土梁的剪切性能;整体式体外预应力混凝土梁的剪切性能和一般预应力混凝土梁也有一些差异。     

体外预应力混凝土简支梁抗剪承载力计算方法

将已进行的13根整体式和14根节段式(胶接缝和干接缝)体外预应力混凝土简支模型梁剪切性能模型试验成果,作为建立抗剪承载力简化计算方法的基础资料。根据模型梁剪切性能试验的研究结果,以施工方法(整体式和节段式)、剪跨比、配箍率、接缝类型、体内外预应力筋配比等为参数建立斜截面抗剪承载力的回归计算公式,基于混凝土双轴强度理论和接缝截面极限平衡条件推导接缝截面抗剪承载力计算公式,利用试验数据对计算公式进行验证。按照我国公路桥梁设计可靠度水平和现行规范的要求对计算公式进行修正,提出可用于体外预应力混凝土梁截面抗剪承载力设计的简化计算方法。研究表明,简化计算方法能有效反映体外预应力混凝土梁剪切破坏特点和各主要因素对抗剪承载力的影响规律。     

预压应力钢护筒加固钢筋混凝土短柱轴压承载力研究

对配有纵向钢筋和箍筋的混凝土柱采用预应力钢护筒进行加固,使需要加固的混凝土柱在不遭受破损的情况下承载能力、变形能力及抗震性能均得到提高,该加固方法是作者发明的一种新的加固方法。为对这一新的加固体系的轴向承载力展开研究,在统一强度理论的基础上,通过分析预应力钢护筒加固的混凝土短柱轴心受压时的受力情况,考虑预应力、钢护筒和箍筋对混凝土的双重约束作用,导出了配筋钢护筒混凝土短柱的轴压承载力计算公式。比较计算了普通植筋扩大断面法、预应力钢筒加固混凝土柱的承载能力,结果表明:统一强度理论对于钢护筒配筋混凝土轴压短柱的理论计算有非常好的适用性,为预应力钢护筒混凝土柱的承载力分析计算提供了理论基础。     

承压状态下混合配筋PHC管桩受力性能有限元分析

为研究承压状态下混合配筋PHC管桩的受力性能,本文采用非线性有限元软件ABAQUS,基于6根混合配筋PHC管桩拟静力试验研究进行了有限元分析。有限元分析得到的荷载-位移曲线以及试件损伤模式和试验结果吻合较好,验证了模型和参数取值的准确性。在此基础上,研究了轴压比、配筋强度比、预应力度和混凝土强度等参数对混合配筋PHC管桩受力性能的影响。分析结果表明,轴压比和混凝土强度对PHC管桩的受力性能有较大影响,提高轴压比和混凝土强度均能明显提高管桩的极限承载力,桩身混凝土强度等级不宜低于C70。增大预应力钢棒的张拉预应力能使混合配筋PHC管桩的承载力有小幅度提高,配筋应力比保持在0.45左右可使混合配筋PHC管桩的综合性能最优。     

节段拼装桥墩拟静力试验研究

节段拼装桥墩具有施工快、污染小和施工质量可靠等优点．目前国内主要用于一些跨海大桥引桥下部结构,而国外则在高速公路桥梁中得到大量应用。通过研究无粘结预应力带耗能钢筋干接缝节段拼装桥墩的拟静力试验进行仿真模拟,结果表明,无粘结预应力筋能减少桥墩的残余位移;普通钢筋能增大滞回环面积,使残余位移增大,同时可提高屈服强度和极限强度;无粘结预应力筋和普通耗能钢筋的配置比例应根据设计所要求的有效刚度和震后可修复的残余位移综合确定。     

预应力角钢板加固矩形混凝土短柱轴压承载力分析

对配有纵向钢筋和箍筋的矩形混凝土柱,采用预应力角钢板进行加固,使加固后的混凝土柱在不遭受加固破损的情况下,其承载力得到提高。在统一强度理论的基础上,对预应力角钢板加固混凝土短柱在轴心受压时的受力性能进行了分析,考虑了角钢板和箍筋对混凝土的约束作用,推导出了预应力角钢板加固混凝土短柱的轴压承载力计算公式。分析计算了原柱的极限承载力、加固柱在施加周向预应力使原柱内的箍筋不受力时和施加周向预应力使角钢板达屈服强度时的承载力。结果表明,统一强度理论对于预应力角钢板加固的配筋混凝土轴压短柱的理论计算有非常好的适用性。研究可为预应力角钢板加固混凝土短柱的轴压承载力的分析计算提供理论依据。     

预应力预制拼装管廊接头抗弯性能分析

为了研究混凝土强度等级、预应力筋预应力值以及管廊侧壁厚度等因素对预制预应力综合管廊预应力筋接头抗弯性能的影响,进行了预制预应力综合管廊预应力筋连接接头试件单调静力加载试验,并采用有限元模型分析了混凝土强度、预应力筋预应力值、侧壁厚度对接头受力性能的影响.试验结果表明:接头的抗弯刚度和抗弯承载力随混凝土强度的增大而增大,...     

自复位承插式多节段预制桥墩#br# 抗震性能数值模拟

为解决现有预制桥墩施工难度大、震后可恢复性能不足的问题,文章基于承插式桥墩与多节段桥墩的技术优点,提出一种新型自复位承插式多节段预制桥墩(RSSPP),使用耐久性好的BFRP筋和2304不锈钢钢筋,能够充分发挥承插式节点连接可靠、现场施工简单、容许误差大的特点,同时具备良好的自复位功能。基于OpenSees计算平台,使用纤维单元开展承插式桥墩和多节段桥墩模型建立与验证工作,在此基础上对RSSPP桥墩进行抗震性能研究和参数分析。研究表明：小位移下采用BFRP筋作为预应力筋相较于普通钢绞线的桥墩受力性能影响不大;提高初始预应力,能够使桥墩屈服荷载和屈服后刚度不断提高;增大不锈钢钢筋配置率对水平承载力和耗能能力提升较为明显,但也造成残余位移的增大,在实际应用中应做好自复位性能和耗能能力之间的平衡。     

钢筋混凝土板受燃气爆炸作用下的行为响应及承载力性能分析

燃气爆炸的反应过程与荷载特征与炸药爆炸明显不同。为研究燃气爆炸对钢筋混凝土板行为响应及竖向承载力的影响,采用FLACS模拟得到了室内燃气爆炸典型的超压时程曲线,结合LS-DYNA有限元软件建立的楼板数值分析模型,研究了钢筋混凝土板在燃气爆炸下的动态响应、破坏模式及在抗倒塌过程中的受力机制和承载能力,以及混凝土、钢筋强度等因素的影响。结果表明：钢筋混凝土板在燃气爆炸荷载作用下呈典型的弯曲破坏模式,且与能量等效的TNT爆炸相比,动态响应及损伤相对较小;燃气爆炸后楼板在抗倒塌过程的初期以薄壳受力机制为主,随后由受弯机制发展为受拉薄膜机制,但因受拉薄膜效应无法有效开展而导致爆炸后楼板的承载能力出现中度下降;增大钢筋直径,减小钢筋间距,采用双层配筋方式,以及在高强度钢筋对应的适筋范围内增大混凝土强度,可有效提高楼板抗燃气爆炸的能力,并降低爆炸对板承载力的影响;增大钢筋强度虽能提高楼板抗燃气爆炸能力,但亦会增强爆炸对板承载力的影响,而在低强度钢筋对应的适筋范围内增大混凝土强度基本不会改变爆炸对板承载力的影响。     

钢纤维混凝土节段拼装空心墩拟静力试验

为探究钢纤维对自密实混凝土桥墩抗震性能的影响,在剪力键干接方式下,对钢纤维混凝土预应力节段拼装空心桥墩试件进行拟静力试验,详细描述试验现象及破坏过程,基于滞回曲线、接缝张角及预应力等测试数据,分析桥墩模型的承载能力、延性性能、残余位移、预应力损失、墩底曲率、耗能能力、刚度退化等性能参数,结果表明:与普通混凝土预应力节段拼装空心桥墩相比,钢纤维可明显提高桥墩的极限承载力、极限位移和位移延性,减小残余位移、预应力损失和混凝土损伤程度,使节段拼装空心桥墩的抗震性能得到综合提升,其机理在于钢纤维能同时增强混凝土的强度和延性。     

部分预应力混凝土梁相对界限受压区高度取值分析

钢筋混凝土构件和预应力混凝土构件相对界限受压区高度相差很大,同一截面尺寸构件,当由相对界限受压区高度控制时,预应力混凝土梁与普通混凝土梁相比,承载力降低约17％.本文根据预应力钢绞线拉伸应力-应变试验曲线,分析了预应力钢绞线条件屈服强度取值对相对界限受压区高度的影响.对预应力筋和非预应力筋配筋强度基本相同的部分预应力混...     

混合配筋管桩的抗震性能试验研究

PHC管桩在地震作用下表现出一定的脆性,工程中可采用配置非预应力筋的措施改善其抗震性能,但改善效果尚不明确。本文通过1个PHC管桩和5个配置非预应力筋的PRC管桩的低周往复加载试验,对非预应力筋和预应力筋的配筋强度比和非预应力筋的配筋形式对PHC管桩抗震性能的改善效果进行了分析,包括管桩的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、刚度退化、承载力和延性。结果表明:配置非预应力筋可有效改善PHC管桩的抗震性能,并筋配筋形式下,当非预应力筋和预应力筋的配筋强度比为53%时,管桩的抗震性能有明显改善。     

成型格网箍筋混凝土柱受力及抗震性能试验研究

为研究成型格网箍筋混凝土柱和成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的受力及抗震性能,分别对采用传统绑扎箍筋和成型格网箍筋的6个混凝土柱和10个成型格网箍筋多重配筋混凝土柱进行了轴压试验和低周往复加载试验研究,对比分析采用成型格网箍筋和传统绑扎箍筋的混凝土柱的受力性能,研究在核心格网区域设置不同配筋率纵筋和纵筋布置方式等对成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的受力性能影响。研究结果表明：采用成型格网箍筋代替传统绑扎箍筋,钢筋混凝土柱的受力机理基本一致,成型格网箍筋能达到屈服应变,箍筋性能得到充分发挥,成型格网箍筋混凝土柱的轴压承载力和抗震性能更优;成型格网箍筋可为核心格网区域布置的纵筋提供有效支撑,纵筋的受压强度得到充分利用,延性可达到规范要求。在试验研究基础上,提出了成型格网箍筋多重配筋混凝土柱轴压比计算公式和轴压比限值建议。从公式计算结果与试验结果对比可知,成型格网箍筋多重配筋柱的实测轴压承载力高于公式计算结果,柱轴压比计算时,可计入核心格网区域配置的纵筋轴压承载力贡献。     

高强钢绞线网加固RC梁抗弯性能的数值分析

以河北沧州某大桥加固工程为背景,在高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固的T形钢筋混凝土梁抗弯试验研究基础上,采用有限元程序对其进行数值分析,研究混凝土强度、原梁纵筋配筋率、钢绞线用量、二次受力等因素对加固性能的影响。分析结果表明:加固构件屈服承载力、极限承载力和屈服挠度随混凝土强度、原梁纵筋配筋率、高强钢绞线用量的提高而有所增长,但极限挠度有所降低,构件延性变差;二次受力加固构件以首次受荷发生屈服为界限,未屈服构件受持载程度影响不大,而屈服构件随持载程度增大,力学性能得到较大提升;加固构件最终破坏的模式受纵筋配筋率、钢绞线用量、混凝土强度等因素的影响而有所区别。     

增加非预应力筋的混凝土管桩抗弯抗剪性能研究

预应力混凝土管桩抗压承载力很高,但是抗拔和抗水平承载力不足。当管桩内部的钢筋都为预应力钢筋时,当管桩受拉、钢筋同时达到屈服强度时,很容易发生脆性断裂。通过在管桩内适当增加非预应力钢筋,即可增强管桩的抗弯抗剪性能,为此,分析了增加不同直径的非预应力钢筋对预应力管桩的抗弯抗剪性能影响。通过试验与ANSYS数值模拟方法的对比,结果表明:随着增加非预应力钢筋配筋的增大,开裂弯矩和开裂剪力逐渐减小,极限弯矩逐渐增加。     

C80以上高强混凝土柱受力性能研究综述及建议

从钢筋强度、承载力、抗震性能以及在装配式结构中的应用等多方面对C80以上高强混凝土柱受力性能的研究情况进行了综述,主要结论和建议为:高强纵筋可增大柱的极限变形能力,高强箍筋可改善柱的延性;建议进行轴心受压和固定偏心距偏心受压试验,研究箍筋构造和承载力计算方法;国内针对柱的延性构造要求研究较多,建议对轴压比限值、配箍数量限值等研究结果进行整理和试验验证;建议结合混凝土构造及配筋形式、连接构造等进行预制柱的受力性能研究。     

装配式钢-混凝土组合管剪力墙轴压性能有限元分析

为研究装配式钢-混凝土组合管(SRCT)剪力墙的轴压受力性能,完成了11个SRCT剪力墙试件和1个钢筋混凝土(RC)剪力墙试件的数值模拟分析,研究距厚比、钢材强度与穿筋截面对构件轴压性能的影响。分析结果表明:所采用的数值分析方法能较好反映SRCT剪力墙的轴压受力性能,与RC剪力墙相比,SRCT剪力墙具有较高的轴压承载能力与轴向刚度;在受力过程中,SRCT剪力墙混凝土压溃现象先于钢板屈服;合理的穿筋布置可使穿筋在试件受力与破坏过程中始终处于弹性。     

配置HRB500钢筋的混凝土桥墩承载力与耗能性能

对4根配置HRB500钢筋的混凝土桥墩进行水平低周反复荷载下的抗震性能试验,分析其在低周往复荷载作用下的破坏特征、滞回曲线、承载力、位移及延性、耗能能力,研究了钢筋强度、轴压比、箍筋间距对桥墩抗震性能的影响规律。研究结果表明:轴压比的增加,使试件的承载能力提高了21.1%,但使试件的延性降低了44.6%。配箍率的增加,对试件承载能力影响不大,而钢筋强度的增加,使试件的承载能力提高了31.7%,而且使试件耗能能力增强了25.9%。