配置600MPa钢筋的无黏结部分预应力梁受弯性能试验研究

对5根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,研究配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力梁的受弯性能。分析非预应力筋配筋率及混凝土强度等级对试验梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋配筋率可以提高无黏结部分预应力混凝土梁的抗弯承载力;配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁的极限承载力仍可用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中推荐的算式进行计算;600 MPa钢筋的屈服强度设计值取520 MPa具有足够的安全储备。     

体外预应力加固低强度混凝土简支梁试验研究

对4根体外预应力筋加固的混凝土简支梁进行了单调静载试验,研究了其荷载-挠度曲线、裂缝开展情况以及破坏特征。结果表明:整个加载过程可分为初期弹性工作阶段、带裂缝工作阶段、卸载后张拉预应力钢筋阶段、再加载至原有裂缝重新展开阶段和破坏阶段;试件的破坏源自非预应力钢筋的受拉屈服,破坏时变形明显,为延性破坏;相比加固前,加固后低强度混凝土(C15)梁承载力平均提高了1.08倍,而对比混凝土(C35)梁承载力则平均提高了1.94倍;低强度混凝土梁裂缝开展情况与对比混凝土梁类似。采用预应力筋对低强度混凝土梁进行体外预应力加固起到了预期的加固效果。     

无粘结部分预应力混凝土梁正截面强度的研究

本文通过五根无粘结部分预应力混凝土箱形截面梁试验,研究了无粘结部分预应力混凝土梁的正截面强度。在国内外学者研究的基础上,通过理论分析推导了梁极限破坏时无粘结预应力筋应力的计算公式,并且考虑了跨高比和附加非预应力钢筋对此应力的影响,提出了无粘结部分预应力混凝土梁正截面强度的计算方法。经试验验证和通过比较分析可知本文方法是可靠的。     

有粘结预应力混凝土结构使用阶段预应力钢筋的应力分析

选取某有粘结预应力T梁作为试验梁,在跨中进行原型静载试验,结果表明:有粘结预应力混凝土结构在使用阶段的预应力主要是由注浆后预应力钢筋与砂浆之间的粘结力传递给混凝土,并且由锚具传递给混凝土的部分可以忽略不计;在分级加载的过程中,跨中预应力钢筋应力增量明显大于锚具处预应力钢筋应力增量,有粘结预应力混凝土结构预应力钢筋的疲劳破坏基本不会发生在锚具处。     

配置高强钢筋的UPC梁预应力筋极限应力增量试验研究

为了研究配置高强钢筋的UPC梁的预应力筋极限应力增量的影响因素,进行了9根UPC试验梁静载试验。试验结果表明,配置HRB500级非预应力钢筋的UPC梁的预应力筋极限应力增量随HRB500级非预应力筋配筋率的提高而降低;相对低强度等级的非预应力筋,HRB500级钢筋作为非预应力筋能提高UPC梁的预应力筋极限应力增量,且预应力筋为抛物线型布置的UPC梁的极限应力增量大于预应力筋直线型布置时的值;非预应力钢筋采用高等级钢筋时,按JGJ92-2004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》给出的公式计算无粘结预应力筋极限应力增量值偏于安全。     

500MPa钢筋预应力混凝土梁疲劳受力性能试验研究

进行了3根采用HRB500级钢筋作为非预应力筋、钢绞线作为预应力筋的预应力混凝土梁的疲劳受力性能试验。对预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的500MPa级钢筋应力、钢绞线应力、混凝土应变以及疲劳荷载下裂缝和刚度变化的特点进行了较详细分析,并对250万次疲劳作用后的试验梁剩余静载承载力和受力特点进行了分析。试验研究结果表明,采用500MPa级钢筋作为非预应力筋的预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的受力性能良好,500MPa级钢筋的抗拉强度能够充分发挥,试验梁的剩余静载承载力较高,钢绞线和非预应力钢筋都能达到屈服强度,表现出较好的延性。为我国混凝土结构设计规范进一步修订时在预应力结构中采用500MPa级钢筋作为非预应力筋提供了参考依据。     

配置600MPa钢筋有粘结部分预应力混凝土梁抗弯性能研究

对5根配置600MPa钢筋有粘结部分预应力混凝土梁进行静力加载试验,对试验梁的受弯承载力、混凝土应变、裂缝分布及延性等进行了分析,研究了混凝土强度及非预应力钢筋配筋率对试验梁抗弯性能的影响。结果表明:试验梁达到受弯极限状态时,尽管钢绞线未屈服,但600MPa钢筋可屈服,且梁的破坏仍具有一定的延性;试验梁跨中截面混凝土应变基本符合平截面假定,极限承载力可按照桥涵设计规范中抗弯理论公式计算;提出600MPa钢筋在预应力混凝土梁中抗拉强度设计值取500MPa,为600MPa钢筋在预应力混凝土结构中的应用提供参考依据。     

碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

研究以碳纤维筋为无粘结预应力筋和环氧涂层钢筋为非预应力筋的部分预应力混凝土梁的受弯性能。共进行了8根梁从混凝土开裂、裂缝开展直至梁受弯破坏的全过程试验。测定了梁的开裂弯矩,截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况。在实测碳纤维筋应力增量的基础上,提出了无粘结预应力碳纤维筋极限应力的经验计算公式,给出了碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁的短期刚度及裂缝宽度的算法。     

无粘结部分预应力混凝土梁的疲劳性能试验研究

通过6片无粘结部分预应力混凝土梁和1片普通钢筋混凝土梁的疲劳试验,研究了这种结构的疲劳破坏形态以及刚度、钢筋应变、混凝土应变随着重复荷载次数的变化规律。研究表明:无粘结部分预应力混凝土梁的疲劳破坏主要是梁内受拉普通钢筋的疲劳断裂引起的,预应力钢筋和受压区混凝土的应力幅较低,一般不会发生疲劳破坏;荷载重复200×104次后,无粘结部分预应力混凝土梁刚度退化明显。文中还给出了无粘结部分预应力混凝土梁疲劳寿命的计算方法,所得计算值与试验值吻合较好。     

与600 MPa钢筋混合配置的预应力筋应力增量的试验研究

通过配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁受弯试验,分析了无黏结预应力筋应力增量的发展规律及其影响因素,提出了配置600 MPa钢筋的部分预应力混凝土梁的无黏结预应力筋极限应力增量计算式。试验结果表明：中前期普通钢筋主要承受拉应力,预应力筋应力增量发展较为缓慢;当普通钢筋屈服后,预应力筋应力增量显著提高,从而保证600 MPa钢筋强度得以充分发挥。采用文中算式验算了69根试验梁的无黏结预应力筋极限应力增量,计算值与实测值较为接近,分析结果表明该算式计算准确性较好,适用范围合理。     

有粘结预应力FRP筋混凝土梁正截面受弯承载力计算方法

国内外已有试验研究表明,有粘结预应力FRP筋混凝土梁的破坏模式包括界限破坏、受压破坏与受拉破坏三种。在我国现行规范中尚无关于预应力FRP筋混凝土梁的设计规定,在ACI440.4R-04规范中虽有相关的规定,但其针对的是截面受拉区仅配置预应力FRP筋的混凝土梁。对截面受拉区同时配置预应力FRP筋和非预应力钢筋、预应力FRP筋和非预应力FRP筋这两种混合配筋形式下的有粘结预应力FRP筋混凝土梁的正截面抗弯承载力计算方法进行了研究。基于受弯截面的极限状态分析,分别提出了三种破坏模式下正截面抗弯承载力的计算公式。为了验证公式,进行了6根有粘结预应力FRP筋混凝土梁的单调静力试验以及基于ANSYS软件的非线性有限元参数分析。应用建议公式对课题组及国外完成的48根有粘结预应力FRP筋混凝土梁的试验结果和6根梁的参数分析结果进行了计算与对比,计算值与试验结果和参数分析结果吻合较好。     

缓粘结部分预应力混凝土梁静载试验研究

缓粘结预应力技术是在有粘结预应力技术和无粘结预应力技术之后发展起来的一种新的预应力技术。为了掌握缓粘结预应力混凝土梁的受力性能,对3根缓粘结部分预应力混凝土梁进行了静载试验,并与1根有粘结部分预应力混凝土梁进行对比,试验过程中详细记录了试验梁混凝土应变、非预应力筋应变、缓粘结预应力筋应力增长、挠度以及裂缝开展情况,分析了预应力强度比、普通钢筋配筋率的影响,将有粘结和缓粘结部分预应力混凝土梁进行了对比。试验结果表明,缓粘结部分预应力混凝土梁的受力性能与有粘结部分预应力混凝土梁相近,甚至略优于后者。     

预应力与非预应力AFRP加固腐蚀钢筋混凝土梁疲劳性能研究

对非预应力芳纶布(AFRP)加固和带永久锚具的预应力AFRP加固锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能进行研究。通过疲劳试验,探讨预应力水平和钢筋锈蚀程度对加固梁疲劳破坏机制、疲劳寿命、挠度等的影响。试验结果表明:预应力AFRP与非预应力加固梁的疲劳破坏机制相同,都为纵筋的疲劳断裂;预应力AFRP加固锈蚀混凝土梁的抗疲劳特性明显优于非预应力加固梁;预应力水平越高,中度腐蚀梁加固后疲劳寿命越高;锈蚀率越高,梁的疲劳寿命越低,重度锈蚀梁疲劳寿命的降低幅度比中度锈蚀梁更明显。通过与光面钢筋对比,获得锈蚀纵筋的等效疲劳切口系数K f。结果表明,钢筋锈蚀率的增加会导致K f增大,从而导致锈蚀梁疲劳寿命明显降低。基于试验结果,建立了预应力AFRP加固中度腐蚀钢筋混凝土梁疲劳寿命的计算公式,供桥梁加固设计参考。     

CCTV主楼预应力混凝土悬挂柱施工技术

预应力技术应用于大跨度梁或板等水平结构范围较广,极少应用于混凝土柱等竖向结构中.CCTV主楼通过在混凝土柱中设置预应力筋,悬挂下方水平结构.从而实现下方混凝土梁的大跨度设计,同时也解决了原设计中通过劲性梁悬挂钢结构柱存在的钢筋与钢结构节点交叉难题.重点介绍了混凝土悬挂柱内预应力施工工艺和技术要点,包括预应力筋下料、钢筋支架的制作安装、悬挂柱内预应力筋的布设、锚固端和张拉端安装、悬挂柱及梁板混凝土浇筑等.     

配置600MPa钢筋部分预应力混凝土梁疲劳性能研究

为研究配置600MPa高强钢筋的部分预应力混凝土梁构件的受力性能及适用性,对四根配置HRB600级钢筋作为非预应力筋的有黏结与无黏结部分预应力混凝土梁分别进行静载及疲劳试验研究。结果表明:循环加载前梁体是否开裂对梁体混凝土的疲劳性能有明显影响,非预应力高强钢筋变形恢复能力没有受到疲劳荷载作用影响,无黏结部分预应力混凝土梁和有黏结部分预应力混凝土梁的抗疲劳性能都较好,配置600MPa钢筋的部分预应力混凝土梁能够在实际工程中得到很好的应用。     

配置600MPa钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁变形性能试验研究

通过对8根配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁进行试验,研究试验梁的变形性能。对比分析预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率、混凝土强度等级对有黏结部分预应力混凝土梁挠度及刚度的影响。研究结果表明:提高配置600 MPa级钢筋的有黏结部分预应力混凝土梁的预应力度、非预应力纵向受拉钢筋强度等级、非预应力纵向受拉钢筋配筋率可以提高试验梁的受弯承载力,增加试验梁的刚度,减缓试验梁的刚度退化,提高非预应力纵向受拉钢筋强度等级、混凝土强度等级可以提高试验梁的变形能力。     

预应力约束混凝土梁的研究分析

《混凝土结构设计规范》中仅考虑梁箍筋的抗剪作用,但采取适当的构造措施后,便可使受压区混凝土在箍筋和纵筋的约束下成为约束混凝土,混凝土强度及延性得到提高.此时,即使在拉区配置大量的钢筋也不会出现超筋梁的脆性破坏特征,因此纵筋的配筋率可以远大于规范规定的极限配筋率.纵筋的增加提高了构件的抗弯刚度及承载力,可获得更大的建筑使用空间.对约束混凝土构件施加预应力,充分发挥约束混凝土的特性和预应力钢筋的高强性能,进一步提升构件性能.这一新型结构构件形式,可应用于结构工程各领域.     

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。     

配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能试验研究

目前国内外有代表性的混凝土结构设计规范对配置三向预应力混凝土箱梁的抗剪设计均未考虑竖向预应力对梁抗剪承载能力的影响,并对梁内抗剪钢筋的抗拉设计强度取值进行了限制,是否合适值得重新审视。对4片配置高强竖向预应力筋混凝土工字梁的抗剪性能进行了试验研究,主要研究纵向和竖向预应力的施加对配置高强竖向预应力筋混凝土梁抗剪性能的影响以及试验梁剪切破坏时高强竖向预应力筋的强度发挥水平。结果表明:就所研究的情形而言,施加3.2MPa竖向预压应力可使梁斜截面开裂荷载提高约22%、临界斜裂缝倾角增加约17°、抗剪承载能力提高约30%。剪切破坏时,竖向预应力筋是否张拉对加载过程中抗剪钢筋的应变增量影响很小,未张拉的竖向抗剪钢筋内最大应力为713MPa,预张拉后,抗剪钢筋最大应力增量为709MPa,但叠加其初始张拉应力后其内最大应力可达1440MPa。对竖向抗剪钢筋进行张拉能使高强抗剪钢筋的强度得到较好发挥,但同时导致临界斜裂缝的倾角增大、水平投影长度减小。因此,与配置普通箍筋的混凝土梁抗剪设计相比,配置竖向高强预应力筋混凝土梁竖向抗剪钢筋的最小间距、最小配筋率及初始张拉应力均应特别考虑。     

HRB500级钢筋用于先张预应力梁的非预应力筋的试验研究

通过采用HRB500级钢筋为非预应力钢筋的4根先张有粘结部分预应力梁的试验研究,验证了HRB500级钢筋在部分先张预应力梁中的平截面假定,分析了HRB500级钢筋的应力发挥程度、跨中挠度的变化规律以及梁的裂缝宽度及裂缝形态.研究结果表明:配置HRB500级钢筋为非预应力钢筋的先张部分预应力混凝土梁具有良好的预应力度,受弯破坏形态为塑性破坏,其正截面受弯承载力及开裂弯矩可按现行GB50010-2002<混凝土结构设计规范>的有关公式计算,而且HRB500级钢筋的抗拉强度设计值取fy=450 MPa时有足够的安全储备.