预应力混凝土框架结构的实用设计方法

提出预应力混凝土框架结构实用设计方法 ,该方法首先将结构的综合弯矩、次弯矩表达成梁柱预应力筋面积的函数 ,然后通过裂缝控制计算确定梁柱预应力筋面积 ,通过正截面承载力计算确定梁柱非预应力筋面积。进而得出预应力筋和框架截面弯矩的函数关系 ,简化了框架结构预应力筋的计算     

部分预应力混凝土梁斜截面抗裂度计算

预应力混凝土梁斜截面抗裂性能同正截面抗裂性能一样是预应力结构设计理论中的一个重要问题。本文通过钢筋混凝土与预应力混凝土的对比,介绍了预加应力在提高斜截面抗裂性能方面的优越性,并提供部分预应力混凝土结构斜截面抗裂度的计算方法。     

无粘结部分预应力混凝土梁正截面强度的研究

本文通过五根无粘结部分预应力混凝土箱形截面梁试验,研究了无粘结部分预应力混凝土梁的正截面强度。在国内外学者研究的基础上,通过理论分析推导了梁极限破坏时无粘结预应力筋应力的计算公式,并且考虑了跨高比和附加非预应力钢筋对此应力的影响,提出了无粘结部分预应力混凝土梁正截面强度的计算方法。经试验验证和通过比较分析可知本文方法是可靠的。     

火灾下预应力混凝土梁破坏模式研究

正长安大学的研究人员开展了火灾下预应力混凝土T形截面梁桥的破坏研究,分析了火灾下预应力混凝土薄腹梁的破坏准则。采用ANSYS软件,通过热力场耦合计算方法,基于计算假定和判别条件,分析了不同火灾模式下预应力混凝土T形截面梁各构件的竖向和横向变形路径,对火灾全过程预应力混凝土T形截面梁的破坏模式进行     

部分预应力混凝土梁实用抗震设计方法探讨

近年来，部分预应力混凝土由于兼有普通混凝土和预应力混凝土二者的优点，其应用程度也越来越广泛。预应力度和截面相对受压区高度是反映部分预应力梁延性性能的重要指标，本文推导了预应力钢筋与截面相对受压区高度的关系式，通过截面相对受压区的限值来确定预应力钢筋的限值以保证结构较好的延性：通过控制部分预应力梁中的预应力度，使部分预应力混凝土梁的抗震性能与普通混凝土梁的抗震性能相似。在以上分析和前人做过的一些试验基础上，本文提出了一种部分预应力混凝土框架梁实用抗震设计方法，该方法首先通过抗震配筋限值和裂缝控制计算确定预应力筋的面积；然后通过正截面承载力和构造要求确定非预应力筋的面积，避免了次内力的问题和反复试算。     

基于增设截面的体外预应力梁抗弯性能分析

采用OpenSEES对体外预应力梁进行抗弯性能分析。由于采用传统方法易造成体外预应力筋和梁变形不同步,如果预应力筋和梁分别设置截面,预应力筋截面的应力难以准确施加到梁截面锚固处,为此,提出增设截面建模方法,在预应力筋截面增设混凝土截面。结果表明,采用增设截面的方法建模,有效解决了预应力定位问题,梁出现反拱,与梁实际状态一致,增设截面高度对抗弯承载力影响显著,建议与原混凝土截面高度一致,预应力筋应力增量随转向块个数增加而增大。     

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。     

两座预应力混凝土连续梁桥的设计分析

以天津市静王立交主线等截面预应力混凝土连续梁和杭州至长兴高速公路主线等截面预应力混凝土连续梁为例，对公路及市政桥梁常采用的适合于中等跨径的等截面箱形预应力混凝土连续梁进行了结构设计与计算方面的研究和比较。对施工方法和预应力张拉方式进行了分析对比。     

波形钢腹板体外预应力组合梁正截面承载力及应力分布特征研究

为研究预应力状态下波形钢腹板组合梁的截面应力分布特征,设计制作2根波形钢腹板组合梁,在预应力筋张拉过程中研究了预应力对组合梁受弯截面应力分布特征的影响,通过正截面受弯试验对试件塑性承载力先进行测定;对体外预应力组合梁正截面承载力进行了理论分析;利用有限元分析软件,对与试件同类型的波形钢腹板体外预应力组合梁的塑性受弯承载力进行了参数分析,研究了腹板高度和混凝土强度对正截面承载力的影响。结果表明：预应力对此类构件的翼缘应变变化量影响较波形钢腹板的大约2~3倍;预应力损失对截面中性轴位置变化影响可忽略不计;施加预应力将使波形钢腹板组合梁的受弯承载力提高约30%,腹板高度等参数与此类结构跨中截面承载力呈线性关系;理论值与有限元模拟结果吻合良好,验证了所提出正截面承载力理论的准确性。     

体外预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的承载力研究

通过体外预应力组合梁的承载力试验,研究了负弯矩作用下体外预应力组合梁的开裂和极限承载力。研究结果表明:对负弯矩区组合梁施加体外预应力后,可有效提高截面的开裂弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的预应力增量很小,可忽略。一般情况下,对负弯矩截面施加体外预应力,不会提高截面的屈服承载弯矩。负弯矩作用下体外预应力组合梁的极限承载力受失稳控制。把预应力作用作为等效荷载,探讨组合梁失稳承载力的计算方法,采用BS5400:Part3方法计算了预应力组合梁的失稳临界弯矩。     

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。     

考虑二次效应的体外预应力梁极限抗弯承载力

体外预应力筋的应力和二次效应是体外预应力梁设计中的两个关键因素,采用粘性折减系数法计算体外预应力筋的应力,同时考虑二次效应的影响,通过梁截面的应力-应变关系,推导出体外预应力梁极限状态下抗弯强度的计算公式。整个计算过程简单,计算结果与实验结果吻合较好,为体外预应力梁的设计提供了参考。     

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%。     

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。     

大尺度预应力型钢-混凝土组合梁变形性能参数分析

为研究大尺度预应力型钢-混凝土组合梁变形性能,对已有试验的预应力型钢-混凝土组合梁建立模型,验证建模分析的可靠性。基于分析结果,设计7根大尺度预应力型钢-混凝土组合梁构件,考虑型钢对混凝土区域约束效应的影响,将混凝土划分为"核心"区和"非核心"区,采用不同的本构关系模型,分析其变形性能,探讨型钢含钢量、预应力度、混凝土强度等级等参数的变化对模拟梁变形性能的影响。数值分析结果表明:型钢含钢量和预应力度的增强能够有效地提高构件抗变形性能。提出考虑核心约束效应的预应力型钢-混凝土组合梁新型建模分析方法,为工程实践提供依据的同时,也为大尺度预应力型钢-混凝土组合梁变形设计提供参考。     

预应力混凝土梁板正截面计算中的问题

给出了有效预应力水平σpe不同时常规预应力混凝土梁板相对界限受压区高度的限值,为合理考虑预应力筋有效预应力水平对常规有粘结预应力混凝土梁板正截面承载力的影响提供依据。提出了FRP筋预应力混凝土梁板设计应遵循的原则和具体设计的方法。     

基于桁-拱叠加模型的体外预应力混凝土梁抗剪承载力计算方法

通过剪力传递途径分析和结构拓扑优化,揭示了桁架-拱模型可以反映体外预应力混凝土梁主要受剪承载机理。通过桁架模型和拱模型的叠加,建立了体外预应力混凝土梁的抗剪承载力简化计算方法。公式形式简单,能够反映结构的受力机理,包含了梁的几何尺寸、剪跨比、配箍率、轴向预应力、混凝土强度、荷载形式等影响因素。公式可以统一考虑无腹筋梁和有腹筋梁,不同的剪跨比,以及体内体外混合配束的情况。应用本文方法与国内外已有试验进行对比,表明计算值与试验结果吻合良好且偏于安全。最后,通过参数分析得出了主要因素对抗剪承载力的影响规律。     

体外预应力混凝土结构耐久性问题探讨

分析了体外预应力钢筋的腐蚀机理和混凝土劣化原因 ,在此基础上评述现阶段采取的体外预应力筋的防腐、减振措施以及混凝土耐久性的改善措施。最后 ,结合体外预应力筋的电化学腐蚀原理 ,指出当前体外预应力混凝土结构在耐久性方面仍存在的问题 ,并提出提高其耐久性的建议     

配筋钢纤维混凝土梁受剪承载力设计方法研究

通过试验统计分析 ,提出了采用混凝土抗拉强度指标钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式 ,建立了与之相衔接的钢筋钢纤维混凝土和预应力钢纤维混凝土梁受剪承载力计算公式。从数理统计理论上验证了梁斜截面上钢纤维混凝土受剪承载力与钢纤维混凝土抗拉强度之间的一致性。研究成果可作为《纤维混凝土结构技术规程》修订和增补相应设计条款的科研基础     

体外预应力结构设计研究

阐述了体外预应力结构的概念与特性 ;系统地论述了体外预应力结构设计中应考虑的问题 ,包括预应力筋线型布置 ,正常使用和承载力极限状态下的内力分析 ,预应力损失计算方法 ,转向块和局部承压区设计 ,以及耐久性、抗火等问题