不同预应力筋布筋型式双向板的受力性能及承载力计算

预应力混凝土双向板已广泛应用于工程建设 ,迄今为止 ,工程中的双向板大量采用的预应力筋布筋型式是双向均匀布置 ,关于预应力筋布筋型式对四边简支双向板受力性能及承载力影响的研究还未见报道。因此 ,本文着重对板中央承受局部荷载的双向均匀布置预应力筋、双向中密边稀布置预应力筋、双向中间密布预应力筋的三块双向板的受力性能进行了试验研究 ,并采用塑性铰线理论对三块试验板的承载力进行了分析和计算。试验研究和计算分析表明 ,双向中间密布预应力筋试验板的承载力最高 ,双向中密边稀布置预应力筋试验板的承载力次之 ,双向均匀布置预应力筋试验板的承载力最低 ,塑性铰线理论可应用于四边支承预应力双向板的承载力计算。     

简支梁板中碳纤维筋应力增长影响因素

把握使用阶段无粘结CFRP筋应力增长规律是准确计算无粘结CFRP筋部分预应力混凝土梁板刚度及裂缝开展宽度的基础。为此,基于无粘结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁板全过程分析程序,考察CFRP筋弹性模量与钢筋弹性模量比值、非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、加载方式、跨高比和无粘结CFRP筋布筋形式等参数对正常使用阶段简支梁板中无粘结CFRP筋应力增长的影响规律。     

预应力混凝土四边简支双向叠合板的设计方法

对预应力混凝土双向叠合板进行了抗弯刚度分析,基于弹性薄板原理,按照正交各向异性板推导四边简支单向预应力矩形板的相应计算公式,通过自编程序求解出双向叠合板在四边简支边界条件下的计算系数,并编制成与普通钢筋混凝土双向板相对应的表格,为其进一步推广应用奠定基础。通过与现浇四边简支双向板弹性计算系数的比较可知,在预应力双向叠合板的设计中,应将预制构件沿短跨方向布置才能更好地发挥其节省钢材的优势。     

简支梁板中碳纤维筋极限应力增量研究

利用无黏结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁板全过程分析程序计算无黏结CFRP筋极限应力增量,考察CFRP筋弹性模量、预应力筋配筋指标、非预应力筋配筋指标、加载方式、跨高比和无黏结CFRP筋布筋形式等参数对简支梁板中无黏结CFRP筋极限应力增量的影响规律,从而确定影响无黏结CFRP筋极限应力增量的关键参数。基于仿真分析结果,以关键参数为自变量建立了简支梁板中无黏结CFRP筋极限应力增量的计算公式,可以此为依据计算简支梁板的受弯承载力。     

考虑扭矩影响的矩形角板内力分析及配筋修正

混凝土角板两相邻边简支两相邻边固支,是最常见的楼板类型。工程上根据跨中弯矩和内支座负弯矩计算受力钢筋,简支边支座配置构造筋。基于弹性薄板小挠度理论,求解了板内弯矩和扭矩分布和两者数值关系。分析表明,在简支边角部部位,混凝土角板内力分布复杂,角部容易产生裂缝。依照现行做法,在带有简支边的角部配置构造配筋无法满足受力需要,必须配置受力钢筋。通过对比与四边固支、四边简支矩形板的内力分布差异,揭示了混凝土角板设计存在的问题,并对其合理设计提出了建议;其结论也可为边跨板设计提供参考。     

大直径预应力圆板结构设计

大直径圆形平板结构采用无粘结预应力技术 ,与矩形平板相比 ,其结构受力特点、布筋方式、设计计算有着不同的规律。采用双向条带“十”字配筋方式进行了预应力筋和非预应力筋布置 ,运用有限元法验算了等效荷载作用下圆板的变形 ,有效地解决了大直径预应力圆板的结构设计     

四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板试验研究

对一个四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板的大比例模型进行了试验,并对其变形特征、裂缝分布、破坏形态和极限承载力等进行了研究。试验研究结果表明:均布荷载-挠度曲线近似为两折线,当拼缝之外的裂缝(垂直预应力方向裂缝和斜向裂缝等)出现时,曲线发生明显转折,楼板刚度迅速降低,因此,楼板的开裂荷载应取拼缝之外的裂缝出现时所对应的荷载;楼板开裂前,荷载主要由预应力方向承担,预应力的存在提高了楼板的开裂荷载,但降低了楼板的延性,楼板首次开裂便出现了大量斜裂缝;楼板破坏时的裂缝分布和破坏形态具有典型的塑性铰线特征。基于塑性绞线理论,推导了均布荷载作用下四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板的极限承载力公式与塑性绞线形成位置,计算结果与试验结果吻合良好。     

预应力筋布筋方式对简支梁固有频率的影响

以预应力简支梁为例,通过ANSYS有限元分析了预应力钢筋布筋方式对预应力钢筋混凝土一阶固有频率的影响,分析给出了预应力筋布筋方式对梁的固有频率的影响规律,以期为预应力混凝土梁的健康检测奠定基础。     

预应力框架梁中预应力筋索型的优化

在预应力混凝土框架梁中,通常配置抛物线形预应力筋。但有时这种单一的抛物线形配筋不能同时满足梁跨中和支座处的抗裂要求,这时可以通过在梁底增配直线形预应力筋来解决这个问题。还提出了在预应力筋总量最小的情况下,如何使得抛物线形布筋和直线形布筋两者取得最优比例的方法。     

预应力框架粱中预应力筋索型的优化

在预应力混凝土框架梁中,通常配置抛物线形预应力筋。但有时这种单一的抛物线形配筋不能同时满足梁跨中和支座处的抗裂要求,这时可以通过在梁底增配直线形预应力筋来解决这个问题。还提出了在预应力筋总量最小的情况下,如何使得抛物线形布筋和直线形布筋两者取得最优比例的方法。     

现代高效预应力混凝土楼板结构研究与应用

采用非线性有限元程序,对预应力筋集中放置的混凝土板极限承载力、刚度、变形等进行了理论分析和对比计算,指出在相同条件下预应力筋集中放置比分散布置可节约钢筋1/3左右,经济效益显著.     

矩形钢筋混凝土双向板两向跨中弯矩及配筋设计研究

以矩形钢筋混凝土双向板为研究对象,采用弹性理论方法,分析了三种不同边界条件下,双向板短边方向跨中弯矩小于长边方向跨中弯矩时两向跨度比值。并对这种跨度比的取值范同进行了详细讨论,给出了这种情况双向板的配筋建议。最后,以两对边固定两对边简支的双向板为例,讨论其截面配筋设计。得出有益结论,可为工程实际参考。     

Minimum volume of curtailed reinforcement in rectangular slabs

It is well recognized that the bottom reinforcement in rectangular slabs subjected to uniformly distributed load may be curtailed near the edges. Such reinforcement arrangements are naturally more economic than those in which the bottom reinforcement is continued to the supports. Most of the minimum reinforcement solutions for rectangular slabs deal with the latter type of reinforcement arrangement. In this paper, minimum reinforcement solutions for rectangular slabs having curtailed bottom reinforcement are presented. The solution is based on the theory of optimal plastic design for piecewise constant reinforcement. Solutions are presented for slabs with all edges fixed, and with two opposite edges fixed and the other two simply supported, for different aspect ratios of the slab. The minimum moment capacity volumes of the slab are found to be about 10–25% less than those of the slabs in which bottom reinforcement is not curtailed.     

新型预应力叠合楼盖的特点及其工程应用

新型预应力混凝土叠合楼盖是目前正在研究探讨的一种优良的多功能叠合楼盖体系,其具有预制和现浇两种楼盖的优点。此楼盖由于其带肋预制构件具有较大的刚度和承载力,并且通过合理的构造实现了楼板的双向受力。对新型预应力混凝土叠合楼盖技术进行了简要的介绍,并针对该项技术应用于某学院教学楼的结构性能、施工方案和经济效果进行了详细的描述和分析。     

分离式拼缝混凝土叠合板受力性能研究

为研究采用马镫钢筋作为抗剪拉结钢筋的分离式拼缝混凝土叠合板的受力性能,通过3块简支板的静力加载试验,对其在不同马镫钢筋布置下的荷载-挠度曲线、承载能力、变形性能进行了研究,并分析了其裂缝成因、拼缝处受力机理,推导了其开裂荷载的计算式。结果表明:规范分离式拼缝叠合板的荷载-挠度曲线发展趋势为三折线形,其开裂荷载计算与普通叠合板计算有所区别; 试件拼缝处易产生沿着叠合面的撕裂破坏,其附加钢筋容易发生局部滑移或者锚固失效; 试件屈服荷载受附加钢筋的黏结滑移影响有一定的降低,其极限承载力取决于拼缝处现浇混凝土与预制板的拉结强度; 试件拼缝处裂缝数目与宽度和马镫钢筋有关,合理改变马镫钢筋布置能够有效减少裂缝数目及宽度; 试件屈服前变形呈现整体弯曲,屈服后变形主要集中在拼缝处,最终试件均出现了混凝土压碎现象,其破坏形态呈现二折线形; 根据相关规范,针对附加钢筋滑移问题可通过锚固弯钩、加长钢筋长度、抬高钢筋位置等措施进行改进。     

Effective width of a concrete slab in steel-concrete composite beams prestressed with external tendons

The finite element method is applied to evaluate the effective width of a concrete slab in composite beams prestressed with external tendons. The beams studied are simply supported, with external prestressed strands straightly and draped arranged. The effective width for the prestressed composite beams evaluated based on the finite element parametric study is compared with that of plain composite beams without prestressing, and code provisions. The influence of the shear connections on the effective width and the shear slips along the beam span, as well as the incremental stresses developed in the prestressed strands, are analyzed. The behaviors of the external prestressed composite beams subject to the shrinkage and creep in the concrete slab are also discussed.     

现浇楼板厚度对板筋参与梁负弯矩区受力的影响

为探究现浇楼板厚度对板筋参与梁负弯矩区受力的影响,采用ABAQUS有限元软件,建立了不同板厚的6个钢筋混凝土(RC)框架结构精细化模型,通过侧向加载分析了板厚对板筋参与梁负弯矩区受力的影响程度。结果表明:板筋对梁负弯矩区受力的参与作用随板厚的增大而减小;板底筋对梁负弯矩区受力的参与作用要弱于板顶筋,且随着板厚增加,两者应力差越大。结果可供确定RC框架结构现浇楼板的有效翼缘宽度参考。     

无粘结部分预应力混凝土梁的延性分析

本文建立了基于增量变形的既适用于有粘结部分预应力混凝土梁亦适用于无粘结部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析方法。本文的方法能够模拟构件达到其峰值承载能力后下降段的性能,并可考虑非预应力钢筋及混凝土由于结构进入承载能力下降段引起的卸载而导致的材料应力应变关系的变化情况。利用本文所建立的方法,研究了不同加载方式、跨高比、综合配筋指标（CRI）、部分预应力比率、混凝土抗压强度等对无粘结部分预应力混凝土梁延性性能的影响。研究表明,无粘结部分预应力混凝土梁的曲率延性系数随综合配筋指标（CRI）的增加而减小。对于某个给定的综合配筋指标（CRI）,对比分析了有粘结和无粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数差异情况。分析表明,综合配筋指标（CRI）在0．15—0．20之间时,无粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数与相应的有粘结预应力混凝土梁的接近;当综合配筋指标（CRI）大于0．20时,无粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数大于相应的有粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数;当综合配筋指标（CRI）小于0．15时,无粘结预应力混凝士梁的曲率延性系数小于相应的有粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数。     

T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响

为研究T形板肋对预制带肋底板混凝土叠合板弯曲疲劳性能的影响,对3块T形肋底板叠合板和1块整浇板进行弯曲疲劳性能对比试验,主要考察T形板肋与疲劳荷载幅值对试件疲劳破坏形态及疲劳损伤程度的影响,得到了在不同疲劳循环加载次数下的跨中动位移、混凝土应变、预应力筋应变、残余变形等,分析了在不同疲劳循环加载次数下的刚度退化情况、荷载应变分布规律、裂缝分布规律及剩余承载力等。研究结果表明,经历200万次疲劳循环加载后,T形肋底板叠合板无明显的刚度和强度退化,增设T形板肋的叠合板能达到与整浇板相同的弯曲疲劳性能;T形肋底板叠合板正截面弯曲疲劳强度计算可采用普通预应力混凝土受弯构件正截面疲劳应力验算的4个假定,最终以此建立了其正截面弯曲疲劳强度验算方法。