型钢混凝土及预应力型钢混凝土梁试验研究

预应力型钢混凝土梁(PSRCB)是在普通型钢混凝土梁(SRCB)的基础上采用预应力技术的一种新型组合结构,利用型钢混凝土技术提高混凝土结构的承载能力,利用预应力技术改善型钢混凝土结构在正常使用极限状态下的性能,从而发挥更好的结构综合效能.鉴于目前国内外对PSRCB进行的试验研究较少,本文对8根PSRCB和6根对比SRCB进行了全过程载荷试验.试验研究表明,与SRCB相比,PSRCB具有如下特点:较好的抗裂性能;同等M/Mu下,裂缝向上延伸高度和受拉钢筋应力大大减小从而使最大裂缝的宽度变小,裂缝闭合性能较好;承受外荷载前,存在反向挠度对正常使用性能有利,随着预应力度的加大极限挠度减小,且变形恢复性能较好;同等截面条件下,可以实现更高的正截面承载力.     

部分预应力混凝土梁裂缝闭合性能的试验研究

２５根梁的试验结果表明，部分预应力混凝土梁具有良好的裂缝闭合性能，影响其裂缝闭合性能的主要因素有预应力度、裂面接触效应、混凝土徐变和加卸载的历史等。在分析试验结果的基础上，提出了确定裂缝闭合弯矩（或应力）的力学模型和计算公式。建议公式的物理概念明确，计算简便，计算值与试验值符合良好。     

部分预应力混凝土梁裂缝闭合的试验研究

本本根据１２根先张法部分预应力混凝土梁的试验结果，研究了部分预应力混凝土梁的裂缝闭合性能．提出裂缝闭合标准．分析了影响裂缝闭合的主要因素，建立起裂缝闭合模型．并约制程序进行了非线性全过程分析．分析计算了裂缝闭合弯矩．计算值与实测值吻合良好．     

钢骨轻骨料混凝土受弯构件裂缝宽度试验研究

通过对8根钢骨轻骨料混凝土梁和2根钢骨普通混凝土梁的试验,研究了钢骨轻骨料混凝土受弯构件在单调荷载作用下的裂缝开展与分布情况。试验表明,在正常使用极限状态下,钢骨轻骨料混凝土受弯构件的最大裂缝宽度符合使用要求。与钢骨普通混凝土受弯构件相比,其裂缝宽度稍大,但裂缝宽度变异系数较小。受拉纵筋应力是影响裂缝宽度的最重要因素,二者近似呈线性关系。由于型钢对混凝土具有约束作用,在保护层厚度与有效配筋率两个变量中应考虑型钢的影响。在试验资料和理论分析的基础上,给出了钢骨轻骨料混凝土受弯构件最大裂缝宽度的计算公式。公式的计算结果与实测数据符合较好。     

预应力型钢混凝土简支梁受弯性能试验研究

预应力型钢混凝土梁是在普通型钢混凝土梁的基础上采用预应力技术的一种新型组合构件。基于13根预应力及普通型钢混凝土梁的受弯性能试验,分析了其受力过程、破坏形态、裂缝的开展与分布规律、刚度变化规律等。试验结果表明,预应力型钢混凝土梁比普通型钢混凝土梁具有更好的刚度和抗裂性能,裂缝开展得到较好的控制。基于改进综合内力法,建立了预应力型钢混凝土梁正截面受弯承载力及裂缝宽度计算公式,公式计算值与试验结果吻合良好。     

部分预应力混凝土梁裂缝闭合弯矩的简便计算

根据对先张法部分预应力混凝土矩形梁裂缝间合性能的试验研究和全过程非线性分析，在试验梁基础上模拟计算了４０根梁，研究了裂缝闭合弯矩与其主要影响参数的关系，给出了裂缝闭合弯矩的简便计算方法。     

不对称钢骨混凝土梁正截面承载力的试验研究

通过对 5根不对称钢骨混凝土梁 (其中 2根为实腹工字钢骨混凝土梁 ,3根为蜂窝钢骨混凝土梁 )的试验研究和对试验结果的分析 ,提出了不对称钢骨混凝土梁正截面承载力、裂缝宽度、抗弯刚度的计算方法。结果表明 ,计算值与试验值符合较好。     

大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能

为探讨大直径高强钢绞线预应力混凝土梁的受力性能,进行了6根以直径17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力钢筋和HRB400级钢筋作为非预应力钢筋的后张预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的受力性能试验。对预应力混凝土梁中钢绞线和非预应力钢筋应力、混凝土应变以及短期最大裂缝宽度和跨中挠度等试验数据进行分析。结果表明:采用大直径高强钢绞线作为预应力钢筋的预应力混凝土梁工作性能良好,大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受弯破坏形式和挠曲模式与普通预应力混凝土梁基本相同;试验梁跨中控制截面符合平截面假定,极限承载力可按照现行规范的正截面抗弯理论计算,按照现行规范计算的试验梁裂缝宽度和挠度与实测值吻合较好。     

重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁正常使用阶段性能研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合和变形的主要因素,将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式;应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式.将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比η和换算配筋率αpρ这两个参数来反映,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

使用荷载下无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝控制

给出了20根矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁(其中2根为对比梁)裂缝宽度的试验研究成果.在此基础上,结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果,提出了与混凝土结构设计规范相对应的一套裂缝宽度控制计算公式.通过把无粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁及有粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁的计算方法衔接起来,形成了统一的计算体系.经试验结果验证,这些公式计算精度较高,可满足工程设计要求.     

预应力型钢混凝土梁正截面承载力计算

预应力型钢混凝土梁是在普通型钢混凝土梁的基础上采用预应力技术的一种新型组合结构,它综合预应力混凝土结构和型钢混凝土结构的优点,从而具有更好的力学性能。针对不同的混凝土强度等级、受拉钢筋配筋率和保护层的大小、型钢保护层和预应力度等因素,对6根型钢混凝土梁和7根预应力型钢混凝土梁进行了全过程载荷试验。在试验研究的基础上,借鉴型钢混凝土梁正截面承载力计算方法,推导了预应力型钢混凝土梁正截面承载力计算公式,计算值与试验的结果吻合较好,从而为预应力型钢混凝土梁在实际工程中的应用提供了理论基础。     

Analytical model and evaluation of maximum crack width for unbonded PSRC frame beam under short‐term service load

Prestressed steel reinforced concrete (PSRC) beam members have the advantages of both ordinary prestressed concrete and SRC members and are usually applied to the structures with large span or heavy load. They are often designed to crack under service load. In this paper, the service‐load behavior is studied based on the experimental results of four unbonded PSRC frame beam specimens. The cracking behavior, deflection, and strains in tensile reinforcement during service‐load stage are described in detail. A computer program for a simple macroelement analysis approach, based on conventional matrix‐displacement method, is written to predict the response of unbonded PSRC frame beam members under service load. The calculation results by this method agree well with the observed experimental results. Moreover, an approach based on two enacted Chinese codes, one for ordinary concrete members (GB50010‐2010) and another for steel‐concrete composite members (JGJ138‐2001), is provided to calculate the short‐term maximum crack width of PSRC beam members. By comparing with the test results, it implies that this approach can be applied to the evaluation of short‐term maximum crack width.     

干节点连接装配式混凝土梁静力性能试验研究

为了解决装配式混凝土预制构件连接时节点湿作业带来的施工不便,设计制作了7根混凝土简支梁,其中包括1根现浇混凝土简支梁、1根按《装配式混凝土结构连接节点构造》中湿节点连接而成的预制混凝土简支梁以及5根由构造不同干节点连接而成的预制混凝土简支梁,对梁进行两点加载,完成了简支梁静载作用下力学性能试验,获得承载力、变形及裂缝分布等试验数据。结果表明:采用钢板焊接连接和钢板螺栓连接的干节点混凝土试验梁的承载力不弱于现浇混凝土梁,而采用钢板对焊连接、预应力连接和植筋连接的干节点试验梁承载力稍弱于现浇混凝土梁,且其挠度实测值与最大裂缝宽度实测值均比现浇混凝土梁略大。     

配置高强钢筋的后张有黏结预应力梁短期裂缝试验研究

进行了29根配置500MPa级钢筋的后张有黏结预应力混凝土梁的受弯性能试验,获得了29组裂缝间距和96组短期裂缝宽度数据;收集了国内外29根后张有黏结预应力梁的裂缝试验数据。采用以上试验数据,分析了后张有黏结预应力混凝土梁的短期裂缝特征,并评估了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中裂缝计算公式的适用性。研究结果表明：规范GB 50010—2010的短期裂缝计算方法仍适用于配置高强钢筋的后张有黏结预应力梁,按其公式计算的平均裂缝间距、平均裂缝宽度和最大裂缝宽度较试验值普遍偏大,二者之比的均值分别为1.086、1.313和1.263。因此,建议对GB 50010—2010规范公式部分参数进行修正,并建议将计算裂缝宽度明确为梁侧面最外排受拉钢筋中心处、钢筋应力取为最外排受拉钢筋的应力。通过参数回归分析,得到裂缝宽度的修正计算公式,并提出梁侧面最外排受拉钢筋中心处与受拉边缘、预应力筋中心处的裂缝宽度的换算关系式,建议公式的计算值和试验值符合较好。     

石墨烯/环氧涂层钢筋混凝土梁受弯性能研究

为研究石墨烯/环氧涂层钢筋应用于混凝土构件时的性能,对3根石墨烯/环氧涂层钢筋混凝土梁和1根普通钢筋混凝土梁进行正截面受弯性能试验,对比分析各试验梁的承载力、挠度、裂缝和破坏形态,并将试验值与规范公式的计算值进行对比.结果 表明:石墨烯/环氧涂层钢筋混凝土梁的受弯性能与普通钢筋混凝土梁基本相同,环氧涂层中石墨烯的掺量对...     

HRB500级钢筋混凝土梁裂缝与变形性能试验研究

通过4根足尺的钢筋混凝土简支梁(3根采用HRB500级钢筋、1根采用HRB335级钢筋)受弯性能试验,研究HRB500级钢筋混凝土梁的受弯性能和裂缝开展规律。试验结果表明,短期荷载下的HRB500级钢筋混凝土梁具有良好的受弯性能;采用大直径(32mm)HRB500级钢筋配筋的混凝土简支梁的最大裂缝宽度实测值小于《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)公式的预测值,但大于混凝土规范规定的最大裂缝宽度容许值。试验梁的挠度、裂缝间距和最大裂缝宽度与钢筋应力、钢筋直径和配筋率等因素的关系基本上可用现有模型预测。为满足正常使用极限状态的要求,建议对正常使用极限状态的荷载代表值和规范公式的相关参数进行适当调整。     

玄武岩纤维加筋梁抗弯性能试验研究

制作12根混凝土简支梁进行三分点静力加载直至破坏的试验,研究不同配筋率的钢筋和玄武岩纤维BFRP加筋混凝土简支梁的性能。试验结果表明：BFRP加筋混凝土梁荷载-挠度曲线近似为直线,但在施荷后期依然表现较好的延性;开裂荷载和极限荷载并没有得到明显提高;裂缝宽度可以控制在2.5 mm以内,裂缝间距随着配筋率的增加而减小。建...     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁的试验研究

采用自行研发的碳纤维布预应力张拉设备,模拟实际工程情况,通过7根预应力碳纤维布受弯加固梁的受力性能试验研究,比较分析了不同加固量、预应力度、配筋率、二次受力等因素对试验梁受力性能的影响。试验梁为7m跨度的大尺寸T形混凝土梁和预应力混凝土梁。试验研究表明,采用预应力碳纤维布加固可以有效提高混凝土梁的承载力,减小梁的挠度和裂缝宽度,所研发的预应力碳纤维布加固技术可用于实际工程。