冻融后预应力混凝土受弯构件正常使用极限状态分析

试验研究了5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的力学性能,通过对实验过程的分析及得到的荷载-挠度曲线,研究遭受冻融作用后预应力混凝土受弯构件使用阶段的跨中挠度随冻融次数的变化规律,参考规范法,将试验得到的开裂弯矩值与理论计算值进行对比,从而得出受冻融影响后的预应力混凝土受弯构件的短期刚度及开裂荷载仍然可以使用规范中的公式进行计算,只不过在计算时混凝土抗拉强度标准值及混凝土弹性模量应采用冻融循环后对应的实际值,研究内容能为我国寒区的预应力混凝土结构的变形验算提供参考。     

钢筋混凝土构件刚度和裂缝的试验研究和对计算的建议

本文总结了20多年来我们对短期荷载作用下钢筋混凝土构件刚度和裂缝的试验研究成果和在计算方面相应的建议。构件包括受弯构件和偏心受力(受拉和受压)构件,这些构件可用统一的公式计算,组成了一个完整的计算体系。受弯构件包括普通钢筋混凝土和配筋轻混凝土构件,其截面除常遇到的集中配筋的几种截面形式外,也包括薄壁构件和环形截面构件,同时还包括双向受弯构件;偏心受力构件截面形式也包括环形截面在内。文中建议的普通钢筋混凝土受弯构件刚度和裂缝计算方法,已被列入我国1974年颁布的《钢筋混凝土结构设计规范(TJ 10-74)》内。建议的公式具有明确的力学模式,物理概念清楚。验算表明,各公式的计算结果与有关试验结果符合较好。与苏联、美国规范和欧洲混凝土委员会/国际预应力协会(CEB-FIP)标准规范中受弯构件刚度公式比较表明,建议的公式不仅计算简便,而且更符合试验结果。文中还给出连续梁的研究资料和提出有关计算方法。除对使用荷载阶段进行研究和给出计算的结果外,也给出弯矩-曲率全曲线和极限变形的计算。试验用的试件超过500根。     

高强钢筋轻骨料混凝土梁短期受弯刚度计算方法研究

为研究配置高强钢筋轻骨料混凝土梁短期受弯刚度特点及其计算方法,分别进行了5根配置400MPa和5根配置500MPa级纵筋的陶粒轻骨料混凝土梁受弯性能试验.结合收集到的22根高强钢筋轻骨料混凝土梁的试验结果,评估了相关规范中短期受弯刚度计算公式的适用性.试验结果表明,试件在纵筋屈服前的跨中弯矩-平均曲率曲线先近似呈直线,开裂后呈微凹曲线;与普通混凝土梁相比,轻骨料混凝土梁的短期受弯刚度较小.根据《轻骨料混凝土结构技术规程》(JGJ 12-2006)和《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)短期受弯刚度计算公式得到的试件刚度计算值均比试验值偏小.利用试验数据,基于跨中弯矩-平均曲率曲线特点给出了配置高强钢筋轻骨料混凝土梁的短期受弯刚度一般计算模式,并基于该计算模式下的特例(双折线法)构建了与预应力混凝土构件刚度公式统一的修正计算公式,按该公式所得刚度计算值与试验值吻合较好.     

高强钢筋部分预应力混凝土梁变形性能的试验研究

通过配置600MPa级钢筋部分预应力混凝土梁受弯试验,分析了试验梁的变形性能及其影响因素,探讨了不同阶段试验梁的短期刚度和挠度的计算。试验结果表明:配置600MPa级钢筋部分预应力混凝土梁变形性能良好,尤其在高强钢筋屈服后,构件仍具有较好的变形能力。同时,本文建议构件开裂前后的短期刚度宜分别按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《混凝土结构设计规范》的规定计算,挠度计算值与实测值吻合较好。     

粘贴预应力玻璃钢板加固混凝土梁试验研究

本文对预应力玻璃钢板加固混凝土梁构件的性能作了初步的研究,并提出了应用预应力玻璃钢板加固梁构件的施工工艺.在此基础上,作者进行了4根试件的试验.通过试验结果对比了预应力玻璃钢板加固的受弯构件与非预应力玻璃钢板加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响.试验结果与分析表明预应力玻璃钢板极大的提高了梁构件的工作性能.另外,本文提出了预应力玻璃钢板加固的受弯构件的极限承载力计算公式,实验数据和理论分析计算吻合较好.     

与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

由于无粘结筋相对于其周围混凝土可发生纵向相对滑动,因此受弯构件中的无粘结筋对构件抗弯刚度的贡献及其对裂缝开展的抑制作用小于有粘结预应力筋。为了实现无粘结与有粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算方法的协调和统一,提出了受弯构件中无粘结筋等效折减系数的概念,通过对无粘结预应力混凝土受弯构件的变形试验数据和按已有公式对设计试件的变形试算数据进行分析,得出了无粘结筋等效折减系数的建议取值(α=0.23)。用等效纵向受拉钢筋配筋率代替有粘结预应力混凝土受弯构件刚度计算公式中纵向受拉钢筋配筋率,用等效纵向受拉钢筋面积代替用于计算有粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的纵向受拉钢筋等效应力计算公式中的纵向受拉钢筋面积,就可分别得到与有粘结相协调的无粘结预应力混凝土受弯构件刚度及裂缝宽度计算公式,两公式计算结果与试验结果均吻合良好,可用于工程设计。     

钢筋混凝土受弯构件裂缝和刚度统一计算模式的研究

本文探讨了钢筋混凝土受弯构件的开裂机理,并将裂缝宽度分解为三个分项裂缝宽度,即:构件在不考虑粘结应力时产生的裂缝宽度;开裂后混凝土的回缩所产生的裂缝宽度;钢筋与混凝土间的粘结力对裂缝宽度的影响。本文对分项裂缝宽度分别计算后进行叠加,从而建立了统一的矩形截面受弯构件裂缝宽度和刚度的理论计算公式。验算结果表明,上述公式是合理的,所得结果较为满意。     

配置HRBF500钢筋的无粘结预应力混凝土梁短期刚度试验研究

通过8根矩形截面梁的受弯试验,研究配置HRBF500纵向钢筋的无粘结预应力混凝土梁短期受弯刚度,并对国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中的刚度计算公式进行了评析.试验研究结果表明:设计规范GB 50010的短期受弯刚度计算模式对配HRBF500钢筋的无粘结预应力混凝土梁仍适用,但按设计规范GB 50010计算的短期刚度总体上比试验值偏小,二者之比平均为0.857.根据试验结果,提出无粘结预应力混凝土梁刚度比值系数w的修正建议,修正后的计算值与试验值符合较好.     

带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术研究

开发带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术,给出带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土受弯构件的施工工艺,进行预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究,进行预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪及疲劳性能试验研究,进行温度对芳纶纤维布配套黏结材料的力学性能影响试验研究。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比,开裂荷载显著提高,屈服荷载、极限荷载、疲劳寿命及开裂后的抗弯刚度明显提高;使用环境温度在60℃以下时,芳纶纤维布的配套树脂胶与底胶的黏结强度不会发生软化现象。试验研究及分析表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术可显著改善混凝土受弯构件使用阶段的力学性能。     

带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术研究

开发带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术,给出带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土受弯构件的施工工艺,进行预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究,进行预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪及疲劳性能试验研究,进行温度对芳纶纤维布配套黏结材料的力学性能影响试验研究。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比,开裂荷载显著提高,屈服荷载、极限荷载、疲劳寿命及开裂后的抗弯刚度明显提高;使用环境温度在60℃以下时,芳纶纤维布的配套树脂胶与底胶的黏结强度不会发生软化现象。试验研究及分析表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术可显著改善混凝土受弯构件使用阶段的力学性能。     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯性能研究

本文对预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能做了初步的研究,并提出了带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的施工工艺。通过10根试件的受弯试验,对比了预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固的混凝土梁的开裂弯矩、屈服弯矩、极限弯矩及抗弯刚度等工作性能,分析了芳纶纤维布的预应力水平和加固层数对试件受弯性能的影响。试验结果表明,非预应力芳纶纤维布加固的试验梁与未加固的基准梁相比,其开裂弯矩提高了12%~16%,屈服弯矩提高了13%~29%,极限弯矩提高了26%~65%;预应力芳纶纤维布加固的试验梁与未加固的基准梁相比,其开裂弯矩提高了114%~306%,屈服弯矩提高了38%~101%,极限弯矩提高了29%~101%。可见,预应力芳纶纤维布能显著地提高被加固钢筋混凝土梁的受弯性能。在试验研究基础上,本文给出了承载力计算方法,计算结果与实测值符合较好。     

预应力碳纤维布材加固混凝土受弯构件的抗弯性能研究

本文对预应力碳纤维布材加固混凝土梁构件的性能做了初步的研究,并提出了应用预应力碳纤维布材加固梁构件的施工工艺。在此基础上,作者进行了9根试件的试验。通过试验结果对比了预应力碳纤维布加固的受弯构件与非预应力碳纤维布加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响,讨论了预应力水平变化引起的构件使用荷载以及变形能力的变化。试验发现预应力碳纤维布材加固的试件的开裂荷载较对比试件提高了43%至214%,在对比试件屈服荷载下的变形为对比试件的29.8%至56.3%。试验结果与分析表明预应力碳纤维布材极大地提高了梁构件的工作性能。另外,本文提出了预应力碳纤维布材加固的受弯构件的界限补强率、极限承载力、抗弯刚度以及挠曲变形的计算公式。     

轻钢桁架混凝土楼板试验研究

轻钢桁架混凝土楼板是轻钢轻混凝土结构体系配套的一种采用免拆模板的新型单向密肋楼板,该楼板由轻钢桁架和普通混凝土组成。本文通过轻钢桁架混凝土楼板受弯承载力试验,结合型钢混凝土和钢筋混凝土受弯构件工作原理,研究了其受弯承载力、裂缝宽度及短期抗弯刚度的计算方法。结果表明该楼板各工作阶段与钢筋混凝土受弯构件类似,受弯承载力与截面高度、受拉钢材面积基本成线性关系,抗弯刚度与受拉钢材面积基本成线性关系,与截面高度成二次方关系。     

试验研究钢筋混凝土薄板受拉刚化效应

钢筋混凝土受弯构件通常忽略其混凝土的抗拉承载能力,然而裂缝间的混凝土和钢筋仍然保持着部分黏结,存在受拉刚化效应,这-效应能够影响构件开裂后刚度的大小,进而影响构件在使用荷载下挠度大小和裂缝宽度,影响构件适用性.受拉刚化效应对板,尤其是对新型材料薄板开裂后刚度的影响更为显著.通过试验对当前几个主要力学模型挠度计算方法进行...     

部分预应力混凝土受弯构件刚度和最大裂缝宽度的计算

本文给出在长、短期使用荷载作用下出现和不出现裂缝的部分预应力混凝土受弯构件的刚度计算方法。建议的刚度计算公式与现行规范公式有相同的形式,并且与之有连续性。其结果与试验值比较符合程度尚好。对出现裂缝的部分预应力混凝土受弯构件,还给出按统计确定的可能最大裂缝宽度计算公式,在实用上具有足够的保证率。此外,对相当于普通钢筋混凝土构件在弯矩M_1作用下,建立ψ_1公式所引用的ε_?-ε_?平行性关系和受压边缘混凝土平均应变综合系数ζ_1,给出了简单的数学论证,这也相当于论证了规范公式ψ所根据的ε_g-ε_g平行性关系和系数ζ。     

预应力混凝土张拉工艺

一、前言钢筋混凝土有一个很大的弱点,就是当钢筋混凝土构件处于受弯状态时,由于混凝土的抗拉能力较小,构件的受拉区往往会出现裂缝,使构件的刚度大为降低。若对构件的受拉区预先施加一个压应力,当构件受到的外荷载在其受拉区产生的拉应力超过预先施加的压应力时,才能使混凝土产生裂缝。这样就可延缓构件开裂时间,使混凝土构件在使用阶段不开裂,从而克服普通钢筋混凝土构件的弱点。这种在钢筋混凝土构件受到外荷载作用之前(或在构件使用阶段之前),就预先对其受拉区施加一个压应力而获得的钢筋混凝土,就简称预应力混凝土。预应力混凝土保留了普通钢筋混凝土的     

预应力混凝土框架梁挠度控制实用方法的研究

预应力混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的挠度,可根据构件的刚度用结构力学的方法计算。对于裂缝控制等级为三级的受弯构件,我国现行规范GB50010-2010（混凝土结构设计规范》给出的短期刚度计算公式中参数众多,使得刚度计算十分复杂,一定程度上制约了预应力混凝土结构的应用。本文以GB50010-2010《混凝土结构设计规范》为理论依据,对预应力混凝土框架梁挠度控制进行研究,在理论分析与工程实例验证的基础上提出了挠度控制的实用方法——荷载比值法。在正常跨高比范围之内,限制预应力反向荷载与外荷载的比值,从而避免了对挠度进行繁琐的计算,为结构设计人员提供了方便,有利于推广预应力混凝土结构的应用。     

无粘结部分预应力砼受弯构件的变形计算

本文研究了影响无粘结部分预应力砼受弯构件在使用阶段刚度计算的主要因素。根据我院近年的几批试验数据,采用线性回归的方法,得出了本文建议的无粘结部分预应力砼受弯构件的刚度计算公式。并对我国有关规范和设计建议的部分预应力刚度计算公式如何用于无粘结部分预应力砼提出了修正的建议。本文所提刚度公式的计算结果与试验结果符合良好。     

钢筋混凝土矩形截面受弯构件挠度的简化计算

通过对钢筋混凝土矩形截面受弯构件短期刚度、长期刚度简化计算公式的推导,提出了按纵向受拉钢筋配筋率、混凝土强度等级及构件截面计算长期刚度的计算公式。     

有黏结与无黏结混合配置预应力筋混凝土梁短期刚度研究

针对有黏结与无黏结混合配置预应力筋混凝土梁的短期刚度问题,采用双直线法推导了混合配置预应力筋混凝土梁短期刚度的计算式。根据ABAQUS有限元软件建立的71根混合配置预应力筋混凝土梁的计算结果,对计算式中刚度计算终点的折减系数β_(0.5)进行多元回归分析,并根据β_(0.5)计算方法的不同,给出了两种计算混合配置预应力筋混凝土梁短期刚度的公式。利用已有文献中的42根无黏结预应力筋混凝土梁和31根有黏结预应力筋混凝土梁的试验数据,对提出的刚度公式进行了验证。试验结果表明:基于有黏结与无黏结混合配置预应力筋混凝土梁的短期刚度计算式,可推广应用于无黏结预应力混凝土梁和有黏结预应力混凝土梁短期刚度的计算。此外,根据收集整理的试验数据对中国GB 50010—2010、美国ACI 318-11和欧洲规范EN 1992-1-1:2004中预应力混凝土受弯构件刚度公式的计算精度进行了分析。