体外预应力混凝土结构体外筋极限应力分析

体外预应力混凝土结构是后张无粘结预应力结构,体外预应力筋和梁体在受力过程中变形不协调,预应力筋极限应力的确定一般需要通过结构的总变形求得.在试验基础上,利用无粘结预应力混凝土结构预应力筋极限应力的计算公式,对体外预应力梁进行计算,通过与试验结果对比,发现运用现行主要规范或规程中体内无粘结筋的计算方法计算体外预应力结构体外筋的极限应力,都存在较大误差,如何合理地进行体外预应力筋极限应力的计算应进行深入研究.     

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。     

体外预应力加固大跨度混凝土梁的试验研究

大跨度钢筋混凝土梁加固技术作为一门学科正在迅速发展,提出了许多切实可行的加固方法。以天津某加固改造工程为背景,通过对12根简支梁及6榀框架梁进行体外预应力加固试验,分析加固后梁体的承载能力及使用性能,提出了适合本工程的正截面抗弯承载力计算公式及力筋极限应力增量计算公式。结果表明混凝土梁采用体外预应力加固时,可以显著减小梁体跨中挠度及裂缝宽度;承载力极限状态下,可以显著提高梁体抗弯极限承载力;采用适量预应力筋,加固后梁体的破坏形态仍为适筋梁延性破坏等结论。     

混凝土梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法编制了可用于考察正常使用极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序.基于模型试验结果和仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标βs、预应力筋配筋指标βp、跨高比l/h、加载形式、预应力筋布筋型式、预应力筋合力点至受压区边缘距离hp等参数对正常使用阶段极限状态下简支、连续梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;并建立了使用阶段无粘结筋应力增量计算公式.     

预应力混凝土简支梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中的无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可用于分别考察正常使用极限状态和承载能力极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序。基于模型试验结果和大量仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、跨高比、加载形式、预应力筋布筋型式、跨中预应力筋合力点至受压区边缘的距离等参数对正常使用阶段及正截面承载能力极限状态下简支梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;建立了无粘结预应力混凝土简支梁板中无粘结筋在正常使用阶段和正截面承载能力极限状态下应力增量的计算公式。     

无粘结预应力筋极限应力增量计算方法的对比研究

目前有关无粘结预应力筋极限应力增量的诸多计算方法存在计算复杂或精度较差的问题,基于整体变形的无粘结预应力筋极限应力增量的计算方法有效地解决了这一难题.通过8根无粘结预应力混凝土梁抗弯试验对各国规范中关于无粘结预应力筋极限应力增量的计算方法及现有的基于变形的计算方法进行了对比分析,结果表明:相对于其他计算方法,基于整体变...     

对预应力混凝土结构的几点认识与建议

论述了顺应力筋两阶段工作原理,认为可以将预应力的工作成分两个阶段,将预应力混凝土结构分成了侧限和无侧限两大类,提出了侧限影响系数的概念,基于预应力筋两阶段工作原理,建立了无侧限及有侧限预应力的混凝土结构的承载能力计算公式,提出了既能为工程界所接受,又能满足耐久性要求的预应力混凝土结构裂缝控制及验算建议,建立了通过裂缝控制计算确定预应力筋用量,通过承载力方程和构造要求计算确定非预应力筋用量的两类极限状态的直接设计方法。     

体外CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验

目的 研究体外CFRP筋加固钢筋混凝土简支梁的抗弯性能,探讨体外预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯承载力的计算方法.方法 通过对13根体外CFRP筋加固试验梁的静载试验,分析加固梁的破坏形态、裂缝开展、挠度、混凝土应变、体内受拉钢筋和体外CFRP筋应变的变化情况,对比分析各种因素对加固梁极限荷载的影响.结果 加载过程中,跨中截面混凝土的平均应变沿梁高基本呈直线分布;当体外CFRP筋弯折角度大于10°时,对梁体抗弯性能不利;随着混凝土强度的提高,加固梁抗弯承载力的提高不明显.对于体内受拉钢筋配筋率较大的梁,采用体外预应力CFRP筋加固效果并不明显.结论 体外CFRP筋加固钢筋混凝土梁梁体的平均应变仍符合平截面假定,在实际加固工程中应该考虑带载水平的影响,对于忽略二次效应后的体外预应力CFRP筋加固体系,抗弯承载能力可进行简化计算,简化计算结果与实测结果吻合较好.     

预应力装配式混凝土梁柱节点抗弯极限承载力分析

以预应力装配式混凝土结构T形梁柱节点为对象,分析节点在施加初始预应力和受弯承载能力极限状态下,混凝土和预应力筋的应力、应变及其相互关系,在考虑梁端开口转动对预应力筋和混凝土应变影响的基础上,建立T形节点梁端抗弯承载力计算方法。将理论公式计算得到的极限承载力与基于Abaqus软件数值模拟得到的抗弯极限承载力进行了对比,理论计算结果与数值分析结果符合较好,表明文中提出的理论公式可用于该类结构的抗弯极限承载力的计算。     

体外预应力混凝土梁的时随分析

为估算体外预应力梁的长期性能,基于混凝土层模型,将体外预应力混凝土梁简化成平面杆系结构,采用步进计算方法进行时随分析,考虑力筋应力增量、二次效应、材料的收缩、徐变和松弛等因素.编制时随分析程序,对体外预应力梁和内置无粘结梁的预应力长期损失进行对比.结果表明,跨高比较小的体外预应力梁与体内无粘结预应力梁之间预应力长期损失差别很小,设计中可沿用已有的无粘结预应力长期损失计算公式.     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土粱的抗弯试验。结果表明：研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载。     

体外及体内无黏结预应力梁的有限元模拟

为简化无黏结预应力梁的分析过程，利用通用有限元程序建立了体外及体内无黏结预应力混凝土梁
的分析模型.该模型由两类主单元组成，即混凝土梁单元和体外/体内无黏结预应力筋桁架单元这两类主单
元的端部节点用多点约束（MPC）连接.在体外预应力梁的转向块处，或沿体内无黏结预应力梁全跨并以比
较小的间隔处，设置刚度足够大的弹簧单元利用修正的Riks算法跟踪结构的非线性全过程响应.分析结果
表明，二次效应会对体外预应力梁的弯曲刚度和极限承载力产生较大的不利影响，无黏结预应力筋的极限
应力增量随着非预应力筋配筋率的增加而减小.     

后张无粘结预应力混凝土结构的性能分析

主要论述了无粘结混凝土结构(UPC)的受弯性能、受弯时无粘结筋的极限应力的计算、UPCS的楼盖形式及布筋、无粘结部分预应力混凝土梁的抗震性能及在设计UPCS时的若干问题。     

柱支承无粘结预应力混凝土双向板内力重分布

为了研究柱支承预应力混凝土双向板中无粘结筋应力增长规律及弯矩调幅设计方法,采用ABAQUS大型有限元软件建立了柱支承无粘结预应力混凝土双向板的有限元分析模型。通过将双向板划分为柱上板带和跨中板带,分别考察了综合配筋指标和非预应力筋屈服强度对无粘结筋应力增量及支座控制截面弯矩调幅系数的影响规律。分析结果表明：在综合配筋指标和预应力度一定的条件下,正常使用阶段和承载能力极限状态无粘结筋应力增量随非预应力筋屈服强度的提高而增大,而支座控制截面的弯矩调幅系数随非预应力筋屈服强度的提高而减小。建立了以综合配筋指标和非预应力筋屈服强度为自变量的柱支承预应力混凝土双向板中无粘结筋应力增量和弯矩调幅系数计算公式。     

负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能

为了研究负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能,对3根组合梁试件进行了单调静力试验,其中包括非预应力组合梁、体内预应力组合梁和体外预应力组合梁各1根.试验结果表明:负弯矩作用下,3根试件的破坏均始于钢梁的受压屈服,在达到极限承载力时钢梁均发生了屈曲;与非预应力试件相比,体内预应力试件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别提高了120％、35.1％和18.7％;体外预应力试件的开裂荷载较非预应力试件提高了24％,但屈服荷载和极限荷载略有降低;施加体内预应力可以有效地提高组合梁的极限变形能力,但对延性不利;施加体外预应力对组合梁的延性有一定的提高作用.     

预应力混凝土结构开裂后内力的解析算法

对预应力混凝土结构截面开裂后的受力性能进行分析,推导截面应力计算表达式.从理论上分析开裂后相对压区高度的计算方法.给出的整体计算过程,便于编程计算机计算,也适用于计算器手算.本文结果也可用于偏心受压或偏心受拉构件开裂后的计算.     

预应力混凝土构件纯扭强度计算方法

以变角空间桁架理论为基础,在考虑莫尔应力协调条件下,提出了预应力混凝土纯扭构件破坏形态的判别准则,并建立了纯扭强度的计算方法.通过试验资料的验证,计算值与试验值吻合较好,并且具有较高的计算精度,因此,对预应力混凝土构件纯扭强度的计算方法进行进一步验证是十分必要的.研究预应力混凝土构件纯扭作用的机理和制定其强度的计算方法,是解决复合受扭强度计算的基础.     

Nonlinear behavior of concrete beams with hybrid FRP and stainless steel reinforcements

The full-range behavior of partially bonded, together with partially prestressed concrete beams containing fiber reinforced polymer (FRP) tendons and stainless steel reinforcing bars was simulated using a simplified theoretical model. The model assumes that a section in the beam has a trilinear moment—curvature relationship characterized by three particular points, initial cracking of concrete, yielding of non-prestressed steel, and crushing of concrete or rupturing of prestressing tendons. Predictions from the model were compared with the limited available test data, and a reasonable agreement was obtained. A detailed parametric study of the behavior of the prestressed concrete beams with hybrid FRP and stainless steel reinforcements was conducted. It can be concluded that the deformability of the beam can be enhanced by increasing the ultimate compressive strain of concrete, unbonded length of tendon, percentage of compressive reinforcement and partial prestress ratio, and decreasing the effective prestress in tendons, and increasing in ultimate compressive strain of concrete is the most efficient one. The deformability of the beam is almost directly proportional to the concrete ultimate strain provided the failure mode is concrete crushing, even though the concrete ultimate strain has less influence on the load-carrying capacity. Foundation item: Project (50478502) supported by the National Natural Science Foundation of China