体外预应力混凝土连续梁弯曲性能试验研究

为了研究体外预应力混凝土连续梁的弯曲性能、极限受力状态及内力重分布规律,以施工方法和体内外预应力筋配比为参数,对1根整体式(体内外配筋)和2根节段式(体内外配筋和全体外配筋)体外预应力混凝土连续梁进行了模型试验。通过试验数据分析,得到了模型梁挠度、混凝土应变、体外预应力筋应力与有效高度随荷载变化规律,以及混凝土裂缝发展与分布情况。结果表明:整体式梁的混凝土极限压应变和挠度最大、延性较好但体外预应力筋有效高度减少最大,节段式体内外预应力梁的体外预应力筋极限应力最大,节段式全体外预应力梁的混凝土极限压应变和挠度最小、延性较差、体外预应力筋极限应力及有效高度减少也最小。节段式梁的裂缝主要集中在接缝位置、无斜裂缝,接缝位置的塑性变形使内力重分布更充分。整体式梁内力重分布的区域集中而节段式全体外预应力梁的范围较大,各梁控制截面弯矩增、减幅值不超过10%。     

三跨预应力混凝土连续梁弯曲性能试验研究

为了研究三跨预应力混凝土连续梁的弯曲性能、极限受力状态及内力重分布规律,进行了连续梁模型试验,详细记录了模型梁从加载到破坏的混凝土应变、钢筋应变、梁的变形、支座反力和梁的内力重分布随荷载的变化规律.结果表明:连续梁在各个截面均将发生内力重分布,重分布方向总是朝着非加载跨,且重分布的最大幅度并不一定出现在结构破坏时.     

两跨预应力混凝土连续梁的试验分析

根据４根有粘结预应力混凝土两跨连续梁的试验和分析,研究了其次弯矩和内力重分布的特点,提出了极限强度计算中的弯矩调幅和使用荷载作用下抗裂性能控制方法的建议。     

预应力混凝土连续梁弯矩调幅建议

在总结国内外设计规定和建议的基础上,提出了对后张有粘结预应力混凝土连续梁弯矩调幅的设计建议,该建议公式的计算结果与变刚度法计算程序的计算结果吻合良好。     

碳纤维加固混凝土连续梁弯矩重分布设计方法

根据理论分析和参考文献试验结果,碳纤维加固钢筋混凝土连续梁弯矩调幅系数不能参照<钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程>进行计算,在合理简化的基础上,提出了方便工程设计的实用设计方法.     

预应力混凝土连续梁弯矩调幅的主要影响因素

通过研究,总结出影响预应力连续梁弯矩调幅的主要因素,包括支座截面的相对受压区高度、预应力次弯矩等。其中,预应力次弯矩一方面作为一预先存的弹性调幅弯矩帮助调幅;另一方面因降低了支座截面的曲率延性,从而降低了荷载弯矩的调幅能力。     

后张预应力混凝土连续梁的试验方法

介绍了一种后张预应力连续梁的试验方法，在实验中，预应力次弯矩是通过调整支座高度来实现的。采用该试验方法建立起来的预应力连续梁与实际工程 的预应力连续梁是等价的。     

体外预应力加固钢筋混凝土连续梁的试验研究

通过6片体外预应力加固钢筋混凝土连续梁试验研究,以内支座相对受压区高度和预应力配筋指标为参数,得到了加固梁的变形和体外筋应力增长规律,加固梁的跨中变形与体外筋的应力增长主要分为三个阶段,且二者具有较好的相关性,加固梁在极限荷载下的内力重分布比较充分。     

体外预应力连续梁的力学性能分析

通过两根体外预应力梁的加载试验,对试验的全过程进行了跟踪测试,并把理论分析结果与实测结果进行了比较.对于次弯矩的考虑提出了自己的看法.这对体外预应力及无粘结预应力连续梁的设计有一定的参考价值.     

无粘结预应力混凝土连续梁的分析原理

采用能量法对无粘结预应力混凝土连续梁中次弯矩是否变化的问题进行了深入的研究,并与有粘结预应力连续梁进行对比。研究结果表明,在用增量法解无粘结预应力连续梁时,可以不必考虑初始次弯矩是否变化的问题,而将其作为一不变的量对持,而总的次弯矩却是变化的,这是因为无粘结梁中预应力筋应力增长引起了等效荷载的改变。     

高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅研究

将高强钢筋作为受拉纵筋时,由于钢筋屈服强度的提高,连续梁支座控制截面从受拉边缘混凝土进入受拉塑性至受拉纵筋屈服的区段变长,这一阶段弯矩调幅幅度在总弯矩调幅中所占比例增大;支座控制截面塑性铰出现推迟,截面相对受压区高度相同时塑性铰转动能力减小。为此,提出了将高强钢筋混凝土连续梁弯矩调幅分受拉纵筋屈服前、后两阶段。对以受拉纵筋屈服强度、中支座控制截面相对受压区高度、中支座支承宽度、跨高比、加载形式为控制变量的336根两跨连续梁进行参数化分析。结果表明：随着钢筋屈服强度的提高,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅减小;随着中支座控制截面相对受压区高度增加,两阶段弯矩调幅均减小;随着中支座支承宽度的增加,第一阶段弯矩调幅增大、第二阶段弯矩调幅变化不显著;随着跨高比的增大,第一阶段弯矩调幅减小、第二阶段弯矩调幅变化不显著。建立了不同加载形式下考虑上述各参数影响的两阶段连续梁弯矩调幅系数计算公式。     

Required and available moment redistribution of continuous steel-concrete composite beams

Based on the ultimate limit state analysis, the required moment redistribution to enable full plastic mechanism for continuous composite beams is derived. The composite beams studied are continuous over the internal support and with a uniform section along the beams which are one of the conventional steel structural forms in Chinese construction practice for buildings and medium span bridges. It is illustrated that the required moment redistribution for the beam increases as the ratio of negative to positive moment resistance reduces, but decreases as the span difference, or the difference of load in the two spans increases. A method to assess the available moment redistribution based on the rotation capacity at the notional plastic hinges of a composite beam is developed. The potential moment redistribution in a continuous composite beam is also assessed when the available rotation capacity at the notional hinge fails to satisfy the required capacity capable of a plastic design. For a continuous composite beam to develop full plastic design, the available moment redistribution for the beam should be greater than or at least equal to the moment redistribution required, hence the full moment redistribution from the hogging region to the sagging region in the beam is capable. The derived available moment redistributions agree with the test results and computer simulations, but in a general lower bound of the strength capacity. An example is given and the results are compared with that based on the moment redistribution proposed in the present Chinese design code for steel-concrete composite beams. The present study provide a design approach to assess the load carrying capacity for a continuous composite beam based on the available moment redistribution capable depending on the rotation capacity or the force ratio etc rather than a fixed value of moment redistribution proposed, so that in most cases, an economic design is capable.     

A comparative study of continuous steel-concrete composite beams prestressed with external tendons: Experimental investigation

A comparative study of prestressed continuous steel-concrete composite beams is carried out based on an experimental investigation. Four full-scale continuous composite beams were tested, among which two were two-span beams and two were three-span beams. One of the two-span beams was a conventional non-prestressed composite beam, and the other was a composite beam prestressed with external tendons in both the positive and negative moment regions. One of the three-span composite beams was non-prestressed, and the other was prestressed only in the negative moment regions with external high-strength tendons. The cracking behaviors, distortional lateral and local buckling as well as the load carrying capacity of the beams were investigated experimentally. Full plasticity was developed at the mid-span section of each beam; however, the maximum moments attained at the internal supports were governed by local buckling, which is related to the slenderness of the composite section. It is found that in hogging moment regions, the ultimate moment resistance of a composite beam prestressed with external tendons is governed by either distortional lateral buckling or local buckling, or an interactive mode composed of distortional lateral and local buckling. The results show that exerting prestressing on a continuous composite beam with external tendons increases the degree of the internal force and moment redistribution in the beam. A design proposal based on moment redistribution to evaluate the load carrying capacity of continuous composite beams with external tendons is proposed.     

非线性阶段预应力次弯矩概念及其在弯矩调幅中的应用

非线性阶段次弯矩的演化,以及承载力极限状态下是否考虑次弯矩的问题一直存在争议。为解决这一问题,拓展了预应力次弯矩的概念,使其能够适用于非线性阶段。运用变刚度法数值模拟了初始次弯矩(M₂)与弹性最大荷载弯矩(M_e)之比为0.15~0.36的15根有黏结预应力混凝土两跨连续梁。基于拓展后的次弯矩概念,提出了以混凝土受压区相对高度、初始次弯矩与弹性最大荷载弯矩之比为影响参数的有黏结预应力混凝土连续梁弯矩调幅公式。采用已有文献中受压区相对高度为0.35的试验梁比较了所提公式和现有的弯矩调幅公式。设计制作受压区相对高度为0.18的两跨预应力混凝土连续梁,获取单调加载下支座反力数据,检验了内力重分布程度较大时所提公式的效果。结果表明,给出的弯矩调幅公式的计算结果偏于安全,且更接近试验结果。     

体外预应力混凝土简支梁剪切性能试验研究

为了研究节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能,采用剪跨比、配箍率、接缝类型、体内外预应力筋配比等参数进行了13根整体式和14根节段式(胶接缝和干接缝)体外预应力混凝土简支模型梁试验。描述了模型梁箍筋应力、体外预应力筋应力、挠度随荷载变化规律,以及破坏裂缝形成过程和破坏形态;分析了剪跨比、体内外预应力筋配比、接缝位置和数量及类型对梁剪切性能的影响。研究表明,节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能和整体式梁有很大差异,接缝决定着剪切破坏形态与破坏裂缝的形成、较大削弱了梁的抗剪承载力、明显增大了破坏裂缝的宽度和梁体破坏时的变形;配置体内预应力筋能有效改善体外预应力混凝土梁的剪切性能;整体式体外预应力混凝土梁的剪切性能和一般预应力混凝土梁也有一些差异。     

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     

两跨预应力混凝土框架内力重分布试验研究及分析

基于两榀接近足尺的后张有粘结预应力混凝土框架的试验,对多跨预应力框架的内力重分布进行了研究,重点考虑了框架的连续性和轴压比的影响。研究结果表明,我国现行规范基本能满足预应力框架弯矩调幅的设计需要,但当控制截面相对受压区高度较大时,框架连续性对弯矩调幅影响较大。第一塑性铰的转动能力对结构弯矩调幅起主要作用,次弯矩越大,该截面总弯矩调幅越大。其他塑性铰截面以次弯矩调幅为主,结构往往不能实现完全内力重分布。另一方面,随轴压比增大,梁柱上弯矩分配虽略有变化,但对整榀框架的极限承载能力和总的弯矩调幅能力影响不大。     

公路混凝土桥梁体外预应力加固设计与实践

根据多年的桥梁加固工程实践,详细介绍了体外预应力加固混凝土桥梁的具体方法及其在设计和防护方面所应注意的一些问题。最后分析了两座典型桥梁加固案例的具体特点,为采用体外预应力方法加固同类型桥梁提供了一定的借鉴。     

高温下无粘结预应力混凝土扁梁试验研究

通过自行研制开发的大型拼装式多功能电力加热炉,按照ISO 834标准曲线升温,对26根无粘结预应力混凝土扁梁试件进行高温下试验研究。试验中观测了试件表面出现的渗水、油脂流淌与混凝土爆裂及外观颜色变化等宏观现象,研究了高温下试件变形、无粘结预应力筋的应力等力学性能的变化规律,分析了不同初始荷载、混凝土净保护层厚度及综合配筋指标等主要因素对其高温下力学性能的影响。试验结果表明：高温下试件发生动态连续变形,升温初期跨中挠度增加较小,温度较高时跨中挠度增长较大;预应力变化比较复杂;在同等升温条件下,试件承受的初始恒载越大,挠度变形也越大;增加混凝土保护层厚度,能延缓其内部钢筋的升温,提高试件的抗火性能;综合配筋指标q₀较小的试件抵抗高温变形的能力较差。图21表3参16