预应力混凝土迭合梁受力性能的试验研究

本文介绍了在我院所作的预应力混凝土迭合梁试验的部分试验结果。研究了预应力混凝土迭合梁的受力特性及其对预应力混凝土迭合梁工作性能的影响。     

水工预应力钢筋砼迭合构件正截面抗裂度研究

本文通过对二次受力预应力钢筋砼迭合梁受力性能分析,研究了荷载预应力、预应力损失分期进行、钢筋应力超前和砼应变迟后现象等因素对其正截面抗裂度的影响。文中提出了适合水工预应力钢筋砼迭合梁抗裂度计算的方法,供修订《水工钢筋检结构设计规范》(SDJ20—78)时参考。     

钢筋混凝土迭合梁的试验研究

本文通过系统的试验,研究了钢筋混凝土迭合梁在二次受力下的正截面受力性能及设计方法通过34根迭合梁及5根对比梁的试验结果,证实了迭合梁在二次受力下的“受拉钢筋应力超前”现象,探讨了迭合梁在迭合前弯矩作用下所产生的“荷载预应力”等基本性能,讨论了梁在使用阶段及破坏阶段的特征和规律性。并在试验研究的基础上,提出了迭合梁的计算公式。     

迭合梁的刚度计算

本文根据迭合梁在使用阶段与条件相同的整体梁弯矩-曲率关系大致呈平行的特点,考虑迭合梁的受力特性,分别建立了钢筋混凝土和预应力混凝土迭合梁在短期荷载下的总刚度公式 B_d。本文 B_d 也可以表示整体梁的刚度,从而使两者统一为一个计算公式;对预应力混凝土迭合梁,且能使当 k_f=1时刚度公式与朱开裂的刚度公式相衔接。用本文 B_d 计算迭合梁的挠度,其精度此现行方法要好,计算工作量也大为减少。     

预应力混凝土矩形截面迭合梁抗裂度研究

本文研究了预应力混凝土矩形截面迭合梁裂缝出现时的受力特点以及弯曲时截面应变梯度增大对混凝土极限拉伸率的影响,提出了受拉区塑性系数γ的修正系数α_D,分析了迭合前与迭合后预应力分期损失对迭合梁抗裂度的影响。对于预制混凝土的裂缝出现,提出了两种计算方法。     

疲劳荷载作用下梁内不同类型钢筋破坏关系

为了研究在疲劳荷载作用下,梁内钢筋的应力变化情况,通过12片后张有粘结部分预应力混凝土梁的疲劳试验,研究了与疲劳破坏密切相关的钢筋最大应力、应力幅的变化规律．结果表明:在梁的使用阶段,预应力钢筋与非预应力钢筋的应力幅比值处于等比例变化,非预应力钢筋应力幅是影响部分预应力混凝土梁疲劳性能的关键因素．随着重复荷载次数的增加,钢筋与混凝土之间粘结性能的退化和有效预应力的不断降低是两种不同类型钢筋破坏并不同步的两个重要原因．最后,在试验分析的基础上,提出了开裂截面处消压后预应力钢筋应力增量的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好．     

预应力混凝土迭合构件二阶段受力特征的分析及试验验证

本文通过试验,用精度较高的量测方法验证了文中提出的二阶段受力预应力混凝土迭合构件正截面受力性能电算模拟方法的合理性及准确性。在此基础上,对这类构件受力性能研究中尚未得到澄清的核心问题——二阶段受力特征系数的实质及其变化规律进行了论证,判明已有文献中存在的若干概念性错误。同时,还利用电算模拟方法验证了预应力混凝土迭合构件第二阶段截面开裂后钢筋应力的两种近似计算方法的适用性。     

钢筋混凝土迭合梁受力性能试验研究

研究了水电工程中广泛应用的低迭合面钢筋混凝土迭合梁的正截面受力性能。在综合分析现有高、低迭合面迭合梁试验成果的基础上，提出了水工钢筋混凝土迭合梁的二次受力特征系数β的计算公式，并讨论了纵向受拉钢筋的应力控制问题，供修订水工钢筋混凝土结构设计规范参考。     

简支矩形予应力混凝土迭合梁收缩徐变微差试验研究

本文通过试验:用统计和曲线拟合方法,分析了非恒温恒湿条件下混凝土梁的自由收缩和予应力引起梁的部分徐变过程;用平均曲率法推导了迭合梁收缩徐变微差曲率公式;验证了平均曲率等假定;提出了予应力徐变较小时迭合梁收缩徐变微差曲率的简化公式;研究了收缩徐变微差与截面特征的关系及对迭合梁的作用。     

配置高强钢筋的无粘结部分预应力梁受弯试验研究及有限元模拟分析

通过对3根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,对比分析混凝土强度等级对配置600 MPa钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的挠度、抗弯承载力的影响。采用ANSYS软件对试验梁进行有限元模拟,分析结果和试验结果较为吻合。用ANSYS有限元软件分析研究非预应力筋配筋率,非预应力钢筋强度等级及预应力度对梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋钢筋强度可以提高梁的极限承载能力和极限应力增量;提高非预应力筋的配筋率或者增大预应力度可以提高梁的极限承载能力但不会提高粱的极限应力增量。     

RC、PC、PPC结构统一计算理论

分开裂与未开裂两种状态用应变相容条件计算截面应力与应变，以研究钢筋混凝土梁，预应力混凝土梁和部分预应力混凝土梁的统一计算理论，在分析中考虑了混凝土的收缩徐变特性与预应力钢筋的松驰作用，并与现行的部分预应力混凝土结构设计规范进行了比较，以论证本文理论的正确性与适用性。     

部分预应力混凝土梁按使用性能的设计

本文根据部分预应力混凝土梁正截面极限强度要求,引入预应力度β和总配筋指标q_o概念,导出了计算预应力和非预应力钢筋截面积和开裂截面各项应力基本公式。对部分预应力混凝土梁提出了一种合理的分析方法和计算步骤,便于在桥梁设计中应用。通过对30米标准跨径梁桥的主梁计算,结果表明,按本文公式计算的部分预应力混凝土梁,与全预应力混凝土相比,既节约了高强钢筋,改善了结构的性能,减少了反拱度,又能满足裂缝宽度和各项应力条件的要求。     

高温后预应力钢筋和非预应力钢筋的力学性能

为考察高温后预应力钢筋及非预应力钢筋的力学性能,砸碎38个火灾后预应力混凝土梁板试件,取出预应力钢筋及非预应力钢筋,制作成481个预应力钢筋试件和489个非预应力钢筋试件,并对这些试件进行高温后的力学性能试验。基于试验结果,探索了高温后预应力钢筋和非预应力钢筋的相关强度、弹性模量、断后伸长率等的变化规律,给出了高温后预应力钢筋及非预应力钢筋的应力-应变曲线方程,可用于预应力混凝土结构抗火性能研究。试验结果表明,在经历相同的温度作用后,经历高温下应力历程的预应力钢筋较未经历高温下应力历程的预应力钢筋的强度略低,而非预应力钢筋的强度受高温下应力历程的影响不大。     

预应力混凝土连续梁板抗火性能非线性分析

为模拟预应力混凝土连续梁板在火灾下的受力全过程,认为火灾下预应力混凝土梁板截面总应变符合平截面假定,基于混凝土、普通钢筋和预应力筋的耦合本构关系,用t时刻的混凝土应力计算t＋1时刻混凝土的瞬态热应变、高温徐变,钢筋与预应力筋采用相同的解耦方法,可求得火灾下预应力混凝土梁板的弯矩-曲率曲线;对支座反力进行迭代求解,计算梁...     

预应力型钢混凝土梁结构设计与研究

采用预应力技术改善大跨度型钢混凝土梁正常使用性能,从而形成新型的预应力型钢混凝土梁(PSRCB)组合结构。文章基于大跨度框架梁结构设计,对型钢混凝土梁与预应力型钢混凝土梁结构方案进行了对比研究,采用非线性有限元分析考察了预应力型钢混凝土梁的受力机理和结构设计的可靠性。结果表明:大跨度型钢混凝土梁的配筋由正常使用性能(如最大裂缝宽度)控制,采用预应力型钢混凝土梁更加经济合理;预应力型钢混凝土框架梁内置型钢减小了开裂后刚度的变化量,材料强度得到充分发挥;适度增加型钢混凝土梁预应力度可以减小的梁跨中挠度,降低钢筋及型钢受拉应力,改善其正常使用性能。     

体外预应力混凝土简支梁的极限强度分析

在分析体外预应力钢筋与混凝土主梁变形的基础上,通过截面内力平衡方程和变形协调关系,对体外预应力混凝土梁进行了从加载到破坏的全过程分析,得到了极限状态下体外筋的极限应力和混凝土梁的极限抗弯强度。利用本文介绍的计算方法,可以考虑不同的荷载开式（包括对称荷载和不对称荷载）,不同的截面形式及不同的普通钢筋用量等因素对主梁极限状态的影响,并能得到中间过程及破坏阶段混凝土、普通钢筋、预应力钢筋的应变和应力。通过本文理论得到的计算结果得到了试验的验证。     

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.     

预应力混凝土构件的优化设计

提出了预应力混凝土梁优化设计的一套方法。考虑到预应力混凝土梁施工方法及受力特点,选择对造价较敏感的梁高和钢筋用量为设计变量,以造价为目标,由规范对预应力混凝土梁设计时的要求,包括强度、应力、变形、裂缝为约束条件,用适合于预应力梁的ＳＵＭＴ方法进行优化设计。经过实例分析,本方法具有收敛快精度高的特点。     

多肋式梁桥在全过程中应力重分布研究

为了考察多肋式梁在全过程中受力性能,利用非线性实体退化壳单元理论研究了多肋式梁的应力重分布规律.混凝土和普通钢筋采用分层壳单元模拟,预应力钢筋采用组合壳单元模拟,推导了预应力钢筋对组合壳单元刚度矩阵的贡献和统一的非线性壳单元模式.利用Owen屈服准则、Hinton压碎准则和弹塑性强化模型考虑了混凝土和钢筋的非线性效应,有效模拟了预应力混凝土多肋式梁的开裂、屈服和失效全过程,并编制了相应的三维非线性全过程计算程序.结合破坏性试验资料可知,理论计算结果与试验数据吻合良好,并对预应力钢筋应力发展规律进行研究.结果表明,用实体退化壳单元模拟预应力混凝土多肋式梁是合适的,研制的非线性单元和非线性程序是正确的.     

预应力混凝土迭合构件收缩徐变后的应力应变计算

在已知混凝土的收缩徐变后，利用徐变纤维法可以简单而直观地计算预应力混凝土迭合构件收缩徐变后的应力应变。