预应力再生混凝土叠合梁受弯性能试验研究

为研究无黏结预应力再生混凝土叠合梁构件的受弯性能,以再生混凝土在叠合梁中的位置、叠合层高度、构件的配筋率为参数,对1根预应力普通混凝土整浇梁、1根预应力再生混凝土整浇梁和6根预应力再生混凝土叠合梁构件进行弯曲加载试验,分析了试验梁构件的受力过程和破坏形态,探讨了各参数对试验梁构件极限承载力的影响.基于试验数据,对承载力...     

预应力预制叠合梁受弯性能试验研究

传统预应力混凝土叠合梁大多采用矩形截面,存在自重大、运输及吊装困难等问题,提出了U形与倒T形两种预应力预制叠合梁.进行了3根U形预应力预制叠合梁、3根倒T形预应力预制叠合梁与1根整浇梁的对比试验,研究其破坏机理、受弯承载力、短期刚度、变形特征及裂缝分布等,并将试验结果与规范计算结果进行了对比.研究结果表明:从开始加载到...     

U形预应力预制构件叠合梁受弯性能试验研究

提出一种新型的叠合梁结构——U形预应力预制构件叠合梁,探讨了其结构特点。通过二根叠合梁及一根整浇梁的对比试验,研究分析了此种叠合梁的受力特点、破坏特征和受弯承载力,并提出正截面受弯承载力的设计建议,以促进其在我国的推广应用。     

预应力GFRP筋混凝土梁受弯性能研究

参照研究预应力钢筋混凝土梁受弯性能的试验方法，对预应力GFRP筋混凝土梁的受弯性能进行了研究，得出了预应力GFRP筋混凝土梁的荷载—挠度曲线，并对其受力过程进行了较为详细的分析。     

活性粉末混凝土叠合梁的收缩性能

为改善活性粉末混凝土(RPC)材料的收缩性能,在RPC配合比基础上掺入碎石,设计了10片改进RPC-普通混凝土(NC)叠合梁、1片纯NC梁和2个改进RPC收缩试块.采用振弦式应变计和应力计分别测量了包含蒸汽养护阶段在内的改进RPC-NC叠合梁跨中截面混凝土的收缩应变及梁底纵向钢筋的收缩应力,同时与纯NC梁的收缩应变量进行了对比分析.结果表明:改进RPC材料的收缩应变量仅为650×10~(-6)~660×10~(-6);纵向钢筋配筋率、RPC高度、上部NC等级等因素对叠合梁跨中截面混凝土的收缩发展具有重要影响;由RPCNC叠合梁收缩引起的梁底纵向钢筋应力为40~63MPa,而由纯NC梁收缩引起的梁底钢筋应力为40MPa左右;改进RPC材料的收缩应变量仅为同条件下原RPC收缩应变量的37%,说明碎石的掺入可使RPC收缩应变量大大减小,同时也降低了RPC的造价,有利于RPC材料在工程中的推广应用.     

再生混凝土叠合梁板受弯性能数值分析

在已完成的再生混凝土叠合梁板受弯性能试验的基础上,运用Abaqus软件对叠合梁板进行了非线性有限元分析.验证了有限元模型的正确性之后,引进一种新的叠合型式,预制部分采用再生混凝土而现浇部分采用普通混凝土,然后用Abaqus对新叠合梁板进行分析.分析结果表明,新叠合型式更合理地利用了混凝土材料,进一步提高了结构的受力性能.     

再生混凝土T形截面叠合梁受弯性能试验研究

通过对5根相同断面,相同配筋率,翼缘采用再生粗骨料取代率依次为0%、30%、50%、70%及100%的再生混凝土,腹板采用普通混凝土制备的T形截面叠合梁的弯曲试验,研究了各梁的受弯性能、变形特征及极限破坏形态等。结果表明:再生混凝土T形截面叠合梁的受弯性能和极限破坏形态与普通混凝土T形截面叠合梁类似;梁正截面的平截面假定依然适用;现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》依然适用于再生混凝土T形截面叠合梁极限承载力的计算。     

叠合梁受弯性能试验研究

为了解叠合混凝土梁的力学性能,对6根受拉区新增受力钢筋叠合梁进行了试验研究,探讨了受拉区新增受力钢筋叠合梁的裂缝、挠度的发展变化规律,极限抗弯承载力以及破坏形态。试验研究表明,叠合层强度高一级别的叠合构件基本性能与整体浇筑梁相近,其裂缝条数较多、宽度较大,但并不能明显提高钢筋混凝土梁的屈服弯矩和极限弯矩。     

再生混凝土叠合梁受弯力学性能试验研究

设计了3根再生混凝土叠合梁,受拉钢筋配筋率分别为0.5%、1.0%、1.5%,预制部分采用普通混凝土,叠合部分采用100%再生粗骨料取代率的再生混凝土。另外设计了1根整浇梁,全部采用再生粗骨料取代率的再生混凝土。通过受弯性能试验,得到挠度和裂缝发展规律以及破坏特征。运用Ansys软件对叠合梁进行了非线性有限元分析。试验结果和数值分析表明,再生混凝土叠合梁的受弯力学性能和普通混凝土梁受弯性能接近,其受弯承载力可采用普通混凝土梁的计算方法进行计算。采用再生混凝土的弹性模量,利用现有规范GB 50010—2002短期刚度计算公式得到的挠度,需乘以0.8的修正系数后才适用于再生混凝土叠合梁。     

再生混凝土叠合梁板受弯性能数值分析

在已完成的再生混凝土叠合梁板受弯性能试验的基础上,运用Abaqus软件对叠合梁板进行了非线性有限元分析。验证了有限元模型的正确性之后,引进一种新的叠合型式,预制部分采用再生混凝土而现浇部分采用普通混凝土,然后用Abaqus对新叠合梁板进行分析。分析结果表明,新叠合型式更合理地利用了混凝土材料,进一步提高了结构的受力性能。     

部分预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度试验研究

本文根据18根部分预应力钢-混凝土组合梁负弯矩区的受力性能试验研究结果,探讨了负弯矩区裂缝产生与发展的规律。试验表明,影响裂缝宽度的主要因素为负弯矩区综合力比Rp、剪力连接件间距p和钢梁与混凝土板的相对高度比hs/hc:Rp和hs/hc越小,裂缝宽度越大;p越小,裂缝宽度越小。根据试验结果,本文建立了部分预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的经验计算公式,形式上与现行的混凝土结构设计规范建议的受弯构件裂缝宽度计算公式统一。     

预应力活性粉末混凝土梁抗火性能试验研究

活性粉末混凝土(RPC)是超高性能建筑材料,与高强预应力筋结合形成的预应力RPC梁具有显著的承载、变形和耐久性能优势,但预应力RPC梁的火灾安全性能是制约其广泛应用的关键问题之一。鉴于预应力RPC梁的火灾安全性亟待研究,以荷载水平、预应力筋保护层厚度、预应力筋类型、预应力度等为试验参数,设计制作了8个预应力RPC简支梁,开展了恒定荷载ISO 834标准升温条件下受火试验。获得了梁内温度变化、挠度-受火时间曲线、有效预应力、裂缝开展、爆裂分布及深度等试验数据,研究了火灾高温损伤演化规律和破坏模式。结果表明:干热养护可有效抑制RPC高温爆裂,受火试件保持了良好的完整性;荷载水平和预应力筋保护层厚度是影响预应力RPC梁抗火性能的关键因素,随荷载水平的减小和预应力筋保护层厚度的增大,耐火极限显著提高;荷载水平为0. 5、预应力筋保护层厚度不小于45 mm可满足2. 0 h的耐火极限要求;同等条件下有黏结预应力RPC梁的抗火性能优于无黏结预应力RPC梁;常温下按适筋梁设计的预应力RPC梁火灾下易发生少筋破坏。     

预应力组合梁框架抗震性能研究

本文对预应力组合梁框架的抗震性能进行试验研究与滞回分析。基于预应力组合梁框架的低周反复荷载试验,对其破坏形态、破坏机制、位移延性、耗能能力、刚度退化、变形恢复能力等抗震性能进行了较为系统的研究。研究表明预应力组合梁框架具有优良的抗震性能。编制了预应力组合梁框架滞回分析程序,探索了预应力组合梁框架理论分析的新途径。     

含废弃玻璃粉活性粉末混凝土的抗折性能研究

研究了玻璃粉作为矿物掺合料替代部分水泥配制活性粉末混凝土(RPC)以及对其抗折性能的影响。测试和分析了玻璃粉细度、掺量以及养护温度对RPC抗折强度的影响;采用数理统计分析方法进行数值处理,得到玻璃粉细度、掺量以及不同养护温度与RPC抗折强度间的多元线性回归方程,分析3个因素的影响规律。试验结果表明,玻璃粉可作为矿物掺合料用于制备RPC,并能提高其抗折强度;当玻璃粉研磨1 h、掺量为10%、养护温度为80℃时,制得的RPC抗折强度最高。     

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。     

腐蚀钢绞线预应力混凝土梁的受弯性能试验研究

为研究腐蚀钢绞线预应力混凝土梁的受弯性能退化特征,制作了5根先张预应力混凝土梁试件和5根钢管抽芯成孔后张预应力混凝土梁试件,并对每组中的4根梁进行了为期13个月的掺盐加速腐蚀(腐蚀率0.94%~2.87%),然后对10根梁进行了3分点静载试验。试验及分析结果表明:腐蚀钢绞线预应力混凝土梁正截面会发生两种典型的受弯破坏方式,一种是传统的适筋破坏(力筋强化→混凝土压碎),因腐蚀尚未影响到预应力钢筋强化到混凝土压碎的完整过程,因而不会导致梁的极限承载力和变形能力降低;另一种是压碎前腐蚀钢绞线钢丝率先被拉断(断丝破坏),这种破坏会导致梁的极限承载力和变形能力发生不同程度的降低;在腐蚀率不大(小于2.87%)的情况下,腐蚀对钢绞线预应力混凝土梁的开裂弯矩、初始强化弯矩、极限弯矩以及初始强化挠度的影响都不显著,但会导致断丝破坏梁的极限挠度(断丝时)明显减小;在极限荷载之后,梁仍可以维持较高的承载能力继续承载并发展残余变形。     

再生混凝土梁受弯性能试验研究

通过试验比较了4根再生混凝土梁和1根天然混凝土梁在集中荷载作用下的抗弯性能,分析了再生骨料取代率对再生混凝土梁承载力、抗裂度、变形以及裂缝宽度等方面的影响,并对现行《混凝土结构设计规范》中混凝土正截面极限承载力公式对再生混凝土梁极限承载力计算的适用性进行探讨。研究结果表明:在同级荷载作用下再生混凝土梁较天然混凝土梁裂缝开展快、裂缝最大宽度大,抗弯刚度降低快;在逐级加载过程中无论再生骨料取代率大小,再生混凝土梁正截面应变变化仍满足平截面假定要求;按现行规范公式计算再生混凝土梁的极限承载力安全可行但安全储备有所减小。     

基于ANSYS模拟的无黏结预应力RPC简支梁分析

活性粉末混凝土是具有超高抗压强度、高耐久性及高韧性等特点的一种新型超高性能混凝土材料。基于非线性有限元ANSYS软件,建立了无黏结预应力RPC简支梁的有限元模型,模拟了其在三分点加载下直到破坏的全过程,并将试验结果进行对比分析,两者吻合较好,可供设计参考。     

开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能非线性分析

在钢筋混凝土变角软化桁架模型的基础上,提出了适于分析开口截面钢-混凝土组合梁弯扭性能的三维桁架模型。在弯扭作用下,组合梁截面各单元分别处于一维应力状态(体系1)和二维应力状态(体系2),体系1用来抵抗由弯矩和扭矩引起的截面纵向应力,体系2用来抵抗由扭矩引起的截面剪应力,两者通过截面的纵向应变协调和内力平衡条件联系起来。分析充分满足平衡条件、变形协调条件和材料本构方程。通过对部分试件的计算验证,结果表明该模型不仅可以用于预测组合梁的极限强度,而且为混凝土翼板开裂后组合梁全过程分析,提供了有效途径。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

采用预应力碳纤维布对钢筋混凝土梁进行增强加固,能够充分发挥碳纤维布高强的性能,提高加固效果。组合利用Visual Basic,Fortran以及Surfer等计算程序,编制了完整的预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析程序,程序具有良好的操作界面、高效的计算速度以及直观的显示过程。在程序编制过程中,考虑了碳纤维布与混凝土之间的粘结滑移关系。通过与3根室内试验梁结果进行对比,可知程序计算得到的承载力、荷载-挠度曲线以及CFRP应变曲线都与试验值较吻合。