预应力混凝土梁的变形计算问题研究

介绍了普通预应力混凝土梁、预应力FRP筋混凝土梁、CFRP筋体外预应力加固钢筋混凝土梁的初始变形计算研究现状,分析了各种计算存在的普遍缺陷,给出了下一步的研究建议,并阐述了适用于各类预应力混凝土梁的长期变形分析计算方法,以供参考。     

预应力钢绞线和CFRP布加固桥梁结构后对疲劳性能的影响

以某高速公路改扩建工程中的预应力混凝土空心梁作为原型,设计了6根试验梁作为相似模型,研究了预应力钢绞线和CFRP布加固试验梁后对疲劳性能的影响。试验结果表明,预应力钢绞线加固可减小梁体弯曲变形,CFRP布加固可限制梁体裂缝扩展。     

预应力绕丝加固RC梁抗剪性能试验研究

本文提出了1种新型钢丝绳加固RC梁的预应力施加及锚固方式。设计了4组RC梁抗剪性能试验,研究不同的预应力水平对加固梁抗剪性能的影响。试验在5000kN液压伺服长柱试验机上进行。分析了试件破坏形态、荷载-挠度关系曲线、箍筋应变等试验结果。研究结果表明:这种加固方式可有效实现对钢丝绳的锚固和预应力的施加;预应力绕丝加固RC梁可延缓受剪区斜裂缝的发展,改善加固梁的变形性能;加固梁的受剪承载力随着预应力水平的提高而提高,但预应力水平不宜过大,预应力太大会改变梁的破坏形态,发生弯曲破坏。     

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。     

体外预应力在混凝土叠合梁抗震加固中的应用研究

以泰山凤凰城娱乐中心结构改造为例,介绍了体外预应力在工程加固中的应用。在体外预应力混凝土叠合梁现场加载实验和理论分析基础上,结合无黏结预应力混凝土梁已有的研究成果,同时考虑混凝土叠合构件的二阶段受力特性,给出了体外预应力混凝土叠合梁变形及最大裂缝宽度计算方法。通过与现场实验结果对比,表明该公式计算精度较高,可用于指导同类工程的加固设计。     

侧贴预应力碳纤维布加固连续梁试验研究

不同初始荷载下,采用了侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的方法,研究了未加固、侧贴非预应力碳纤维布加固和侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的裂缝开展、变形性能、承载能力及破坏情况,并对其进行了对比分析,表明侧贴预应力碳纤维布加固连续梁可明显提高加固梁的屈服和极限荷载,预应力碳纤维布的存在提高了连续梁的刚度,减小了连续梁的挠度。     

内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁受力性能试验研究

通过对内嵌预应力碳纤维加固混凝土梁的静力加载试验,对其受力过程、破坏形态、承载力、延性和变形情况进行了分析。试验结果表明：内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁能大幅度提高被加固梁的开裂荷载和极限荷载,延迟裂缝开展,改善梁的正常使用状态;有效减小加固构件的变形,延缓筋材屈服,充分利用碳纤维筋的高强性能;且随着加固量及初始预应力水平的提高,被加固试件的延性有所降低。内嵌预应力碳纤维筋加固法能有效解决现有加固方法在材料利用不充分,粘结剥离破坏等方面的缺点,是一种行之有效的加固方法。     

碳纤维布预应力补强加固钢筋混凝土梁受力性能研究

与非预应力加固相比较,预应力加固使得裂缝和变形控制更易实现,为了研究预应力粘贴碳纤维加固钢筋混凝土梁的受力性能,通过编制数值分析程序,分析了不同预应力度下加固对梁的极限承载力、截面弯矩-曲率及对梁的界限相对受压区高度的影响,讨论了影响CFRP加固钢筋混凝土梁强度、刚度和破坏形态的各种因素。     

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。     

碳纤维复合材料布加固和体外预应力钢绞线加固对重载交通下桥梁结构的影响

以某高速公路改扩建工程中的预应力混凝土空心梁为原型,设计了6根试验梁进行研究。通过试验,比较分析了试验梁的挠度、钢筋应变、混凝土应变、加固材料应变以及混凝土梁裂缝开展情况,试验结果表明:碳纤维复合材料(CFRP)布加固法与体外预应力钢绞线加固法均可有效提高混凝土梁的承载力。CFRP布加固可有效限制混凝土裂缝的开展程度,提高混凝土有效截面面积;钢绞线加固可有效限制梁体弯曲变形,减小挠度。     

钢筋混凝土曲线梁桥体外预应力加固研究

为研究钢筋混凝土曲线梁桥体外预应力加固效果,对加固前后的钢筋混凝土曲线梁进行了破坏试验,分析了加固前后曲线梁的变形特征、破坏形态及极限承载力,并以试验研究为基础,采用ANSYS有限元软件建立了非线性模型,分析了影响钢筋混凝土曲线梁体外预应力加固效果的主要参数。结果表明,加固后曲线梁破坏形态属于延性破坏,极限承载力提高了14.6%。钢筋混凝土曲线梁采用体外预应力加固,效果显著,体外预应力筋的平面内线形越接近加固梁曲线,加固效果越好,预应力筋偏心距越大体外预应力筋越能得到充分发挥;随着有效预应力的增大,曲线梁的延性降低。     

预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的理论分析

预应力高强钢丝绳加固是一种新型高效加固方法(简称P-SWR加固技术)。首先对试验用钢丝绳抗拉强度、拉伸极限应变和松弛等力学性能进行试验研究;然后给出预应力高强钢丝绳加固后混凝土梁开裂荷载、最大承载力计算方法;结合预应力高强钢丝绳加固混凝土梁的荷载-挠度关系曲线,分析了预应力度、配筋率、钢丝绳与混凝土黏结性能等各种参数对P-SWR加固梁截面短期刚度的影响,提出了相应的计算公式;基于高强钢丝绳抗弯加固对混凝土梁裂缝平均间距和钢筋应力影响的分析,建议了计算P-SWR加固后混凝土梁最大裂缝宽度的修正规范方法、名义拉应力方法和实用简化方法。建议的各计算方法简单,与相应试验值的比较表明具有较高的精度,可用于P-SWR抗弯加固混凝土结构的理论分析和简化设计。     

体外预应力在钢筋混凝土梁中的加固设计

对体外预应力进行了介绍,通过具体工程实例,进行了体外预应力在钢筋混凝土梁中的加固设计,指出体外预应力技术是加固钢筋混凝土梁最有效的方法之一,加固效果明显且施工方便,能缩短工期,节约造价。     

体外预应力加固低强度混凝土梁的裂缝计算分析

体外预应力加固法由于其特有的优点,得到了越来越多的应用,通过对5根低强度钢筋混凝土梁的预应力加固技术的试验研究、分析与整理的基础上,提出了低强度混凝土梁采用体外预应力方法加同的裂缝变形计算的理论和方法,为该方面进一步发展提供了一些参考。     

预应力碳纤维板加固二次受力受弯构件的试验研究

以往的预应力碳纤维板加固受弯试验大多建立在结构“一次受力”的基础上,本文从加固工程中结构大多为“二次受力”的实际情况出发,试验研究预应力碳纤维板加固“二次受力”钢筋混凝土受弯结构。作者利用柳州欧维姆机械股份有限公司开发的预应力碳纤维板专用锚具的基础上,完成了2根预应力碳纤维板加固的试验梁、1根非预应力碳纤维板加固的试验梁受弯构件的模型试验。研究了预应力碳纤维板加固的试验梁的受力性能。研究了预应力碳纤维加固对试件承载力、使用阶段变形、碳纤维应用效率及延性的影响。试验结果表明：预应力碳纤维板加固可显著提高受弯构件开裂及屈服荷载,减小构件使用阶段内的变形,充分利用碳纤维材料性能,对延性下降趋势加强设计。     

预应力钢带加固混凝土梁抗剪性能试验研究

预应力钢带加固技术为一种新型加固技术,用于钢筋混凝土梁抗剪加固时能有效约束混凝土,改善梁抗剪破坏形态,提高钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载能力。预应力钢带加固通过1根普通钢筋混凝土梁和4根预应力钢带加固的钢筋混凝土的对比试验,初步研究了预应力钢带的加固间距﹑加固层数及倒角处理对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响。试验结果表明,利用预应力钢带进行加固,可以显著提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力,改善钢筋混凝土梁的变形性能,且加固间距越小,梁的抗剪承载力提高程度越明显。     

预应力碳纤维布材加固混凝土受弯构件的抗弯性能研究

本文对预应力碳纤维布材加固混凝土梁构件的性能做了初步的研究,并提出了应用预应力碳纤维布材加固梁构件的施工工艺。在此基础上,作者进行了9根试件的试验。通过试验结果对比了预应力碳纤维布加固的受弯构件与非预应力碳纤维布加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响,讨论了预应力水平变化引起的构件使用荷载以及变形能力的变化。试验发现预应力碳纤维布材加固的试件的开裂荷载较对比试件提高了43%至214%,在对比试件屈服荷载下的变形为对比试件的29.8%至56.3%。试验结果与分析表明预应力碳纤维布材极大地提高了梁构件的工作性能。另外,本文提出了预应力碳纤维布材加固的受弯构件的界限补强率、极限承载力、抗弯刚度以及挠曲变形的计算公式。     

采用体外预应力法加固实腹钢梁实践

采用体外预应力法提高实腹梁承载能力,降低梁挠度,减少变形。本文介绍了该屋面钢梁加固的设计计算和施工要点。实践证明,体外预应力法加固实腹钢梁简单易行,工期短。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁预应力损失试验研究

通过25根预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究,分析了预应力加固梁制作各工序的预应力损失。试验结果表明:当预应力水平分别为20%和30%时,预应力碳纤维板加固梁的平均预应力损失(相对于初始预应力)分别为14.38%和15.36%。对碳纤维板采取超张拉和二次超张拉技术,可以有效减小预应力损失。基于国内外混凝土结构设计规范的预应力损失计算方法,将预应力损失分为三部分:碳纤维板和锚具间的滑移引起的预应力损失、混凝土弹性压缩变形引起的预应力损失和碳纤维板应力松弛造成的预应力损失。在试验基础上,提出了三部分预应力损失的计算表达式,为预应力碳纤维板的加固设计提供参考。     

钢绞线网片-聚合物砂浆加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究及破坏机理分析

通过6根采用钢绞线网片-聚合物砂浆加固技术加固的钢筋混凝土梁和1根未加固对比梁的受弯性能试验,研究了钢绞线配置数量(加固率)、聚合物砂浆类型和钢绞线预应力水平等参数对加固试件受弯性能的影响。基于试验结果,重点分析了加固试件的承载力、变形能力、破坏形态和破坏机理等。结果表明：试件受弯承载力随加固率的提高而提高,但加固试件的变形能力有所降低;采用该加固技术对试件的初始刚度影响不大;钢绞线施加预应力可提高加固梁的抗裂性能,减小裂缝宽度,但在相同加固率下,试件的变形能力随预应力水平提高而降低,采用预应力水平0.05的加固试件可获得较好的变形性能;单、双组份聚合物砂浆对加固试件界面黏结性能和承载力无明显影响;对加固率较大的试件,需进行端部锚固件验算。基于平截面假定,提出了采用钢绞线网片-聚合物砂浆加固钢筋混凝土梁受弯承载力的计算式,计算结果与试验结果吻合较好。