基于分层壳模型的无粘结预应力板柱结构抗冲切性能分析

无粘结预应力板柱结构形式简便、施工效率高,但其节点受力复杂、破坏机理仍有待深入研究。提出采用分层壳模型对该结构节点进行抗冲切性能分析,通过对5个试件进行分层壳模型建模计算和变形分布分析,得出计算结果与试验结果吻合较好,验证了分层壳模型及关键参数的合理性。同时,考虑了预应力筋布筋方式、有效预应力大小和混凝土强度等参数变化对节点抗冲切性能的影响,研究表明:预应力筋布置在靠近板柱节点位置应力增长最快,发挥作用最显著,增大有效预应力和混凝土强度可以提高抗冲切性能。     

边柱下预应力筏板基础考虑应力扩散作用的抗冲切承载力计算

锚下预应力筋对筏板基础产生的水平预压应力的计算,关系到有效预压应力的计算和筏板的抗冲切设计,现行混凝土结构设计规范有关预压应力的计算公式没有考虑预应力在锚下的扩散问题。文中分析了锚下预压力作用下筏板的应力分布规律。基于级数法的思想,导出预应力筏板的预压应力理论解并讨论边柱有效预压应力计算问题。在考虑应力扩散的影响对抗剪有效作用下,提出了预应力筏板基础边柱合理的抗冲切承载力计算公式。     

钢筋混凝土板柱边节点抗震性能试验研究

对3个配置抗冲切箍筋的钢筋混凝土板柱边节点进行低周反复荷载作用下的抗震试验研究,分析了板柱边节点的破坏过程和破坏形态,并对配置抗冲切箍筋的板柱边节点的抗震性能进行了评价。试验结果表明:配置抗冲切箍筋的板柱边节点可以达到中等延性水平,变形能力满足规范要求。配置抗冲切箍筋较配置拉筋的板柱节点抗震性能好,且加密抗冲切箍筋能较好地抑制板筋平面外屈曲。     

现浇钢筋混凝土空心楼盖板柱节点抗冲切性能试验研究

为研究现浇钢筋混凝土空心楼盖抗冲切性能,明确板柱节点实心区及暗梁配置箍筋对冲切承载力和节点破坏模式的影响,在竖向荷载作用下完成了1个仅有板柱节点实心区和2个仅配置暗梁箍筋的现浇混凝土空心楼盖内板柱节点的静力试验。结果表明:空心楼盖板柱节点与传统无梁楼盖板柱节点具有相似的冲切破坏形态;设置节点实心区或在暗梁中配置箍筋均可改善抗冲切性能;配置暗梁箍筋比设置节点实心区在提高抗冲切能力方面效果更好;通过控制暗梁配置箍筋数量可以有效地改变板柱节点的破坏类型,使其由脆性冲切破坏转变为延性弯曲破坏。根据试验结果提出了空心楼盖板柱节点的抗冲切设计建议。     

板柱节点拟静力试验及板栓钉群外受冲切承载力计算方法

针对板柱结构中采用栓钉抗剪问题,进行了两个钢筋混凝土板柱节点发生栓钉群外破坏的拟静力试验。提出了板栓钉群外圆角冲切破坏轮廓线;并根据现有的试验结果,采用《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的非预应力混凝土板受冲切承载力计算公式的形式,引入冲跨系数,提出了非预应力混凝土板栓钉群外受冲切承载力计算公式。利用该公式计算得到受冲切承载力与发生冲切破坏板柱节点的试验结果吻合较好。     

预应力混凝土中柱节点在剪力和弯矩作用下的分析研究

本文采用塑性极限分析方法并利用节点的对称性，建立了预应力混凝土板柱中节点在剪力和不平衡弯矩作用下抗冲切和抗弯的相关方程。与国内外有关的试验数据的比较表明，该计算公式具有较好的精度，可以在实际工程中应用。     

无腹筋板柱节点抗冲切承载力计算研究

以国内外既有方形中柱节点试验数据作为评估样本,对比分析国内外设计规范关于板柱节点抗冲切承载力计算和规定的差异。基于对样本的回归分析,提出形式简单的无腹筋板冲切承载力建议计算公式,结果表明,预测值与样本吻合较好。最后提出了无腹筋板柱节点抗冲切承载力的建议计算公式,为我国相关规范的编写提供参考。     

预应力板柱结构的设计与运用

就地下室预应力板柱结构设计中需要考虑的计算模型的选取，次弯矩对构件的影响，板柱节点抗冲切验算，裂缝与挠度的控制以及主要构造要求等问题进行了分析和阐述，以提高预应力板柱结构设计的水平。     

型钢混凝土组合板柱节点冲切破坏机理研究

为研究型钢混凝土组合板柱节点的抗冲切性能,以节点布钢形式、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、板厚及型钢配钢率为研究参数,共设计了12个数值分析模型,采用有限元软件ABAQUS进行了计算,分析了各模型的竖向荷载-板中心挠度曲线、极限承载力,并详细地探究了型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理。研究结果表明,在板柱节点中布置型钢可显著提升节点的抗冲切性能,并且随着型钢布钢数量、板纵筋配筋率、混凝土强度等级、混凝土板厚及型钢配钢率的增加,节点的抗冲切性能均会得到不同程度的提升。在型钢混凝土组合板柱节点受载破坏过程中,首先为板底混凝土受拉开裂,随后板纵筋及型钢下翼缘受拉屈服,最后为柱周边板顶混凝土被压酥,破坏具有明显的延性破坏特征。此外,对型钢混凝土组合板柱节点的冲切破坏机理研究显示,组合节点的冲切破坏面由柱对板形成的冲切面及型钢梁对板形成的冲切面两部分组成。     

高温后抗冲切钢筋对钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能研究

为了研究火灾后钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能,本文采用有限元软件ABAQUS对火灾后钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验建立精细化有限元模型,并通过与试验结果相对比,校核了模型的准确性。在已验证的有限元模型的基础上,研究了配置不同抗冲切钢筋对火灾后板柱节点抗冲切性能的影响。结果表明,在同样的工况下,配置了单弯曲剪力钢筋和双弯曲剪力钢筋的节点,极限承载力分别提高15.3%和17.6%,破坏位移分别提高39.2%和21.5%。而配置锚钉和锚栓的节点,极限承载力分别提高40.8%和45.6%,破坏位移分别提高143.1%和152.9%。同时配置了锚钉和锚栓试件的破坏模式由冲切破坏转变为弯冲破坏。     

预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T梁试验研究

针对外贴FRP片材抗剪加固钢筋混凝土梁存在材料利用率低、易发生剥离破坏等问题,开发了用于抗剪加固的CFRP片材预应力张拉和锚固系统,给出了相应的施工工艺和方法。为验证提出系统的有效性,进行了预应力CFRP片材抗剪加固钢筋混凝土T型截面梁试验。基于CFRP片材断裂的破坏模式,提出了预应力CFRP片材加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力计算公式。结果表明,该文开发的预应力张拉和锚固系统能有效地对CFRP片材施加预应力,减少预应力损失。预应力CFRP片材抗剪加固梁均发生以受压区混凝土压碎为标志的受弯破坏模式,锚固装置能够确保CFRP片材在断裂之前不发生剥离破坏。预应力CFRP片材对混凝土梁斜裂缝的产生和发展有明显的抑制作用,加固后钢筋混凝土梁的抗剪承载力得到大幅提升。计算结果与试验值吻合较好,验证了加固梁抗剪承载力模型的有效性。     

预应力混凝土实心方桩抗弯性能试验研究

结合足尺抗弯性能试验,对比研究了高低预应力混凝土实心方桩在抗裂性能、抗弯承载力、变形能力、破坏形式等方面的差异.结果 表明:减小张拉控制应力可以降低预应力混凝土实心方桩的抗裂性能,提高变形能力,而桩身极限抗弯承载力基本保持不变;低预应力混凝土实心方桩破坏形式为预应力钢棒被拉断,高预应力混凝土实心方桩破坏形式为预应力钢棒...     

体外预应力混凝土简支梁剪切性能试验研究

为了研究节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能,采用剪跨比、配箍率、接缝类型、体内外预应力筋配比等参数进行了13根整体式和14根节段式(胶接缝和干接缝)体外预应力混凝土简支模型梁试验。描述了模型梁箍筋应力、体外预应力筋应力、挠度随荷载变化规律,以及破坏裂缝形成过程和破坏形态;分析了剪跨比、体内外预应力筋配比、接缝位置和数量及类型对梁剪切性能的影响。研究表明,节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能和整体式梁有很大差异,接缝决定着剪切破坏形态与破坏裂缝的形成、较大削弱了梁的抗剪承载力、明显增大了破坏裂缝的宽度和梁体破坏时的变形;配置体内预应力筋能有效改善体外预应力混凝土梁的剪切性能;整体式体外预应力混凝土梁的剪切性能和一般预应力混凝土梁也有一些差异。     

预应力混凝土结构抗火性能的研究进展

对预应力混凝土结构抗火性能的国内外最新研究进展进行较系统的综述与分析:研究预应力高强钢丝、钢绞线和新型纤维增强塑料(FRP)筋在高温下以及高温后的受力性能,总结相应的计算模型;探讨预应力混凝土梁和预应力混凝土板的抗火性能,并重点分析预应力混凝土框架在火灾作用下的受力特性;最后,对今后预应力混凝土结构抗火性能研究的发展趋势作了展望。     

火灾作用下锚具对预应力钢棒锚固性能退化规律研究

为研究火灾作用下锚具对预应力（PC）钢棒锚固性能退化规律,完成65组由JXM型锚具、混凝土块、抗拉强度标准值为970 MPa的φ7高强PC钢棒及反力架组成的预应力锚固系统高温性能试验,其中29组为裸露锚具高温瞬态试验,18组为裸露锚具高温稳态试验,18组为带防火保护的锚具高温瞬态试验。研究PC钢棒应力水平（0.2~0.7）、温度（20~800℃）、防火保护措施（灌浆料封锚、涂抹防火涂料、灌浆料封锚后再涂抹防火涂料）和升温速率（10.0、26.7℃/min）对锚固性能的影响。裸露锚具高温瞬态试验结果表明：高温下锚固系统破坏模式为PC钢棒在锚具中发生滑移;PC钢棒的应力水平越高、温度越高、升温速率越大,锚固系统破坏时间越短。高温稳态试验结果表明：温度低于400℃时,锚固系统破坏模式为PC钢棒被拉断,温度高于400℃时,破坏模式为PC钢棒从锚具中滑移;高温后锚具不能再使用。带防火保护的高温瞬态试验结果表明：锚固系统破坏模式为PC钢棒从锚具中滑移,防火保护不改变锚固系统的破坏模式;与无防火保护措施相比,三种保护措施下锚固系统破坏时间均提高100%以上;若将GB 14907-2002《钢结构防火涂料》关于钢结构防火涂料厚度的要求直接应用于预应力锚具防火,将偏于不安全。     

预应力型钢混凝土框架结构竖向反复荷载作用下抗震性能试验研究

通过对1榀柱中内置型钢和1榀梁柱均内置型钢的预应力型钢混凝土框架的竖向反复荷载试验, 研究预应力型钢混凝土框架的破坏机制、滞回特性、延性、刚度和耗能等性能。结果表明：预应力型钢混凝土框架梁是梁铰破坏机制,极限状态时 “拱效应”提高了框架梁的承载能力;预应力型钢混凝土框架梁滞回曲线饱满,变形恢复能力小于普通预应力混凝土框架梁;预应力型钢混凝土框架梁位移延性系数均值为4.8,普通预应力混凝土框架梁的为4.18,均有较好的延性;等效黏滞阻尼系数介于0.258~0.323之间,说明2个试件破坏时截面具有良好的耗能能力;参数分析表明,试件延性系数受含钢率影响不大,随内置型钢截面高度与梁截面高度比值增大而增大。     

基于纤维单元的预应力预制混凝土剪力墙抗侧性能数值分析

为研究预应力预制混凝土剪力墙的抗侧性能，在试验研究的基础上，提出并建立了基于纤维单元的非线性有限元分析模型。该模型在常规柔度法纤维梁柱单元模型的基础上，对单元塑性区积分法加以改进，提出了更加适用于混凝土结构的积分方法。为考虑墙底钢筋与混凝土的黏结滑移及剪切变形，引入两个零长度单元，提出了零长度单元的构建和参数取值建议。该分析模型对试验中虽未观察到，但可能发生的失效模式（如预应力筋失效等）给予考虑，对试件墙片水平荷载-位移滞回特征、预应力筋应力、墙角接缝张开、残余变形指标等进行模拟并与试验结果进行比较，结果表明两者较为吻合，验证了该分析模型的合理性和有效性。     

预应力混凝土梁疲劳性能研究现状

对预应力混凝土梁疲劳性能的研究进展进行了详细阐述,论述了等幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳性能及疲劳加载后的静力性能,对控制其疲劳破坏形态的影响因素以及在疲劳加载过程中的受力筋应变变化、裂缝开展和挠度变化规律进行了总结。讨论了变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁的疲劳寿命及加载顺序对疲劳寿命的影响,分析了变幅疲劳加载过程中的刚度退化,同时对腐蚀后预应力混凝土梁的疲劳性能进行分析,总结了钢绞线、普通钢筋腐蚀损伤对试验梁疲劳破坏形态、极限承载力及疲劳寿命的影响。在对文献进行总结分析的基础上,根据当前研究所存在的问题,提出了今后预应力混凝土结构疲劳性能研究的方向。结果表明:预应力混凝土梁疲劳破坏始于受力筋疲劳断裂,受压区混凝土一般不会发生破坏,变幅疲劳加载及腐蚀损伤对其疲劳性能有较大影响。     

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。     

Analytical prediction of transfer length in prestressed self-consolidating concrete girders using pull-out test results

While self-consolidating concrete (SCC) is comparable to conventional concrete (CC) in terms of strength, the comparability of SCC’s bond to steel is less well-defined. A keen understanding of SCC’s bond strength is essential to advance SCC within the prestressed concrete industry. This study presents an analytical method for predicting the transfer length of steel strands in prestressed girders using pull-out test results. The experimental data from a series of 56 pull-out tests is utilized to derive bond stress–slip relationships for 12.7 mm steel strands embedded in SCC and CC. Modification factors are used to correlate pullout bond stresses to transfer bond stresses in prestressed members, and the modified relationships are integrated in three-dimensional finite element models to predict transfer lengths in prestressed SCC girders. The analytical predictions correlate well with experimental results and transfer length requirements of current US design codes.