两跨预应力混凝土连续梁的试验分析

根据４根有粘结预应力混凝土两跨连续梁的试验和分析,研究了其次弯矩和内力重分布的特点,提出了极限强度计算中的弯矩调幅和使用荷载作用下抗裂性能控制方法的建议。     

FRP筋混凝土连续梁力学性能试验研究

由于FRP材料具有高强、轻质、耐腐蚀等优点,在混凝土结构中用FRP筋代替钢筋的方法常在一些工程中采用.过去的研究工作大多集中在FRP筋简支梁上,但实际工程中,多数是连续梁.因此通过5根FRP筋和1根钢筋混凝土连续梁的试验,研究FRP筋混凝土连续梁的受弯性能.以中间支座与跨中截面FRP筋配筋率的比值为试验参数,采用跨中对称单调加载,研究了FRP筋混凝土连续梁的开裂过程、荷载一挠度关系、荷载一弯矩关系、内力重分布特点、极限承载力等.研究结果表明,FRP筋混凝土连续梁截面具有良好的塑性转动能力,内力重分布贯穿于整个带裂缝工作状态,且内力重分布系数基本稳定,其值与跨中与中间支座相对配筋率密切相关.基于试验结果和理论分析,提出了FRP筋混凝土连续梁内力重分布系数、极限荷载等计算方法,计算值与试验结果较为吻合.     

非线性阶段预应力次弯矩概念及其在弯矩调幅中的应用

非线性阶段次弯矩的演化,以及承载力极限状态下是否考虑次弯矩的问题一直存在争议。为解决这一问题,拓展了预应力次弯矩的概念,使其能够适用于非线性阶段。运用变刚度法数值模拟了初始次弯矩(M₂)与弹性最大荷载弯矩(M_e)之比为0.15~0.36的15根有黏结预应力混凝土两跨连续梁。基于拓展后的次弯矩概念,提出了以混凝土受压区相对高度、初始次弯矩与弹性最大荷载弯矩之比为影响参数的有黏结预应力混凝土连续梁弯矩调幅公式。采用已有文献中受压区相对高度为0.35的试验梁比较了所提公式和现有的弯矩调幅公式。设计制作受压区相对高度为0.18的两跨预应力混凝土连续梁,获取单调加载下支座反力数据,检验了内力重分布程度较大时所提公式的效果。结果表明,给出的弯矩调幅公式的计算结果偏于安全,且更接近试验结果。     

钢-部分预应力混凝土连续组合梁内力重分布研究

本文报道了10榀钢-部分预应力混凝土连续组合梁和1榀钢-普通混凝土连续组合梁的极限承载力试验结果。试件为两跨连续梁,主要试验参数为负弯矩区部分预应力比PPR、综合力比Rp及栓钉连接程度。试验采用跨中单调一次加载。试验发现,在负弯矩区施加预应力的钢-部分预应力混凝土连续组合梁可产生较充分的内力重分布,其主要影响因素为截面相对受压区高度ξu和负弯矩区综合力比Rp。本文通过试验研究和理论分析,提出了钢-部分预应力混凝土连续组合梁满足承载力要求的弯矩调幅限值犤β犦的计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

内置灌浆圆钢管桁架预应力混凝土连续梁受力性能试验研究和理论分析

为探索内置灌浆圆钢管桁架预应力混凝土连续梁的塑性内力重分布规律,进行了3根无粘结内置灌浆圆钢管桁架预应力混凝土连续梁的受力性能试验和6根模拟梁的非线性数值模拟分析,论述了这类梁设计用和检测评价用的两类承载能力极限状态及试验梁塑性内力重分布情况。试验结果表明,内置灌浆圆钢管桁架预应力混凝土连续梁正截面承载力极限状态应以任一跨出现荷载开始减小,位移急剧增大为标志;这类连续梁塑性内力重分布及弯矩调幅过程集中体现在中支座塑性铰形成的转动过程中;采用条带分层法进行截面的M-非线性分析,基于试验结果和数值分析结果,分别建立了使用阶段和两类承载能力极限状态下无粘结预应力筋应力增量的计算公式,获得了两类承载能力极限状态下中支座两侧的塑性铰区长度实测值,并拟合得到相应等效塑性铰区长度的计算公式,建立了两类承载能力极限状态下的以中支座与跨中控制截面综合配筋指标β_o,i、β_o,m为自变量和以中支座控制截面相对塑性转角θ_p为自变量的内力重分布系数Δ的计算公式。     

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%。     

三跨预应力混凝土连续梁弯曲性能试验研究

为了研究三跨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,进行了连续梁模型试验,详细记录了模型梁从加载到破坏的混凝土应变、钢筋应变、梁的变形、支座反力和梁的内力重分布随荷载的变化规律.结果表明:连续梁在各个截面均将发生内力重分布,重分布方向总是朝着非加载跨,且重分布的最大幅度并不一定出现在结构破坏时.     

无粘结装配式预应力混凝土连续梁的试验研究

装配式预应力混凝土连续梁具有跨度大、施工方便、建造速度快等优点。本文基于3根二等跨的无粘结预应力连续梁的实验研究,探讨其极限承载力及内力重分布等受力性能。     

预应力平板结构的内力重分布和裂缝控制

采用等代框架法设计无粘结预应力混凝土平板结构存在不足之处。通过对无梁楼盖弯矩形态的分析,提出为了控制其裂缝宽度,正常使用极限状态应以弹性弯矩作为设计依据,而对于承载能力极限状态所对应的内力,可在控制使用荷载裂缝宽度前提下适当考虑内力重分布。通过计算分析总结内力重分布的调幅幅值,并对调幅后的弯矩分布进行了讨论。最后,给出了相应的设计建议。     

预应力钢箱高强混凝土组合箱梁抗弯承载能力研究

预应力钢箱高强混凝土组合梁将组合梁技术、现代预应力技术与高强混凝土有机结合在一起,已在工程中广泛使用,其抗弯能力是工程上最为基本也是最重要的要求。为掌握预应力钢箱高强混凝土组合梁的受弯性能,得到其极限抗弯承载能力,设计足尺试验梁。试验在自行研制的试验装置上进行;得到试验梁的弯矩挠度曲线、滑移特征曲线、预应力筋应力力增量及截面高度应变分布等重要参数,描述其破坏形态。后根据内力平衡和弯矩平衡分析,得到预应力钢箱高强混凝土组合梁极限抗弯承载力计算公式。并选取众多文献的组合梁试验结果,进行计算值和实测值对比分析,结果吻合良好。提出的极限抗弯承载力计算方法适用于采用普通钢的组合梁和预应力组合梁。而对于高强钢预应力组合梁采用简化塑性理论计算结果稍大。总体而言,预应力筋的存在能提高组合梁的弹性工作范围和极限抗弯承载力,减少结构变形,使普通钢-高强混凝土组合梁具有更好的工作性能。     

A comparative study of continuous steel-concrete composite beams prestressed with external tendons: Experimental investigation

A comparative study of prestressed continuous steel-concrete composite beams is carried out based on an experimental investigation. Four full-scale continuous composite beams were tested, among which two were two-span beams and two were three-span beams. One of the two-span beams was a conventional non-prestressed composite beam, and the other was a composite beam prestressed with external tendons in both the positive and negative moment regions. One of the three-span composite beams was non-prestressed, and the other was prestressed only in the negative moment regions with external high-strength tendons. The cracking behaviors, distortional lateral and local buckling as well as the load carrying capacity of the beams were investigated experimentally. Full plasticity was developed at the mid-span section of each beam; however, the maximum moments attained at the internal supports were governed by local buckling, which is related to the slenderness of the composite section. It is found that in hogging moment regions, the ultimate moment resistance of a composite beam prestressed with external tendons is governed by either distortional lateral buckling or local buckling, or an interactive mode composed of distortional lateral and local buckling. The results show that exerting prestressing on a continuous composite beam with external tendons increases the degree of the internal force and moment redistribution in the beam. A design proposal based on moment redistribution to evaluate the load carrying capacity of continuous composite beams with external tendons is proposed.     

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。     

Load carrying capacity of composite beams prestressed with external tendons under positive moment

Tests have been carried out to study the ultimate moment and incremental tendon stress of steel-concrete composite beams prestressed with external tendons under positive moment. It appears that adding prestressing by external tendons of the composite beams can significantly increase the yield load and the ultimate resistance of the beams. The deflection at the serviceability state is also reduced. However, a substantial incremental stress will develop in the tendons at the ultimate state. On the basis of the compatibility of the tendons and the composite beam at the anchorage section, and equilibrium of the internal force, the neutral axis equation of the composite beam section at the ultimate state is derived. The simplified expressions for the ultimate incremental tendon stress related to the ultimate span/deflection value for four typical external tendon cases are developed. The results compare well with the test results and the finite element analysis. A simplified method for predicting the ultimate incremental tendon force and the load carrying capacity of the composite beams prestressed with external tendons is proposed.     

部分预应力陶粒砼叠合板的试验研究

本文通过三块叠合简支板和五块叠合连续板的试验,研究了部分预应力普通砼薄板叠合陶粒砼楼板的基本性能。从极限强度、内力重分布规律、使用荷载下的变形性能、构件的廷性以及叠合面的抗剪强度、与普通砼叠合板进行了对比。试验结果表明,部分预应力陶粒砼叠合连续板跨中取用较低的预应力度,不仅能满足正常使用极限状态的要求,而且具有较好的延性。叠合面采取无筋结合面的措施,具有足够的抗剪能力,是安全可靠的。     

某工程无粘结预应力混凝土井式梁设计

为满足室内大空间的需要,黑龙江某多功能厅采用无粘结预应力井式梁板楼(屋)盖。介绍了预应力井式梁结构的材料选择、预应力工艺选择以及预应力筋的线型确定;着重分析了外载下井式梁内力,张拉预应力筋引起的弯矩及井式梁中无粘结筋极限应力;提出了采用预应力度法确定井式梁中预应力筋用量、通过满足承载能力极限状态和相关构造要求确定非预应力筋的设计思路。可供同类井式梁结构设计参考。