配置600MPa钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁变形性能试验研究

通过对8根配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁进行试验,研究试验梁的变形性能。对比分析预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率、混凝土强度等级对有黏结部分预应力混凝土梁挠度及刚度的影响。研究结果表明:提高配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁的预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率可以提高试验梁的受弯承载力,增加试验梁的刚度,减缓试验梁的刚度退化,提高非预应力纵向受拉钢筋强度等级、混凝土强度等级可以提高试验梁的变形能力。     

高强钢筋部分预应力混凝土梁变形性能的试验研究

通过配置600MPa级钢筋部分预应力混凝土梁受弯试验,分析了试验梁的变形性能及其影响因素,探讨了不同阶段试验梁的短期刚度和挠度的计算。试验结果表明:配置600MPa级钢筋部分预应力混凝土梁变形性能良好,尤其在高强钢筋屈服后,构件仍具有较好的变形能力。同时,本文建议构件开裂前后的短期刚度宜分别按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《混凝土结构设计规范》的规定计算,挠度计算值与实测值吻合较好。     

预应力活性粉末混凝土简支梁挠度试验分析

将活性粉末混凝土应用于无黏结预应力结构中,由于其超高的强度使得结构或构件的截面可以进一步减小,而构件的刚度能得到很好的保证;通过8根无黏结预应力活性粉末混凝土简支梁的试验,针对不同非预应力钢筋配筋情况下简支梁张拉阶段的反拱和加载阶段的挠度进行研究,通过对比构件挠度及反拱的试验值和计算值得出无黏结预应力活性粉末混凝土简支梁开裂前的刚度与普通混凝土的取值相同为0.85EI;钢纤维活性粉末混凝土相比一般混凝土提高了梁的整体刚度;预压区非预应力钢筋配筋提高,梁在张拉阶段的反拱值降低;提高受压区非预应力钢筋配筋率能有效约束裂缝的发展,降低梁在加载阶段的挠度。     

钢筋钢纤维自密实混凝土梁弯曲性能及变形预测

基于有效截面惯性矩,提出了钢筋钢纤维自密实混凝土梁式构件（R/SFRSCC）瞬时弯曲挠度的简化模型。与普通钢筋混凝土梁式构件不同,R/SFRSCC需要考虑受拉区开裂截面钢纤维对梁式构件截面惯性矩的贡献,并基于内力平衡和应变协调计算了梁式构件开裂截面的中和轴高度。为研究钢纤维对钢筋自密实混凝土梁式构件瞬时弯曲变形性能的影响并验证预测模型的准确性,对9根钢筋钢纤维自密实混凝土梁式构件进行了四点抗弯试验,以钢纤维掺量和纵筋配筋率为主要变化参数。结果表明,钢纤维的掺入可以显著提高钢筋自密实混凝土梁式构件开裂后的截面抗弯刚度。正常使用阶段,掺入30 kg/m3和50 kg/m3的钢纤维可使钢筋自密实混凝土梁式构件开裂后的截面抗弯刚度提高26%～117%,但钢纤维的作用随着纵筋配筋率的增加而减弱。采用提出的瞬时挠度简化模型,对比了预测的与实测的钢筋屈服前荷载-跨中挠度曲线,两者吻合较好,模型可用于钢筋钢纤维自密实混凝土梁式构件瞬时弯曲变形的预测。     

试验研究钢筋混凝土薄板受拉刚化效应

钢筋混凝土受弯构件通常忽略其混凝土的抗拉承载能力,然而裂缝间的混凝土和钢筋仍然保持着部分黏结,存在受拉刚化效应,这-效应能够影响构件开裂后刚度的大小,进而影响构件在使用荷载下挠度大小和裂缝宽度,影响构件适用性.受拉刚化效应对板,尤其是对新型材料薄板开裂后刚度的影响更为显著.通过试验对当前几个主要力学模型挠度计算方法进行...     

配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁疲劳试验研究

通过配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁的疲劳试验,分析了部分预应力混凝土梁经过疲劳荷载作用后的裂缝开展、混凝土应变、HRB600钢筋和钢绞线的受力性能、挠度变化特点等。试验结果表明:经过疲劳荷载作用后进行静载破坏的试验梁较对照静载试验梁,开裂更早、裂缝数量更多、变形更大。同时,HRB600钢筋和预应力钢绞线的变形恢复能力较好,且能够很好地协同工作。可知配置HRB600钢筋的部分预应力混凝土梁具有较好的抗疲劳性能。     

聚丙烯纤维陶粒混凝土梁的试验研究

通过6根不同聚丙烯纤维掺量的钢筋陶粒混凝土梁的试验,研究了聚丙烯纤维掺量对钢筋陶粒混凝土梁开裂荷载、极限荷载、挠度和裂缝的影响,分析了聚丙烯纤维的作用机理.试验结果表明,掺入聚丙烯纤维可提高钢筋陶粒混凝土梁的开裂荷载,并能提高构件的极限承载力和梁变形能力,但只有适合的掺量才能达到最佳效果.另外,聚丙烯纤维的掺入对梁的刚度影响不大.     

配置600 MPa级钢筋部分预应力混凝土梁试验研究及数值模拟

通过对5根配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁进行试验,研究非预应力纵向受拉钢筋配筋率、非预应力纵向受拉钢筋强度等级对预应力混凝土梁受弯承载力、短期最大裂缝宽度和跨中挠度等的影响。研究结果表明:承载力和短期内最大裂缝宽度计算式仍可用JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》来计算;600 MPa级钢筋在预应力混凝土中抗拉强度取500 MPa具有足够的安全储备。运用数值模拟分析,提高非预应力纵向受拉钢筋强度等级,可以提高试验梁变形能力。     

装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究

设计制作了预制装配式混凝土梁柱节点试件,对其进行了低周反复荷载作用下的性能试验,采用ABAQUS有限元软件对装配式混凝土梁柱节点进行了非线性数值仿真分析,并对数值仿真分析结果与试验结果进行了对比分析,确定数值仿真分析的合理性。在此基础上,分析了不同轴压比以及后浇区不同混凝土强度等级、钢筋强度等级、后浇区长度对构件的刚度、屈服荷载和极限荷载、耗能等性能的影响。分析结果表明:数值仿真分析结果与试验结果吻合较好;轴压比、后浇区材料强度对构件的初始刚度影响较小,而后浇区长度对构件的初始刚度影响较为明显;构件承载力随轴压比提高而降低,而随后浇区长度增加而提高,后浇区钢筋材料强度提高时,构件的极限承载力略有提高;后浇区混凝土强度对构件的耗能性能影响较小,而轴压比、后浇区钢筋强度和后浇区长度对构件的耗能性能影响较为明显。     

冻融后预应力混凝土受弯构件正常使用极限状态分析

试验研究了5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的力学性能,通过对实验过程的分析及得到的荷载-挠度曲线,研究遭受冻融作用后预应力混凝土受弯构件使用阶段的跨中挠度随冻融次数的变化规律,参考规范法,将试验得到的开裂弯矩值与理论计算值进行对比,从而得出受冻融影响后的预应力混凝土受弯构件的短期刚度及开裂荷载仍然可以使用规范中的公式进行计算,只不过在计算时混凝土抗拉强度标准值及混凝土弹性模量应采用冻融循环后对应的实际值,研究内容能为我国寒区的预应力混凝土结构的变形验算提供参考。     

GFRP筋钢纤维高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验研究

完成了9根配GFRP筋和1根配钢筋的高强轻骨料混凝土梁受弯性能试验,观察其破坏过程与破坏形态,分析了纤维掺量、纵筋类型、配筋率及纵筋直径等参数对试件承载能力、弯矩-跨中挠度曲线、裂缝宽度等受弯性能的影响,采用美国ACI 440.1R-15、中国GB 50608—2010和加拿大CSA S806-12、ISIS-M03-07等规范中的建议模型,通过开裂弯矩、承载力、挠度和裂缝宽度等参数评估了各国规范对该类构件的适用性。结果表明：随配筋率的增大,试件破坏模式依次表现为受拉破坏、平衡破坏和受压破坏,受压区破坏面贯穿骨料内部,较为光滑;掺入钢纤维能够有效抑制混凝土裂缝开展,延缓构件刚度退化,使开裂弯矩平均提高51.71%,承载力平均提高22.10%;增大GFRP筋配筋率能够提高构件刚度,但GFRP筋直径变化对试件变形及裂缝宽度无显著影响;GFRP筋梁开裂后刚度退化较配钢筋的对比试件迅速。各国规范计算结果表明：受拉破坏试件承载力计算结果较离散,且均偏于不安全;对于平衡破坏和受压破坏的试件预测结果均偏于保守,有足够安全储备。考虑轻骨料和钢纤维对构件刚度退化规律的影响,修正有效惯性矩并给出建议挠度计算模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

如何保证预应力混凝土构件的有效控制应力

预应力混凝土构件与钢筋混凝土构件相比,前者可有效地提高构件的刚度和抗裂度,使构件在使用阶段不开裂,从而保证了预应力构件的耐久性。但这里有一个有效控制应力的问题,因对混凝土施加预压应力,是通过张拉后的钢筋回缩来实现的.为了确保有效控制张拉应力,现就各阶段的应力损失及预防措施谈一些看法:1.钢丝的自由伸长损失σs_1这种预应力损失,是因为钢丝张拉锚固时,由于夹具的变形,固定板的刚度不足,以及摆放钢丝     

钢筋混凝土与预应力混凝土受弯构件短期刚度统一计算方法的研究

本文对钢筋混凝土与预应力混凝土(包括无粘结预应力混凝土)受弯构件开裂后短期刚度的统一计算方法进行了研究。对以往试验研究中截取的纯弯段相对长度对试验结果的影响,在理论上作了定量分析。根据钢筋混凝土结构的基本理论与变形等效的原理,提出了各类混凝土受弯构件开裂后短期刚度的统一计算公式,在一个统一变量—开裂截面受压区高度的基础上,本文结果能够使各类受弯构件开裂后的短期刚度分析和计算相互衔接。本文公式有良好的计算精度。     

预应力钢骨混凝土梁非线性分析

为进一步研究预应力钢骨混凝土梁的工作性能,运用有限条带法,考虑材料非线性,编制计算程序,对其在单调荷载作用下的整个受力过程进行分析。计算得到预应力与普通钢骨混凝土梁在开裂阶段、屈服阶段、极限阶段的荷载、位移值,及混凝土强度、含钢率、有效预应力、非预应力筋配筋率对预应力钢骨混凝土梁荷载—变形关系的影响曲线。结果表明,对钢骨混凝土梁施加预应力,能显著提高构件的开裂承载力和极限承载力,但其延性有所降低;混凝土强度等级越高,梁的开裂承载力和极限承载力越大;含钢率越大,截面刚度越大,构件承载力提高越明显;开裂前阶段,非预应力筋配筋率对构件承载力的影响较小,开裂后,非预应力筋配筋率越大,梁的极限承载力越大。     

腐蚀预应力混凝土梁抗剪性能试验

为研究预应力筋腐蚀对预应力混凝土梁抗剪性能的影响,设计制作了4片预应力混凝土梁,采用外加恒电流法对单侧弯剪区局部预应力筋进行了快速腐蚀,并对不同锈蚀程度混凝土梁进行了抗剪试验,分析了预应力筋腐蚀对梁开裂、变形、钢筋受力、破坏形态以及抗剪承载力的影响,并在试验基础上对锈蚀PC梁抗剪承载力计算方法进行了探讨。结果表明:相同剪跨比下预应力筋腐蚀对混凝土梁的破坏形态影响很小,但对构件裂缝发展影响较大,引起开裂荷载显著降低;开裂前,预应力筋腐蚀对其刚度影响较小;开裂后,腐蚀引起刚度退化较为明显;预应力筋腐蚀导致相同荷载下箍筋、纵筋应变增大,构件抗剪承载力退化;预应力筋腐蚀率为3.2%,7.9%,13.2%的混凝土梁抗剪承载力分别下降5.8%,9.1%,15.5%;考虑腐蚀预应力筋截面减小,采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)公式对PC梁抗剪承载力计算具有较高的计算精度。     

部分预应力混凝土受弯构件的变形计算

本文总结国内外已有经验,并对近几年来国内部分预应力混凝土试验梁的分析,提出受拉区出现裂缝的部分预应力混凝土受弯构件的刚度计算公式。本公式以双直线的弯矩-挠度图为计算模式:取出现裂缝前构件的工作刚度为弹性刚度;在弯矩增量作用下出现裂缝后的工作刚度为弹塑性刚度,并以弹性-弹塑性工作下构件的综合刚度表示。弹塑性刚度相对于弹性刚度的降低系数C值按试验实测数据回归求得,他是以构件受拉钢筋换算配筋率nμ为变量的线性函数。本刚度公式计算简便、概念明确、使构件出现裂缝前后的刚度有机地联系起来。通过国内99根试验梁、157个测点的验算表明,实测与计算挠度值十分吻合。     

配置600MPa钢筋部分预应力混凝土梁疲劳性能研究

为研究配置600MPa高强钢筋的部分预应力混凝土梁构件的受力性能及适用性,对四根配置HRB600级钢筋作为非预应力筋的有黏结与无黏结部分预应力混凝土梁分别进行静载及疲劳试验研究。结果表明:循环加载前梁体是否开裂对梁体混凝土的疲劳性能有明显影响,非预应力高强钢筋变形恢复能力没有受到疲劳荷载作用影响,无黏结部分预应力混凝土梁和有黏结部分预应力混凝土梁的抗疲劳性能都较好,配置600MPa钢筋的部分预应力混凝土梁能够在实际工程中得到很好的应用。     

复合配筋混凝土预制方桩受弯性能有限元分析

为深入研究复合配筋混凝土预制方桩的受弯性能,对该类桩建立有限元模型,开展有限元分析,从其抗裂性能、受弯承载力、变形性能及破坏特征等与试验结果进行比较。结果表明,建立的有限元模型可以较好地预测方桩的受弯性能,模拟得到的桩身裂缝分布和跨中挠度与试验结果吻合较好。根据所建立的有限元模型对不同参数的复合配筋混凝土预制方桩进行承载力分析,并与采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中受弯构件承载力计算公式的计算结果进行比较,结果显示：配置非预应力钢筋可以显著提高开裂后方桩的抗弯刚度和极限弯矩;合理设计的复合配筋混凝土预制方桩呈现以受拉区非预应力钢筋屈服,预应力钢棒被拉断,最后受压区部分混凝土被压碎的形式破坏;方桩的开裂弯矩和极限弯矩的有限元分析结果与规范公式计算值较为接近。     

高强钢筋活性粉末混凝土简支梁刚度试验研究

在8根高强钢筋活性粉末混凝土简支梁受弯试验的基础上,通过改变试验梁的纵筋率、钢筋等级等因素,分析试验梁的承载性能和变形特点。结果表明,随着配筋率和钢筋等级的提高,试验梁的承载力和整体刚度也相应提高,延缓了纵筋进入塑性阶段的时间,有效约束裂缝的发展,降低梁在加载阶段的挠度。根据高强钢筋活性粉末混凝土梁自身受力特点建立抗弯刚度计算公式,并将计算值与试验值进行对比,结果表明两者吻合良好,可供高强钢筋活性粉末混凝土梁设计参考。     

高强钢筋混凝土梁疲劳抗弯刚度试验研究

通过对8根高强钢筋混凝土梁进行抗弯静载试验和疲劳试验,探究了钢筋强度等级、混凝土强度等级及配筋率对高强钢筋混凝土梁疲劳抗弯刚度的影响,分析了疲劳试验过程中高强钢筋混凝土梁挠度的变化规律。试验结果表明,钢筋强度等级对梁的疲劳抗弯刚度影响不明显,配筋率是影响疲劳抗弯刚度的重要因素,提高混凝土、钢筋等级及配筋率可显著提高梁的疲劳抗弯刚度。重复荷载作用200万次后,梁的承载力有所下降,下降幅度小于5%,荷载作用过程中,梁的挠度得到了充分发展。