初始残余应力对预应力钢-混凝土连续组合梁抗火性能影响

为研究钢梁残余应力对预应力连续组合梁抗火性能的影响,建立了预应力连续组合梁在高温下非线性升温过程受力行为的有限元模型。通过考察梁的破坏形式、跨中挠度、预应力拉索张力、截面弯矩以及梁的曲率等关键参数随温度的变化,得到不同残余应力模式对组合梁抗火性能的影响机理。分析结果表明：残余应力的分布并不总是对预应力钢-混凝土组合梁的高温性能产生不利影响,腹板具有初始残余拉应力分布模式的预应力钢-混凝土组合梁高温下的挠度相对最小;残余应力主要通过影响截面正应力分布来影响钢梁的截面刚度;在临界状态时,残余应力对组合梁截面刚度的影响不明显;不同残余应力模式对高温下预应力钢-混凝土组合梁的截面抗弯刚度影响不同;当预应力钢-混凝土组合梁的初始残余应力模式以腹板全截面拉应力为主时,预应力钢-混凝土组合梁跨中截面抗弯刚度最大;当残余应力对组合梁跨中截面抗弯刚度有利时,梁跨中截面处中和轴位置比无残余应力影响时较高。     

体内预应力胶合木梁短期受弯性能试验研究

为研究体内预应力胶合木梁短期受弯性能,对15根胶合木梁进行了受弯试验研究,包括1组未增强试件、1组直线形有黏结预应力筋增强试件、2组抛物线形有黏结预应力筋增强试件以及3组抛物线形无黏结预应力筋增强试件。试验结果表明：为布置抛物线形预应力筋,该文首次提出的胶合木梁中抛物线形孔道的开槽方案效果良好,注胶密实性较好;预应力筋增强试件中,摩擦系数?的试验均值为0.0030,?的试验均值为0.10;相比未增强试件,直线形有黏结预应力筋增强试件的受弯极限承载力提高了33.2%,抗弯刚度提高了27.2%,抛物线形有黏结预应力筋增强试件的受弯极限承载力分别提高了29.9%和50.1%,抗弯刚度分别提高了28.9%和30.8%,抛物线形无黏结预应力筋增强试件的受弯极限承载力分别提高了23.7%、32.3%和7.9%,抗弯刚度分别提高了17.3%、18.8%和20.4%;抛物线形预应力筋增强试件相对于直线形受弯极限承载力略有降低,有黏结预应力筋试件相对于无黏结短期受弯性能更好;增大张拉控制应力能有效提高构件受弯极限承载力,但对抗弯刚度的提高贡献不大。     

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。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁的刚度计算分析

碳纤维布施加预应力后粘贴加固可有效改善混凝土梁正常使用阶段的工作性能,相应截面应力和刚度分析对于合理评价加固梁的工作状态有重要意义。本文在分析预应力碳纤维布加固后混凝土梁截面刚度变化规律的基础上,结合混凝土、钢筋以及碳纤维三者应力-应变关系,得出了预应力碳纤维布加固梁截面刚度的计算公式。推导的理论计算公式与试验结果吻合较好。     

预应力组合梁长期性能试验研究与时随分析

在中国首次进行了预应力组合梁长期性能的试验研究。通过一年长期荷载试验，对预应力组合梁的长期变形、预应力筋应变、钢梁应变、钢梁与混凝土板之间的滑移等时随性能进行较为系统的研究，并提出了预应力组合梁长期变形的设计建议。基于龄期调整有效模量法，推导了预应力组合梁单元的徐变刚度矩阵和徐变力向量，编制了预应力组合梁时随分析程序，应用该程序的计算值与试验结果吻合较好。     

腐蚀预应力混凝土梁抗剪性能试验

为研究预应力筋腐蚀对预应力混凝土梁抗剪性能的影响,设计制作了4片预应力混凝土梁,采用外加恒电流法对单侧弯剪区局部预应力筋进行了快速腐蚀,并对不同锈蚀程度混凝土梁进行了抗剪试验,分析了预应力筋腐蚀对梁开裂、变形、钢筋受力、破坏形态以及抗剪承载力的影响,并在试验基础上对锈蚀PC梁抗剪承载力计算方法进行了探讨。结果表明:相同剪跨比下预应力筋腐蚀对混凝土梁的破坏形态影响很小,但对构件裂缝发展影响较大,引起开裂荷载显著降低;开裂前,预应力筋腐蚀对其刚度影响较小;开裂后,腐蚀引起刚度退化较为明显;预应力筋腐蚀导致相同荷载下箍筋、纵筋应变增大,构件抗剪承载力退化;预应力筋腐蚀率为3.2%,7.9%,13.2%的混凝土梁抗剪承载力分别下降5.8%,9.1%,15.5%;考虑腐蚀预应力筋截面减小,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式对PC梁抗剪承载力计算具有较高的计算精度。     

集中荷载作用下预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能试验研究

为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪性能,对14个预应力钢骨超高强混凝土梁试件与7个预应力超高强混凝土梁试件进行受剪性能试验,研究剪跨比、预应力度、箍筋间距和腹板厚度等因素对预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能的影响。结果表明：加入钢骨后,梁试件的受剪承载力及剪切延性均有提高,并且钢骨对斜截面开裂后刚度的影响更为显著;增大腹板厚度可以提高组合梁试件的斜截面开裂荷载、受剪承载力和剪切延性,而增大箍筋间距会降低组合梁试件的受剪承载力和剪切延性。剪跨比越小,组合梁试件的斜截面开裂荷载和受剪承载力越大,剪切延性越差,预应力度对组合梁试件的斜截面开裂荷载和剪切延性均有影响,但当预力度小于0.34时,预应力度对剪切延性几乎无作用。提出预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用中参考。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁抗弯性能试验及理论分析

预应力技术是充分发挥FRP复合材料高强性能的一条有效途径。通过对预应力芳纶纤维布加固混凝土梁抗弯的试验,对预应力水平对梁抗弯承载力、刚度、延性的影响进行分析。结果表明:预应力水平为55%~65%时,预应力芳纶纤维布加固梁的开裂、屈服、极限荷载比非预应力芳纶纤维布加固梁分别提高约147%~165%、28%~50%、13%~31%,表明预应力芳纶纤维布能显著地提高混凝土梁的抗弯性能。承载力极限状态时,预应力梁为纤维布的断裂破坏,非预应力梁发生布与混凝土间局部脱粘破坏。在试验研究的基础上,采用弹塑性截面分析法计算梁的承载力,理论计算值与试验值吻合良好。     

Finite element modeling of concrete beams prestressed with external tendons

In this study, a numerical model based on the finite element method incorporating an arc-length solution algorithm for materially and geometrically nonlinear analysis of concrete beams prestressed with external tendons is established. The second-order effects are taken into account. The effects of external tendons are expressed by equivalent nodal loads of the beam element and therefore analysis of externally prestressed concrete beams can be conducted with the ordinary bonded concrete beams. The section tangent stiffness matrix is derived by the layered approach, and then the nonlinear beam flexural theory is utilized to determine the element tangent stiffness matrix. An updated normal plane arc-length solution algorithm is used to trace the nonlinear response of the beams from zero loads up to ultimate loads. This algorithm can deal well with the changes of response during loading, so that the possible limit points on the load–deflection response prior to the ultimate limit state can be easily passed. Results predicted by the analysis are in good agreement with the experimental data.     

卡塔尔某超高层建筑部分预应力环梁设计研究

重力荷载作用下网筒结构外鼓及交叉柱间轴力差异将使环梁受到较大的拉力。为保证环梁具有适宜的刚度,控制环梁裂缝宽度,工程中部分环梁采用了部分预应力,并对预应力张拉施工全过程进行了施工模拟。环梁设计采用了预应力等效荷载和重力、风、温度、地震多种荷载组合下的最不利内力。预应力效应全过程整体分析为环梁及整体结构设计安全可靠提供了保证。     

预应力钢-混凝土组合双向楼板空间受力的非线性有限元分析

预应力钢 -混凝土组合梁具有刚度大、承载力高、延性好等特点 ,因而得到越来越广泛的应用。如将组合梁在平面交叉组成双向楼板体系 ,预期可以进一步提高其刚度和承载力。为此 ,利用非线性有限元方法 ,对预应力钢 -混凝土组合单向楼板和双向楼板进行了空间受力全过程分析 ,并通过改变预应力筋配置进行了参数讨论。分析结果表明 ,相对于钢 -混凝土组合单向楼板 ,组合双向楼板的承载力可以提高 133% ,刚度可以提高 6 6 %。而施加预应力后 ,刚度和承载力还可以继续提高。钢 -混凝土组合双向楼板是一种非常有前途的结构形式     

钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点抗震性能试验

通过对3个试件的低周反复荷载试验,研究了不同预应力对钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点的破坏形态、滞回曲线、刚度退化、耗能能力等的影响。结果表明:预应力对试件的破坏类型几乎没有影响,破坏均为梁端受弯破坏;梁下部为受拉区时,预应力的施加使刚度退化加快,耗能性能降低;梁上部为受拉区时,预应力试件极限承载力较非预应力试件更高,刚度退化和延性、耗能性能略比非预应力试件好。     

重庆浪高凯悦大酒店预应力宽扁梁设计

简要介绍了重庆浪高凯悦大酒店工程有粘结预应力扁梁的设计特点。在设计中应用有限元程序,分析了梁柱刚度对梁轴向预压力的影响。通过对柱及墙体预留后浇带减小了竖向构件对预应力梁的约束作用,降低了梁中的次轴力,使设计经济合理。对同类工程设计具有一定的参考价值。     

预应力碳/玻混杂纤维筋混凝土梁受弯性能研究

针对单一纤维的FRP筋延性较差的缺点,在采用碳/玻混杂纤维复合材料(C/G-HFRP)筋的同时,引进预应力技术。通过对2根预应力HFRP筋混凝土梁、1根普通钢筋混凝土梁和1根普通HFRP筋混凝土梁的受弯性能试验研究,分析预应力HFRP筋混凝土梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力和变形等,提出了等效抗弯刚度的计算模型,为HFRP筋的工程应用提供了依据。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的力学性能分析

本文在试验研究的基础上,对带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯承载力和刚度进行了分析,建立了其计算公式,给出了不同受力阶段的挠度计算方法.计算结果与试验结果符合较好,且计算偏于安全.     

预应力碳纤维布加固混凝土梁截面应力及抗弯刚度

碳纤维布施加预应力后粘贴加固可有效改善混凝土梁正常使用阶段的工作性能,相应截面应力和抗弯刚度分析对于合理评价加固梁的工作状态有重要意义。根据预应力碳纤维布加固混凝土梁正常使用阶段的截面受力分析,提出了截面应力的简化计算方法,进而通过引入碳纤维布应变不均匀系数,得出了对于未加固梁、非预应力碳纤维布加固梁和预应力碳纤维布加固梁均适用的截面短期抗弯刚度的实用计算方法。试验结果对比表明,建议的截面应力和抗弯刚度计算方法准确度较高。     

预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆抗弯加固试验研究

在以往试验研究的基础上,对钢绞线施加预应力,以研究预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固技术对RC梁的适用性。对5根预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了抗弯试验研究,试验结果表明,采用预应力措施有效地提高了梁的抗弯承载力和刚度,较好地约束了裂缝的发展。同时提出利用该种加固方法进行抗弯加固的承载力设计计算公式。计算结果与试验结果吻合较好。另外,还就高强不锈钢绞线网的预应力张拉、预应力损失等进行试验研究,提出完整的预应力高强不锈钢绞线网加固受弯构件的施工工艺,并给出采用不同张拉方法时预应力有效值系数的取值,使得该种加固方法能够更好地应用于实际工程中。     

预应力混凝土边梁协调扭转的分析

通过对协调扭转的各种典型设计方法的适用性进行比较,指出对于不同的结构,必须合理选用相应的协调扭转分析方法。对承受较大协调扭矩作用的预应力混凝土边梁,协调扭矩的计算可根据不同阶段的受力特点采用其相应的变刚度。同时对次梁、板与边主梁截面形心相对位置的影响进行探讨,指出预压力对边梁抗扭承载力的影响。结合工程实例的有限元分析,说明此类结构的设计要点。     

预应力混杂纤维板增强混凝土梁的抗弯试验研究

通过对不同模量碳纤维和玄武岩纤维混杂成的纤维板增强钢筋混凝土梁(C/BFRP混凝土复合梁)试验,研究不同混杂参数及预应力对复合梁受弯性能的影响,并对复合梁的承载能力、刚度、挠度及延性进行讨论。试验结果表明,预应力C/BFRP能有效提高钢筋混凝土梁的受弯承载能力,延缓梁裂缝的出现,提高梁的延性,同时复合梁屈服后有较高的二次刚度。     

预应力型钢混凝土框架结构竖向反复荷载作用下抗震性能试验研究

通过对1榀柱中内置型钢和1榀梁柱均内置型钢的预应力型钢混凝土框架的竖向反复荷载试验, 研究预应力型钢混凝土框架的破坏机制、滞回特性、延性、刚度和耗能等性能。结果表明：预应力型钢混凝土框架梁是梁铰破坏机制,极限状态时 “拱效应”提高了框架梁的承载能力;预应力型钢混凝土框架梁滞回曲线饱满,变形恢复能力小于普通预应力混凝土框架梁;预应力型钢混凝土框架梁位移延性系数均值为4.8,普通预应力混凝土框架梁的为4.18,均有较好的延性;等效黏滞阻尼系数介于0.258~0.323之间,说明2个试件破坏时截面具有良好的耗能能力;参数分析表明,试件延性系数受含钢率影响不大,随内置型钢截面高度与梁截面高度比值增大而增大。