基于弯矩曲率法的U型外包钢混凝土组合梁延性及受弯性能分析

为研究U型外包钢混凝土组合梁在静载作用下的延性及受弯性能,对5根缩尺简支组合梁进行两点对称集中加载试验研究。通过对试件在加载作用下的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、截面应变沿高度分布规律的研究,提出弯矩曲率法在组合梁加载过程中受力模拟的程序算法。基于简化塑性理论公式对组合梁的截面弯矩进行理论计算,两者对比试验结果比较吻合,从而有效验证了弯矩曲率法的合理性,并依据构件计算所得的截面曲率与位移延性系数对U型外包钢混凝土组合梁的延性开展深入分析。     

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁受力性能试验研究

内置H型钢预应力混凝土连续组合梁综合了型钢混凝土梁和预应力梁的优点。为研究内置H型钢预应力混凝土连续组合梁的受力性能及弯矩重分布规律,完成了3根两跨内置H型钢预应力混凝土连续组合梁试验,并进行了非线性分析。研究结果表明：内置H型钢预应力混凝土连续组合梁荷载-跨中变形关系曲线近似呈二折线;以达到承载能力极限状态时支座控制截面弹性弯矩计算值与内置H型钢实际承担的弯矩之差为调幅对象,弯矩调幅幅度受含钢率影响不大,随型钢高度与梁截面高度比值增大而增大;连续组合梁中支座两侧等效塑性铰区长度不大于0.64倍梁有效高度,且随预应力度增大而减小;当相对塑性转角不大于0.817×10^-5时,弯矩调幅系数随相对塑性转角增大而增大,且不大于0.44。为内置H型钢预应力混凝土连续组合梁设计提供了参考。图10表11参10     

钢-混凝土连续组合梁的恢复力模型

通过8根钢-混凝土连续组合梁在低周反复荷载作用下的试验,研究其恢复力特性。结果表明,荷载-跨中挠度滞回曲线随着位移的增大由梭形逐步过渡到近似的四边形;增大剪力连接度η和纵向综合力比Rp(中支座负弯矩区)连续组合梁仍然有很好的延性;组合梁的加、卸载刚度退化规律呈指数函数变化。根据研究结果提出能考虑剪力连接度和纵向综合力比影响的钢-混凝土连续组合梁的骨架曲线公式及恢复力滞回规则,建立荷载-跨中挠度(P-Δ)恢复力模型。     

钢-混凝土-ECC组合梁受弯性能试验研究与有限元分析

为解决连续组合梁桥负弯矩区桥面板易于开裂的问题,提出了适用于连续组合梁桥负弯矩区的钢-混凝土-ECC组合桥面结构,将表面一定厚度的混凝土替换为混杂纤维ECC,提高连续组合梁桥负弯矩区耐久性。设计并完成了2根钢-混凝土-ECC组合梁和1根钢-混凝土组合梁的静力单调加载试验。结果表明：在纵向配筋相同的情况下,ECC组合桥面结构的屈服荷载和极限荷载高于传统组合结构的,开裂荷载远高于传统组合结构的,且裂缝数量减少、宽度减小。基于试验数据,对GB 50017—2017《钢结构设计标准》中组合梁负弯矩受弯承载力计算方法进行了修正并验证,计算值与试验值吻合良好。利用ABAQUS软件建立了钢-混凝土-ECC组合桥面结构有限元模型,进行试验模拟和参数分析,研究发现ECC厚度增加对各项指标提升效率呈下降趋势;配筋率与各项指标成正比;在短期荷载作用下,2层配筋的组合梁开裂荷载与3层配筋的组合梁接近,但屈服荷载和极限荷载有明显提高。     

外包角钢-混凝土组合梁正截面承载力试验研究

为研究外包角钢-混凝土组合梁的受力性能,设计并制作了4根外包角钢-混凝土组合梁试件,进行单调静载抗弯承载性能试验。试验实测了跨中挠度、混凝土应变、型钢应变、裂缝宽度等重要数据,绘制出构件荷载-位移曲线、荷载-应变曲线和应变沿截面高度分布的曲线,并对试验结果进行分析。试验结果表明:4根组合梁试件破坏形态均为弯曲破坏;组合梁有较优越的力学性能,承载性能高,延性较好;试件截面平均应变符合平截面假定。     

低周反复荷载作用下无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能的试验研究

本文对不同配筋率的14根无粘结部分预应力混凝土梁进行了低周反复荷载试验。试验结果表明:实测试验梁的无粘结预应力筋极限应力比按无粘结预应力混凝土结构技术规程犤1犦的公式计算值低2.8%;正向极限荷载下破坏截面受压区相对高度ξp与综合配筋指标β0线性相关,与文献犤2犦单调加载时的回归分析结果接近;正向极限弯矩Mu试验值比按平截面假定求得的极限弯矩计算值略低,与文献犤2犦单调加载时比较承载力低11.3%左右。而综合配筋指标β0≤0.3的无粘结部分预应力混凝土梁具有较好的滞回延性。     

2年持续荷载下城市轻轨预应力钢-混凝土组合梁试验研究

为研究城市轻轨预应力钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下的受力性能,按照截面刚度和应力相似的原则,设计4根钢-混凝土组合梁模型,进行为期2年的堆载试验,重点考察持续荷载下有效预应力大小和混凝土种类对组合梁跨中变形和截面应力的影响。结果表明:预应力钢-混凝土组合梁的下挠随时间不断增加,但增加的速率有所减缓;在2年持续荷载作用下,PCB-1～PCB-3和CB-1的附加变形分别为3.910mm、3.667mm、2.456mm和4.370mm,可见施加预应力对组合梁的附加跨中变形有较大的影响,且有效预应力越大,附加跨中变形越小,采用高性能混凝土可以明显减小组合梁的附加跨中变形。最后,对城市轻轨预应力钢-混凝土组合梁长期变形的计算方法进行探讨。     

预应力部分外包钢混凝土梁基于延性的预应力张拉计算

预应力部分外包混凝土梁是一种预应力新型结构,基于梁截面延性对这种新型预应力混凝土梁在不同张拉控制应力下进行有效预应力推算。试验包括1根未施加预应力的普通组合梁,3根施加不同张拉控制应力的预应力组合梁,通过施加不同张拉控制应力,来研究单调荷载作用下预应力部分外包钢混凝土梁的曲率延性,依据平截面假定和材料的应力-应变关系,进而提出了这种新型复合筋混凝土梁在设定延性值的前提下进行预应力张拉的推算。最终的理论推导与试验结果适用性良好。     

抗动载部分预应力混凝土粱正截面强度计算

预应力度是衡量预应力混凝土构件延性的一个重要指标。首先引入了预应力度和构件名义预应力配筋截面面积概念,然后在考虑静载下预应力混凝土构件的相对受压区高度对延性的影响的基础上,从部分预应力混凝土梁平面弯曲的平衡条件出发,推导出预应力混凝土梁单筋正截面强度计算公式,并给出了设计步骤和设计算例。结果表明该方法简捷方便。     

组合梁负弯矩区混凝土板中无粘结筋的应用研究

推导了将曲线无粘结预应力束视为位移变量直接求解的预应力钢混凝土组合梁单元的有限元列式,并对用于试验的2根无粘结和2根有粘结的预应力混凝土钢连续组合梁进行了分析,计算曲线与试验曲线吻合较好。通过有限元分析发现,无粘结预应力钢混凝土组合梁的极限承载力略小于有粘结预应力混凝土钢组合梁,其原因是组合梁内无粘结预应力钢筋的极限应力低于有粘结预应力筋的;而在负弯矩区采用直线配束或曲线配束对无粘结预应力筋的极限应力影响很小。     

28m跨部分预应力混凝土框架结构设计与测试分析

介绍28m跨部分预应力混凝土框架梁的设计,即预应力筋的布置、预应力损失计算、等效荷载计算、抗裂验算、使用阶段挠度验算;同时将预应力筋张拉阶段的张拉伸长值与理论值作了比较;对测试结果进行了对比分析.     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面承载力试验和计算方法

根据２５根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和 ２５根预应力钢纤维混凝土配箍筋梁的试验结果,分析 了预应力、剪跨比、钢纤维含量特征值及配箍特征值等变化对预应力钢纤维混凝土梁斜截面破坏形态和斜截面 承载力的影响规律,提出了预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和预应力钢纤维混凝土配箍筋梁的斜截面承载力计算 方法。该成果可作为《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》增订相应条款的研究基础,并可供实际工程设计应 用参考。     

集中荷载作用下预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能试验研究

为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪性能,对14个预应力钢骨超高强混凝土梁试件与7个预应力超高强混凝土梁试件进行受剪性能试验,研究剪跨比、预应力度、箍筋间距和腹板厚度等因素对预应力钢骨超高强混凝土梁受剪性能的影响。结果表明：加入钢骨后,梁试件的受剪承载力及剪切延性均有提高,并且钢骨对斜截面开裂后刚度的影响更为显著;增大腹板厚度可以提高组合梁试件的斜截面开裂荷载、受剪承载力和剪切延性,而增大箍筋间距会降低组合梁试件的受剪承载力和剪切延性。剪跨比越小,组合梁试件的斜截面开裂荷载和受剪承载力越大,剪切延性越差,预应力度对组合梁试件的斜截面开裂荷载和剪切延性均有影响,但当预力度小于0.34时,预应力度对剪切延性几乎无作用。提出预应力钢骨超高强混凝土梁的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用中参考。     

预应力FRP筋混凝土梁的抗震性能试验研究

进行了8根混凝土梁在低周反复荷载下的拟静力试验,对其受力过程、破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行分析比较,研究不同预应力筋种类和预应力度(PPR)对预应力梁抗震性能的影响。考虑材料的非线性,对试验梁进行有限元计算分析。有限元计算和试验结果表明,预应力度是影响预应力梁抗震性能的主要因素,抗震性能随着预应力度的增加而逐渐降低;在同等预应力度的条件下,无粘结预应力FRP筋混凝土梁的耗能能力最好;采用有粘结和无粘结预应力相结合后,试验梁的延性指标有所提高,延性比有粘结和无粘结预应力梁分别提高12%和26%,滞回曲线变得更加丰满,对结构抗震性能有利;有限元计算结果与试验结果较为吻合。     

粘钢加固混凝土梁受剪性能试验研究

通过对11个普通钢筋混凝土（RC）梁试件及4个部分预应力混凝土（PPC）梁试件采用U形钢板箍加固的抗剪试验和数值分析,研究不同损伤程度、剪跨比、配箍率、钢板箍间距、预应力水平、钢板厚度等因素对粘钢加固混凝土梁受剪性能的影响。结果表明：采用U形钢板箍对RC梁进行抗剪加固能够有效抑制斜裂缝的开展,提高加固梁斜截面受剪承载能...     

PC连续梁塑性设计的极限等效荷载平衡法

对于预应力混凝土连续梁的正截面承载力计算及内力重分布设计,探讨一种概念清楚、计算简捷的方法。提出了"极限等效荷载平衡"的概念,将预应力混凝土连续梁简化为承受轴向力和剩余使用荷载的普通钢筋混凝土梁。给出了极限承载力平衡法的极限承载力计算简图和计算公式。讨论了主弯矩、次弯矩、预应力轴力对极限承载力及塑性内力重分布的影响,对预应力混凝土连续梁内力重分布的试验数据进行了分析,并提出了内力重分布的弯矩调幅系数的建议值。     

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。     

体外预应力竖向张拉法加固RC梁挠度计算

对7根钢筋混凝土简支梁（2根对比梁、5根加固梁）进行加载试验,并通过试验数据,分析了不同张拉控制应力下各梁的挠度变化规律。体外预应力竖向张拉法加固混凝土梁能显著改善梁的受力和变形性能,不仅能抵消部分荷载在梁跨中的挠度,而且能在加固梁跨中产生反拱,反拱度随应力的增加而增加,能够较好地减少加固梁跨中挠度。体外预应力梁的挠度计算为外荷载产生的挠度减去预应力筋产生的反拱,计算值与试验值较吻合。     

预应力碳纤维布材加固混凝土梁受弯性能非线性分析

根据平截面变形假定,考虑材料的非线性性质,用分级加应变的方法计算预应力碳纤维布加固的混凝土梁的荷载-挠度关系,得到的5根预应力碳纤维加固混凝土梁和4根非预应力加固混凝土梁的荷载-挠度曲线与试验结果吻合较好。并在此力学模型的基础上对预应力碳纤维布加固的受弯构件的二次受力性能进行了非线性分析,研究了碳纤维初始应变、截面高度、预应力大小对被加固梁受弯性能的影响。分析结果表明：预应力可有效发挥碳纤维高强性能,二次受力条件下预应力碳纤维布材的加固效果远好于非预应力碳纤维布材加固,可有效解决构件二次受力应力应变滞后问题。     

无粘结部分预应力砼梁裂缝宽度的试验研究

本文报告了33根矩形截面直线配筋和2根T形截面配置曲线预应力筋的无粘结部分预应力砼梁的裂缝宽度的试验研究成果。试验表明,在无粘结预应力砼梁中配置普通有粘结筋对梁在开裂后的裂缝分布有重要影响。本文分析了影响裂缝宽度的主要因素,根据预应力筋与周围砼无粘结而可互相滑动的特点,提出了将预应力筋对砼的预压力作为截面上的纵向压力,求解与弯矩共同作用下普通有粘结筋的应力(?),而后引用普通钢筋砼构件裂缝宽度的公式计算普通钢筋(?)水平处的裂缝宽度和近似计算预应力筋(?)。水平处的裂缝宽度。用本文33根矩形截面梁的裂缝宽度试验数据及文献[2]的数据对所建议的计算方法进行了校核,符合程度较好。此外用本文报告的2根6m跨长配置曲线预应力筋的无粘结部分预应力砼T形梁进行了补充验证,得出最大裂缝宽度的计算值略大于试验值而偏于保守。最后对最大裂缝宽度允许作了讨论。