无粘结部分预应力纤维聚合物筋混凝土梁试验

目的研究无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件的受力性能,荷载作用下CFRP筋应力增量、受弯构件变形以及裂缝分布特征.方法设计制作4根简支试验梁,梁中以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通钢筋作非预应力筋,对试验梁在两点进行分级加载,根据各梁试验结果对这类梁的受力性能展开研究.结果试验梁的裂缝分布比较均匀,且主要集中在纯弯曲段;混凝土的开裂对梁的变形及CFRP筋应力增量影响不大,而非预应力钢筋屈服后,试验梁变形及CFRP筋应力增量明显增大,且CFRP筋极限应力增量受综合配筋指标影响显著;提出了以综合配筋指标为自变量的无粘结CFRP筋极限应力增量计算公式.结论无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件有良好的力学性能,试验结果为开展这类梁的设计研究提供了理论依据.     

部分预应力部分粘结CFRP混凝土梁的受弯性能

为了改善碳纤维筋(CFRP)预应力混凝土梁的受力及延性性能，针对CFRP筋特殊的材料性能，在国内首次引入了“部分预应力部分粘结”的新概念。对CFRP筋与环氧树脂钢筋混合配筋的预应力混凝土梁进行了试验研究，结果说明梁的预应力度及预应力筋的无粘结部分长度会对CPFR筋预应力混凝土梁的受力及延性性能产生较大的影响。     

粘结剂固化度对缓粘结预应力梁力学性能的影响

为了探明预应力筋张拉时缓粘结剂固化程度对缓粘结预应力混凝土梁力学性能的影响,进行了梁的承载力力学性能试验.结果表明:张拉时缓粘结剂固化程度对梁的开裂荷载影响较小,对极限荷载的影响较大,且缓粘结剂固化程度越高,缓粘结预应力混凝土梁的极限荷载越低;张拉时缓粘结剂处于张拉适用期的试件梁具有较好的力学性能,其纯弯段部分的裂缝开展均匀,数量较多,梁的延性增强,预应力钢筋与混凝土具有良好的共同工作状态,与有粘结预应力混凝土梁受力性能基本相当.     

均布荷载作用下预应力混凝土梁试验与分析

通过6根无粘结、有粘结和局部有粘结预应力混凝土梁在均布荷载作用下静载试验,测得了3种类型预应力梁的承栽力、延性以及梁表面裂缝分布情况,得出了粘结形式不同的预应力混凝土梁的极限承载力随粘结强度增加而增加,延性则随粘结强度增加而明显减少以及梁表面裂缝分布相差不大等结论.试验结果为预应力混凝土梁在地下工程中的应用提供了一定的参考.     

预应力CFRP筋夹片-粘结型锚具的试验

目的 研究CFRP筋夹片一粘结型锚具静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能.方法 在充分利用现有分离夹片式锚具及配套张拉设备,避免相关产品二次开发的前提下,提出了一种预应力CFRP筋夹片一粘结型锚具,利用试验对此类锚具系统的静载锚固性能、疲劳性能及周期荷载性能进行研究.结果 试验结果 表明,锚具各部分能够协同工作,形状保持良好,锚具组装件静载锚固效率系数均超过了0.95,平均值为0.99;各锚具组装件在经受循环疲劳荷载及周期荷栽后,锚具夹持区域CFRP筋均未发生破坏,锚具组装件完好.达到了现行适用于钢筋(丝)或钢绞线的规范要求.结论 笔者研制的夹片一粘结型锚具能有效地锚固试验中所用的CFRP筋,具有优异的静载锚固性能和良好的动载性能,具有很高的工程应用价值.     

预应力混凝土梁受力全过程有限元分析

采用考虑材料非线性的有限元方法,选取适当的混凝土、普通钢筋和预应力筋的本构关系和单元类型,对6根预应力混凝土梁的受力全过程变形性能进行了非线性有限元分析,获得了梁的跨中弯矩-挠度曲线,受压边缘混凝土和预应力筋的荷载-应变曲线以及屈服位移、极限位移和位移延性系数等计算成果,与试验成果对比符合良好表明,基于ANSYS程序建立的有限元数值模型用于研究预应力混凝土受弯构件的变形性能是可行的.     

配置HRBF500钢筋的无粘结预应力梁受弯性能试验研究

进行了10根简支梁的受弯性能试验,研究了以HRBF500钢筋作为纵向受拉钢筋的无粘结预应力混凝土梁的破坏特征、预应力增量、受弯承载力以及位移延性。试验研究表明：在达到极限状态之前,试验梁中受拉的HRBF500钢筋均已屈服;梁破坏时,受压区混凝土压碎,破坏较为突然;无粘结预应力筋的实测极限预应力增量与综合配筋指标仍基本成线性关系,但较规范GB 50010-2010中公式的计算值明显偏大,计算值与试验值比值平均为0.35;梁跨中的屈服位移较大,但位移延性较差,位移延性系数平均为1.67,且随综合配筋指标增大,位移延性系数减小。根据笔者及相关文献中的试验结果,分析得到了无粘结预应力筋的极限预应力增量计算的建议公式,当极限预应力增量试验值〈450MPa时,该式的计算值与试验值符合较好。     

单根碳纤维（CFRP）预应力筋粘结式锚具的试验研究

本文介绍了用环氧铁砂和普通混凝土作粘结介质的粘结式锚具对碳纤维(CFRP)筋的锚固性能．通过大量试验，研究了粘结式锚具锚固CFRP筋的性能，并分析了粘结式锚具的粘结机理，为CFRP筋在结构工程中的推广应用奠定了基础．     

体外CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验

目的 研究体外CFRP筋加固钢筋混凝土简支梁的抗弯性能,探讨体外预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯承载力的计算方法.方法 通过对13根体外CFRP筋加固试验梁的静载试验,分析加固梁的破坏形态、裂缝开展、挠度、混凝土应变、体内受拉钢筋和体外CFRP筋应变的变化情况,对比分析各种因素对加固梁极限荷载的影响.结果 加载过程中,跨中截面混凝土的平均应变沿梁高基本呈直线分布;当体外CFRP筋弯折角度大于10°时,对梁体抗弯性能不利;随着混凝土强度的提高,加固梁抗弯承载力的提高不明显.对于体内受拉钢筋配筋率较大的梁,采用体外预应力CFRP筋加固效果并不明显.结论 体外CFRP筋加固钢筋混凝土梁梁体的平均应变仍符合平截面假定,在实际加固工程中应该考虑带载水平的影响,对于忽略二次效应后的体外预应力CFRP筋加固体系,抗弯承载能力可进行简化计算,简化计算结果与实测结果吻合较好.     

预应力碳纤维筋混凝土梁张拉损失的试验研究

根据张拉前后预应力碳纤维筋的应变实测数据对 5根无粘结预应力碳纤维筋混凝土梁试件张拉前后的预应力损失情况进行了研究 ,结果表明造成预应力损失的主要原因是锚具变形、砼收缩以及分批张拉 ,相应的提出了配置普通粘结钢筋等措施     

后张无粘结预应力混凝土结构的性能分析

主要论述了无粘结混凝土结构(UPC)的受弯性能、受弯时无粘结筋的极限应力的计算、UPCS的楼盖形式及布筋、无粘结部分预应力混凝土梁的抗震性能及在设计UPCS时的若干问题。     

负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能

为了研究负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能,对3根组合梁试件进行了单调静力试验,其中包括非预应力组合梁、体内预应力组合梁和体外预应力组合梁各1根.试验结果表明:负弯矩作用下,3根试件的破坏均始于钢梁的受压屈服,在达到极限承载力时钢梁均发生了屈曲;与非预应力试件相比,体内预应力试件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别提高了120％、35.1％和18.7％;体外预应力试件的开裂荷载较非预应力试件提高了24％,但屈服荷载和极限荷载略有降低;施加体内预应力可以有效地提高组合梁的极限变形能力,但对延性不利;施加体外预应力对组合梁的延性有一定的提高作用.     

体外预应力混凝土结构体外筋极限应力分析

体外预应力混凝土结构是后张无粘结预应力结构,体外预应力筋和梁体在受力过程中变形不协调,预应力筋极限应力的确定一般需要通过结构的总变形求得.在试验基础上,利用无粘结预应力混凝土结构预应力筋极限应力的计算公式,对体外预应力梁进行计算,通过与试验结果对比,发现运用现行主要规范或规程中体内无粘结筋的计算方法计算体外预应力结构体外筋的极限应力,都存在较大误差,如何合理地进行体外预应力筋极限应力的计算应进行深入研究.     

无粘结CFRP筋预应力梁刚度及裂缝的计算

为了推导表达形式统一的无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算公式,定义了无粘结CFRP筋应力增量与有粘结钢筋应力增量的比值为无粘结CFRP筋等效折减系数.在刚度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和与截面有效面积之比这一等效纵向受拉钢筋配筋率替代现行规范中的纵向受拉钢筋配筋率,在裂缝宽度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和这一等效纵向受拉钢筋面积替代现行规范中的纵向受拉钢筋面积.从而形成了与现行规范相协调的刚度及裂缝宽度计算公式,公式的计算结果与试验结果吻合良好.     

体外及体内无黏结预应力梁的有限元模拟

为简化无黏结预应力梁的分析过程，利用通用有限元程序建立了体外及体内无黏结预应力混凝土梁
的分析模型.该模型由两类主单元组成，即混凝土梁单元和体外/体内无黏结预应力筋桁架单元这两类主单
元的端部节点用多点约束（MPC）连接.在体外预应力梁的转向块处，或沿体内无黏结预应力梁全跨并以比
较小的间隔处，设置刚度足够大的弹簧单元利用修正的Riks算法跟踪结构的非线性全过程响应.分析结果
表明，二次效应会对体外预应力梁的弯曲刚度和极限承载力产生较大的不利影响，无黏结预应力筋的极限
应力增量随着非预应力筋配筋率的增加而减小.     

预应力混凝土简支梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中的无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可用于分别考察正常使用极限状态和承载能力极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序。基于模型试验结果和大量仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、跨高比、加载形式、预应力筋布筋型式、跨中预应力筋合力点至受压区边缘的距离等参数对正常使用阶段及正截面承载能力极限状态下简支梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;建立了无粘结预应力混凝土简支梁板中无粘结筋在正常使用阶段和正截面承载能力极限状态下应力增量的计算公式。     

Flexural behavior of composite beams after the ultimate limit state externally strengthened with CFRP sheets bonded with high-temperature resistant matrix

In this paper the alkali-activated slag cementitious materials(AASCM)which strength at 600 ℃ is larger than that of AASCM at room temperature,were prepared to paste CFRP sheets to strengthen four simply supported unbonded prestressed composite beams encased circular steel tube truss after ultimate limit state.Test on flexural behavior of these four beams was performed.Moreover,normal section load-bearing capacity of these beams and the curve load-deflection at mid-span were obtained.Experimental results show that it is feasible to strengthen concrete members with CFRP sheets bonded with AASCM.Based on the experimental results and theoretical study,computational method of stiffness is proposed for calculating bending rigidity and normal section load-bearing capacity of concrete simply supported beams strengthened with CFRP sheets bonded with AASCM.Formula of bending rigidity calculation was founded which results are in good agreement with testing data.     

低周反复荷载下装配式框架连接的性能

通过三个框架节点在低周反复荷载下的试验,对无粘结预应力装配式混凝土框架连接的破坏形态、滞回曲线、变形恢复能力、位移延性、能量耗散等性能进行了研究。结果表明,无粘结预应力装配式混凝土框架连接具有良好的耗能能力,在延性和变形恢复能力上比现浇连接更优。     

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

为了推导表达形式统一的无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算公式,定义了无粘结CFRP筋应力增量与有粘结钢筋应力增量的比值为无粘结CFRP筋等效折减系数。在刚度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和与截面有效面积之比这一等效纵向受拉钢筋配筋率替代现行规范中的纵向受拉钢筋配筋率,在裂缝宽度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和这一等效纵向受拉钢筋面积替代现行规范中的纵向受拉钢筋面积。从而形成了与现行规范相协调的刚度及裂缝宽度计算公式,按所推导的刚度及裂缝宽度公式的计算结果与试验结果吻合良好。     

无粘结预应力筋的防护与修复

无粘结预应力混凝土结构的耐久性问题是无粘结预应力结构使用的关键问题,但是目前对无粘结预应力筋的防腐蚀研究还不完善,有待于深入和发展.文章介绍了国内外无粘结预应力混凝土结构的发展概况,指出结构使用环境引起的耐久性问题,分析了无粘结预应力筋腐蚀对钢绞线力学性能及结构性能的影响,提出无粘结预应力结构工程的防护与修复的方法与策略,最后指出了无粘结预应力混凝土结构存在的问题及今后的研究方向.