无粘结部分预应力混凝土受弯构件短期刚度的试验研究

对39根有不同的预应力无粘结筋、非预应力有粘结筋和跨高比的混凝土梁进行了试验和研究。分析了影响受弯构件开裂刚度的主要因素，提出了无粘结部分预应力混凝土受弯构件短期刚度的计算公式。经本次试验及其它文献共70根无粘结部分预应力混凝土梁的试验结果验证，该公式计算结果与试验结果吻合良好。文中还对无粘结部分预应力混凝土受弯构件其它弯曲性能进行了研究。     

无粘结部分预应力纤维聚合物筋混凝土梁试验

目的研究无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件的受力性能,荷载作用下CFRP筋应力增量、受弯构件变形以及裂缝分布特征.方法设计制作4根简支试验梁,梁中以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通钢筋作非预应力筋,对试验梁在两点进行分级加载,根据各梁试验结果对这类梁的受力性能展开研究.结果试验梁的裂缝分布比较均匀,且主要集中在纯弯曲段;混凝土的开裂对梁的变形及CFRP筋应力增量影响不大,而非预应力钢筋屈服后,试验梁变形及CFRP筋应力增量明显增大,且CFRP筋极限应力增量受综合配筋指标影响显著;提出了以综合配筋指标为自变量的无粘结CFRP筋极限应力增量计算公式.结论无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件有良好的力学性能,试验结果为开展这类梁的设计研究提供了理论依据.     

配置600MPa级钢筋部分预应力混凝土梁受力性能

通过进行12根有粘结部分预应力、无粘结部分预应力高强钢筋混凝土梁的试验研究,对比分析混凝土强度等级、预应力筋和非预应力纵向受拉钢筋配筋率对2种部分预应力高强钢筋混凝土梁受弯承载力、挠度及刚度的影响.研究结果表明:增加预应力筋和非预应力筋配筋率能够显著提高有粘结部分预应力、无粘结部分预应力高强钢筋混凝土梁的受弯承载力,减缓试验梁的刚度退化.有粘结、无粘结部分预应力高强钢筋混凝土梁的受弯承载力可以按照现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中相关公式计算.当600MPa级钢筋抗拉强度的设计值取500 MPa时,按规范计算梁受弯承载力具有足够的安全储备.     

纵筋锈蚀的无腹筋简支梁抗剪性能试验研究

通过6根锈蚀程度不同的钢筋混凝土简支梁和2根无锈蚀对比梁抗剪性能试验,研究了锈蚀钢筋混凝土简支梁斜截面破坏过程和特征,结果表明:纵筋锈蚀造成混凝土和钢筋之间粘结能力下降,纵筋和混凝土之间容易出现滑移,裂缝开展较快;纵筋锈蚀降低了受弯构件抗弯刚度和受剪承载力。     

无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度计算的一种简便方法

以我国现行规范JGJ92-2004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》推荐的无粘结预应力混凝土受弯构件的裂缝宽度计算公式为基础,同时参考美国混凝土结构设计规范ACI318-08关于无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝控制的有关设计规定,提出了无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度计算的一种简便算法.该方法的基本思路是:将无粘结预应力钢筋的有效预拉力作为构件截面外力,从而将无粘结预应力混凝土受弯构件的裂缝宽度计算转化为普通钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度计算.采用该方法得到的计算值与已收集到的84组无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的试验值吻合较好,验证了所建议公式的合理性,可供我国相关规范今后修订时参考.     

配置高强钢筋的无粘结部分预应力梁受弯试验研究及有限元模拟分析

通过对3根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,对比分析混凝土强度等级对配置600 MPa钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的挠度、抗弯承载力的影响。采用ANSYS软件对试验梁进行有限元模拟,分析结果和试验结果较为吻合。用ANSYS有限元软件分析研究非预应力筋配筋率,非预应力钢筋强度等级及预应力度对梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋钢筋强度可以提高梁的极限承载能力和极限应力增量;提高非预应力筋的配筋率或者增大预应力度可以提高梁的极限承载能力但不会提高粱的极限应力增量。     

改性竹筋混凝土受弯构件力学性能试验研究

针对竹筋混凝土结构存在的问题,提出了多种对竹筋的改性方法。在此基础上,对12根采用不同配筋和不同改性方法的受弯构件(11根竹筋混凝土梁和1根钢筋混凝土梁)进行了试验研究,分析了不同改性方法和不同配筋率竹筋混凝土受弯构件的力学性能、破坏形态及其影响因素。研究结果表明：竹筋能有效提高混凝土受弯构件的承载能力;经过适当方法改性后的竹筋能确保竹筋和混凝土之间的有效粘结,其正截面强度计算可以采用平截面假定;竹筋混凝土受弯构件的破坏均为脆性破坏,其破坏形态与其截面配筋率有关。     

配置600MPa钢筋的预应力混凝土梁受弯性能研究

为研究配置600 MPa级高强钢筋有粘结部分预应力混凝土梁的受弯性能,在静力荷载作用下,进行了9根纵向受拉非预应力筋采用600 MPa级高强钢筋的试验梁受弯性能试验.对比分析试验梁的破坏特征、受力过程、受弯承载力、挠度等.研究结果表明:配置600 MPa级高强钢筋的后张法有粘结部分预应力混凝土梁和配置普通钢筋后张法有粘结部分预应力混凝土梁的受力性能相同;配置600 MPa级高强钢筋的试验梁的受弯承载力可以按照现行《混凝土结构设计规范》中相关公式计算.当600 MPa级高强钢筋取520 MPa的强度设计值时,采用现行规范计算配置600 MPa级高强钢筋的试验梁受弯承载力的安全储备较高.     

无粘结预应力混凝土框架柱钢绞线的应力分析研究

目前无粘结预应力混凝土的研究主要是对混凝土梁的试验研究,而对无粘结部分预应力混凝土框架柱的试验研究甚少,为深入了解无粘结部分预应力混凝土框架柱钢绞线的应力、极限应力增量以及预应力损失的计算情况,对2组5根试验柱进行拟静力试验研究.结果表明:现行《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92—2004中的公式同样适用于无粘结部分预应力混凝土框架柱应力的计算,预应力度和预加轴压比均对无粘结预应力筋极限应力增量有很大影响;随着预应力度的提高,预应力筋极限应力增量增加;而随着预加轴压比的提高,预应力筋极限应力增量降低.     

无粘结预应力混凝土板火灾试验构件设计

首先对试验构件的截面参数、无粘结预应力筋的型号及混凝土标号进行了设计，然后分别用荷载平衡法和规范中的公式对试验简支板构件和连续板构件中的无粘结预应力筋数量进行了估算，接着对构件中的非预应力筋的用量也进行了估算，最后对设计的构件进行部分项目的验算，并对两种方法进行了比较，指出了引起两者差别的原因．     

体内无粘结预应力混凝土梁受弯承载力计算模型研究

以两点对称荷载作用下无粘结预应力混凝土简支梁为研究对象,基于混凝土梁的整体变形及塑性铰分布特点,通过对梁实际曲率分布进行简化后计算得出预应力筋的应力增量,进一步提出了无粘结预应力混凝土简支梁受弯承载力的计算方法.通过77根无粘结预应力混凝土梁的试验数据对建议抗弯承载力计算模型进行验证,并将计算结果与美国ACI318规范的计算模型及其它模型的计算结果进行了对比.结果表明:无粘结预应力混凝土梁受弯承载力的试验值与理论预测值之比的平均值为1.047,标准差为0.077,变异系数为0.073,二者吻合较好;与其他计算模型的计算结果相比,本文建议计算模型较真实地反映了预应力混凝土梁的曲率分布,可更准确的计算无粘结预应力混凝土梁的抗弯承载力.     

部分再生混凝土梁的试验

为了研究部分再生骨料混凝土梁的力学性能,完成了5种配筋率共15根部分再生骨料混凝土梁的试验.试验结果表明平截面假定理论同样适用于部分再生骨料混凝土结构.部分再生骨料混凝土受弯构件的正截面承载力与普通混凝土受弯构件相比并没有降低,但是其刚度相对于普通混凝土受弯构件有所减小.通过分析得到了部分再生骨料混凝土受弯构件正截面承载力计算公式和受弯构件刚度计算的修正公式.给出了部分再生骨料混凝土轴心受压和偏心受压极限压应变以及梁最小配筋率的取值建议;通过ANSYS软件完成了部分再生骨料混凝土受弯构件的有限元分析,计算结果与试验结果吻合较好.     

无黏结部分预应力RPC吊车梁挠度与刚度的静载试验研究

为了研究无黏结部分预应力活性粉末混凝土受弯构件的刚度变化特征及计算方法,对2根无黏结部分预应力吊车梁进行试验研究,获得了吊车梁在各级荷载作用下挠度变化图及刚度变化值;分析梁的受力及整个破坏过程,建立荷载-挠度变化曲线,将试验值和计算值展开对比研究,修正了反拱值;建立了梁开裂前后刚度计算公式.研究结果表明,梁开裂前,预应力效应和RPC的抗拉作用是保持其刚度恒定的主要因素;梁开裂后直至破坏,钢纤维以及预应力筋面积对挠度的影响较大,是影响其变化的主要因素.对于无黏结预应力活性粉末混凝土简支梁,在开裂前取0.85B0计算反拱值较为合理;在计算预应力RPC梁的开裂后刚度时,RPC的抗拉强度和钢纤维的拉结作用对梁的整体刚度有较大的提高,其增大系数可以达到1.7左右.     

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。     

配置HRB500级非预应力筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能试验研究

无粘结部分预应力混凝土梁受其自身结构特点的限制,抗弯承载力较低.为改善无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能,开展了HRB500级钢筋在该结构形式中的应用研究.主要考虑了非预应力强度等级及非预应力筋配筋率对无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能的影响.研究结果表明,HRB500级钢筋的加入显著提高了该结构的受弯性能.     

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。     

配置HRBF500钢筋的无粘结预应力梁受弯性能试验研究

进行了10根简支梁的受弯性能试验,研究了以HRBF500钢筋作为纵向受拉钢筋的无粘结预应力混凝土梁的破坏特征、预应力增量、受弯承载力以及位移延性。试验研究表明：在达到极限状态之前,试验梁中受拉的HRBF500钢筋均已屈服;梁破坏时,受压区混凝土压碎,破坏较为突然;无粘结预应力筋的实测极限预应力增量与综合配筋指标仍基本成线性关系,但较规范GB 50010-2010中公式的计算值明显偏大,计算值与试验值比值平均为0.35;梁跨中的屈服位移较大,但位移延性较差,位移延性系数平均为1.67,且随综合配筋指标增大,位移延性系数减小。根据笔者及相关文献中的试验结果,分析得到了无粘结预应力筋的极限预应力增量计算的建议公式,当极限预应力增量试验值〈450MPa时,该式的计算值与试验值符合较好。     

部分预应力部分粘结CFRP混凝土梁的受弯性能

为了改善碳纤维筋(CFRP)预应力混凝土梁的受力及延性性能，针对CFRP筋特殊的材料性能，在国内首次引入了“部分预应力部分粘结”的新概念。对CFRP筋与环氧树脂钢筋混合配筋的预应力混凝土梁进行了试验研究，结果说明梁的预应力度及预应力筋的无粘结部分长度会对CPFR筋预应力混凝土梁的受力及延性性能产生较大的影响。     

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算方法

为了推导表达形式统一的无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算公式,定义了无粘结CFRP筋应力增量与有粘结钢筋应力增量的比值为无粘结CFRP筋等效折减系数。在刚度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和与截面有效面积之比这一等效纵向受拉钢筋配筋率替代现行规范中的纵向受拉钢筋配筋率,在裂缝宽度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和这一等效纵向受拉钢筋面积替代现行规范中的纵向受拉钢筋面积。从而形成了与现行规范相协调的刚度及裂缝宽度计算公式,按所推导的刚度及裂缝宽度公式的计算结果与试验结果吻合良好。     

无粘结CFRP筋预应力梁刚度及裂缝的计算

为了推导表达形式统一的无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁刚度及裂缝宽度计算公式,定义了无粘结CFRP筋应力增量与有粘结钢筋应力增量的比值为无粘结CFRP筋等效折减系数.在刚度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和与截面有效面积之比这一等效纵向受拉钢筋配筋率替代现行规范中的纵向受拉钢筋配筋率,在裂缝宽度计算公式中用无粘结CFRP筋的等效折减面积与普通钢筋面积之和这一等效纵向受拉钢筋面积替代现行规范中的纵向受拉钢筋面积.从而形成了与现行规范相协调的刚度及裂缝宽度计算公式,公式的计算结果与试验结果吻合良好.