缓黏结剂固化度对PC梁力学性能影响的有限元分析

为了探明缓黏结剂固化期间缓黏结预应力混凝土梁力学性能的发展规律,对以往试验的缓黏结PC梁进行了弹塑性有限元分析。在有限元分析中,采用ABAQUS软件,用混凝土塑性损伤力学模型来描述混凝土的非线性性能,采用双折线随动强化模型来描述普通钢筋和缓黏结预应力钢筋的材料特性。混凝土采用实体单元C3D8R,普通钢筋骨架和缓黏结预应力钢筋采用二节点的桁架单元T3D2进行模拟。通过与试验PC梁的开裂荷载、极限荷载及荷载-挠度关系曲线的对比分析,探明了缓黏结剂固化期间,钢绞线、缓黏结剂与混凝土之间的传力机理。结果表明:缓黏结剂固化度对梁的初期刚度影响不大,试件梁加载前期,试验结果与有限元分析结果梁的初期刚度基本相同,缓黏结剂固化度对缓黏结PC梁的开裂荷载影响较小,对缓黏结PC梁最大承载力的影响较大,缓黏结PC梁的最大承载力随着缓黏结剂固化度的增大而增大。     

缓黏结预应力钢绞线张拉锚固后预应力损失试验研究

为了得出缓黏结预应力钢绞线张拉锚固后预应力的变化情况,对缓黏结预应力钢绞线张拉锚固后的预应力损失做出试验研究。在试验中,通过缓黏结预应力钢绞线张拉锚固后,随着缓黏结剂固化时间的增长,读取试件两端传感器的数值,得出缓黏结预应力钢绞线的预应力损失。试验表明,张拉锚固后,锚固初期缓黏结预应力钢绞线的预应力损失较大,随着锚固时间的增长,预应力损失逐步降低。张拉锚固110d后预应力损失趋于稳定。     

循环荷载下早龄期张拉预应力梁受弯性能研究

通过对3根使用不同预应力张拉方式张拉的C40钢筋混凝土梁进行受弯性能试验,重点研究了在早龄期分期张拉预应力和28 d张拉预应力作用下的试件梁在承载能力、刚度和挠度上的差异。试验结果表明,张拉龄期越早,试件的开裂荷载、屈服荷载越高,相同挠度下的承载力越强,刚度越大。张拉龄期对试件梁屈服后的承载能力和挠度的改善并不明显。     

配置600MPa钢筋的无黏结部分预应力梁受弯性能试验研究

对5根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,研究配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力梁的受弯性能。分析非预应力筋配筋率及混凝土强度等级对试验梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋配筋率可以提高无黏结部分预应力混凝土梁的抗弯承载力;配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁的极限承载力仍可用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中推荐的算式进行计算;600 MPa钢筋的屈服强度设计值取520 MPa具有足够的安全储备。     

预应力混凝土梁缓凝粘合剂有效强度试验研究

缓粘结预应力混凝土梁由无粘结预应力混凝土梁转变为有粘结预应力混凝土梁的判定标准是结构投入正常使用状态的重要依据。在缓凝粘合剂不同锥入度和不同邵氏硬度条件下，对15根缓粘结预应力混凝土梁进行抗弯性能试验，建立缓粘结预应力混凝土梁开裂荷载、裂缝数量和极限承载力与锥入度、邵氏硬度的关系。同时，与2根有粘结预应力混凝土梁和2根无粘结预应力混凝土梁的抗弯性能试验作对比。结果表明：当缓凝粘合剂邵氏硬度达到50D时，缓粘结预应力混凝土梁达到有粘结预应力混凝土梁的抗弯性能，即缓粘结预应力混凝土梁转变为有粘结预应力混凝土梁。据此定义缓凝粘合剂邵氏硬度50D为有效硬度。在以上试验的基础上，制作3组缓凝粘合剂抗压试件，测得抗压试件邵氏硬度达到50D时，缓凝粘合剂抗压强度为10MPa,并定义此为有效强度。     

新型混合装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析

预应力筋面积、预应力筋张拉应力、浆锚钢筋无黏结长度及轴压比是新型混合装配式混凝土剪力墙的重要设计参数。在前期试验基础上,开展考虑不同预应力筋面积的新型混合装配式混凝土剪力墙低周反复荷载试验,并采用Abaqus进行有限元参数分析。试验结果表明：相较现浇对比试件,新型混合装配式剪力墙试件抗裂性能、承载力、刚度均明显提高,位移延性性能及耗能能力接近,在预拉力不变的条件下,预应力筋面积变化对试件性能影响较小;有限元参数分析结果表明,预应力筋张拉应力与轴压比的变化将明显影响新型混合装配式混凝土剪力墙的强度与刚度,且均呈正相关关系,而预应力筋面积、浆锚钢筋无黏结长度影响则不够明显。综合分析认为,对于试验涉及的新型混合装配式混凝土剪力墙,建议预应力筋根数取3根,初始张拉力宜为416.6kN,浆锚钢筋无黏结长度宜为150mm。     

配置600MPa钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁变形性能试验研究

通过对8根配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁进行试验,研究试验梁的变形性能。对比分析预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率、混凝土强度等级对有黏结部分预应力混凝土梁挠度及刚度的影响。研究结果表明:提高配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁的预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率可以提高试验梁的受弯承载力,增加试验梁的刚度,减缓试验梁的刚度退化,提高非预应力纵向受拉钢筋强度等级、混凝土强度等级可以提高试验梁的变形能力。     

缓黏结预应力混凝土梁应力传递机理试验研究及有限元分析

为了研究对缓黏结预应力混凝土梁的应力传递机理,于工程现场选取一根缓黏结预应力混凝土梁作为试验监测对象,寻找监测过程中混凝土的应力变化规律,得出试验梁混凝土的应力传递机理,并与传统预应力混凝土结构预应力传递规律进行简单对比;通过ANSYS有限元分析软件,对试验梁进行建模,对试验梁在张拉阶段和缓黏结剂黏结硬化阶段进行模拟计算,同试验结果进行对比,同时模拟试验梁正常使用过程中受力情况,分析试验梁危险截面并提前预防。     

锈蚀缓粘结预应力混凝土梁抗弯性能研究

本文开展了4个锈蚀缓粘结预应力混凝土梁和2个锈蚀普通混凝土梁的抗弯性能试验研究,总结锈蚀梁的抗弯性能变化特征。结果表明,随着荷载比的增大,锈蚀梁开裂荷载、屈服荷载呈减小,更早进入弹塑性阶段;梁的极限承载力逐渐减小,塑性性能降低;相同条件下锈蚀预应力梁抗弯承载力高于锈蚀无预应力梁。在抗弯性能强于抗剪性能且箍筋和纵筋的失重率较小情况下,锈蚀抗弯梁的主要破坏形式均为普通受拉钢筋屈服,混凝土压碎弯曲破坏,同时建立了适用于无损检测状态下的锈蚀预应力钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式。     

部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁疲劳性能试验研究

装配式混凝土结构是建筑工业化发展中较为新颖的结构体系,而预制混凝土梁作为此类结构的重要组成部分,深入研究其受力特点和破坏模式已成为工程领域的迫切需求。本文为研究部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁的疲劳抗弯性能,分别对4根部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁和1根部分预应力超高强混凝土预制梁进行了疲劳荷载作用下的抗弯试验研究,得到了荷载-挠度曲线和非预应力受拉钢筋的拉应变与疲劳次数的相关性变化规律,以及抗弯刚度的退化规律。结果表明:非预应力受拉钢筋疲劳断裂可以作为预制试件疲劳破坏的标志,等效应力水平是试件发生疲劳破坏的主要因素。此外,通过分析预制梁的刚度降低系数与疲劳次数、非预应力受拉钢筋应力幅值比与疲劳次数的关系曲线,以预测其疲劳寿命。