上海世博园区预制预应力综合管廊力学性能试验研究

以2010年上海世博会园区预制预应力综合管廊为原型，通过足尺模型试验，对预制预应力综合管廊的破坏形态、破坏机制、接头平截面假定、结构内力分布、极限承载力、变形能力与延性等进行了较为系统的研究。结果表明：在四侧壁等值对称荷载作用下，试件经历了开裂、屈服和极限破坏三个阶段；破坏形态为侧壁端部截面屈服，结构形成塑性机构，达到承载能力极限状态，破坏机制为弹簧铰闭合框架机制；在受力全过程中，试件接头满足平截面假定；试件的极限承载力达到内力设计值的3．3倍；试件整浇侧壁和含拼缝侧壁的位移延性系数分别达到5．30和4．23。本文的研究成果将为预制预应力综合管廊在我国的推广应用提供技术依据与参考。     

预制预应力综合管廊受力性能试验研究

以2010年上海世博会园区综合管廊工程为背景,通过接头和整体结构足尺模型的单调静力试验,对采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊的受力性能进行了较为系统的研究。接头试验研究结果表明:采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊接头的受力过程分为消压、屈服和极限破坏三个阶段;破坏形态为预应力筋首先屈服,随后受压区混凝土压碎;破坏机制为桁架机制;接头抗弯承载力为设计弯矩的2.1倍,抗弯刚度随外荷载的增大而减小;接头试件的位移延性系数达到2.8,接头拼缝的转角延性系数达到3.1。整体结构试验研究结果表明:在四侧壁等值对称荷载作用下,采用预应力筋连接的预制预应力综合管廊整体结构的受力过程可分为开裂、屈服和极限破坏三个阶段;破坏形态为接头与整浇侧壁端部截面屈服,结构形成塑性机构,达到承载能力极限状态;破坏机制为弹簧铰闭合框架机制;整体结构试件的极限承载力为设计荷载的3.2倍;整浇侧壁和含拼缝侧壁的位移延性系数分别达到3.87和2.91。本文研究成果为2010年上海世博会园区综合管廊建设以及预制预应力综合管廊的推广应用提供了技术依据。     

基于Robot有限元软件的地下综合管廊设计分析

采用Robot有限元软件分析了地下综合管廊的受力情况,对比承载力控制及裂缝控制下的管廊配筋,提出地下综合管廊的配筋设计的控制要点。研究表明:当管廊还未达到承载能力极限状态时,裂缝已无法满足正常使用极限状态下的要求。故管廊的配筋主要由正常使用极限状态下的裂缝控制,并满足抗震构造要求。     

直螺栓连接预制综合管廊节段承载力试验研究

通过对采用直螺栓连接的预制综合管廊整体试件进行试验,以研究带直螺栓接头的预制拼装综合管廊的受力性能、破坏形态等特点。试验结果表明,采用直螺栓连接的预制拼装综合管廊具有较好的受力性能。试验时管廊顶板受拉区混凝土首先开裂,出现弯曲裂缝,随着荷载增大,裂缝不断增大并最终发生弯剪破坏。破坏时管廊试件顶板及侧壁的跨中及角部的受拉钢筋屈服,而试件腋角处斜向受压钢筋尚处于弹性阶段。试件破坏时其承载力为设计承载力的1.91倍,结构具有较好的安全余量。     

复合配筋混凝土预制方桩接头抗拉性能

通过对3种桩型共9根复合配筋混凝土预制方桩接头试件进行足尺度抗拉性能试验,研究其抗拉承载力、破坏形式及裂缝分布。试验结果表明:方桩接头试件的极限抗拉承载力试验值基本满足规范公式计算值的要求;试件存在全截面抗拉破坏和端板处连接破坏2种不同的失效形式;所有试件的连接接头安全可靠,均没有发生破坏;桩身混凝土的裂缝分布较为均匀。     

采用铸造垫板的预应力混凝土锚固区传力性能试验

结合行业标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》的修订,完成38个局部承压试件的单调加载或循环加载试验,研究采用国产铸造垫板的预应力混凝土锚固区传力性能,包括破坏模式、开裂荷载、极限承载力和裂缝宽度等,并进行相关影响参数分析。试验结果表明,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)局部受压承载力公式估算整体铸造垫板锚固区的极限承载力与试验值会有较大偏差,有必要在国内相关标准中纳入后张预应力混凝土锚固区传力性能检验要求;大多数单调加载试件的极限承载力能达到预应力筋极限抗拉力标准值(Fptk),但仅有少数能达到1.2Fptk,且单调加载试件的极限承载力约为循环加载试件的1.1倍;喇叭管上设置二次翼缘、增大螺旋筋圈径、提高混凝土强度以及加大锚固区承压面积可提高锚固区极限承载力,而表层箍筋的配置可提高锚固区开裂荷载并减小劈裂裂缝宽度。     

新型预应力刚接板梁足尺试验研究

研发一种新型预制装配式板梁结构——刚接板梁,并结合工程实际对22 m跨径刚接板梁进行足尺试验研究。试验采用大吨位千斤顶加载,测量试验梁跨中截面混凝土应变、下缘钢筋的应变及挠度数据。研究结果表明:刚接板梁抗裂性能较好,在正常使用状态下,上下缘混凝土均受压,梁具有良好的弹性性能,达到正常使用极限状态时安全储备较大;梁刚度较大,满足规范要求;刚接板梁达到承载力极限状态时,混凝土及钢筋应力未到设计值,有一定富余;荷载达到1.42倍承载力极限状态设计值时,梁未极限破坏,卸载后裂缝闭合。     

钢结构住宅预应力混凝土叠合板(PK板)现场抗弯性能研究

通过对3块预应力混凝土叠合板(PK板)试件的抗弯试验,验证其抗弯承载能力和变形性能.试验发现,PK板破坏前有明显预兆,属延性破坏;板跨的增加会降低PK板的开裂荷载和极限承载力,而预应力筋配筋率的增加则会提高板的抗弯刚度和承载力;实测开裂荷载和极限承载力远高于设计值,完全满足工程要求.本试验为PK板在钢结构住宅中的应用提...     

新型人字支撑复合结构在竖向荷载作用下的试验研究

按1∶2缩尺模型,设计了一榀用于多层住宅的新型人字支撑复合结构模型试件。根据理论计算结果,确定了该试件在竖向荷载作用下的试验加载方案。通过试验,分析了复合结构在正常使用阶段和承载力极限状态时梁柱及支撑的各控制截面应力、裂缝、变形和破坏形态。结果表明,当荷载达到按"恒载 活荷载"计算的住宅竖向荷载标准值、设计值时,梁的最大裂缝宽度和挠度均远小于规范限值,直至破坏,支撑和柱截面的应力均较小。将计算值和试验结果比较,梁的裂缝宽度、挠度和支撑轴力均符合较好。     

预制横向空心混凝土条形板抗弯承载力试验研究

预制横向空心混凝土条形板是灌芯装配式混凝土板的预制构件,对受力钢筋分别为8和6的两种预制横向空心混凝土条形板试件进行静力加载试验。试验结果表明:试件的实际极限承载力高于理论计算极限承载力,属于受弯构件塑性破坏方式;试件的开裂荷载较施工阶段预制横向空心混凝土条形板需承载的荷载大,能够满足试件在施工阶段挠度、裂缝的要求;而且预留孔洞对试件抗弯刚度的影响很小,采用刚度解析法进行开裂后刚度计算具有安全储备。