Experimental research on mechanical properties of prestressed truss concrete composite beam encased with circular steel tube

Tests of 4 simply supported unbonded prestressed truss concrete composite beams encased with circular steel tube were carried out. It is found that the ratio of the stress increment of the unbonded tendon to that of the tensile steel tube is 0.252 during the using stage,and the average crack space of beams depends on the ratio of the sum of the bottom chord steel tube's outside diameter and the secondary bottom chord steel tube's section area to the effective tensile concrete area. The coefficient of uneven crack distribution is 1.68 and the formula for the calculation of crack width is established. Test results indicate that the ultimate stress increment of unbonded tendon in the beams decreases in linearity with the increase of the composite reinforcement index β0. The pure bending region of beams accords with the plane section assumption from loading to failure. The calculation formula of ultimate stress increment of the unbonded tendon and the method to calculate the bearing capacity of normal section of beams have been presented. Besides,the method to calculate the stiffness of this sort of beams is brought forward as well.

纵筋锈蚀对后张混凝土梁预应力筋应力的影响规律

为探究非预应力筋锈蚀对预应力筋应力的影响,记录了试验梁在不同锈蚀环境下180 d的应力值.通过通电-氯盐溶液干湿循环方式,加速预应力混凝土试验梁内非预应力纵筋锈蚀,并采用振弦式锚索测力计测试梁内预应力筋应力.试验结果发现:预应力筋应力变化值与环境温度密切相关;与大气环境中静置的试验梁相比,干湿循环会增大预应力筋应力,并且在研究期限内,预应力筋应力持续增长,变化值最大为42.6 MPa,这与混凝土湿胀和盐胀的特性相关;纵筋锈蚀及其引起的混凝土截面损伤会使混凝土轴心放置的预应力筋应力下降31.5%;所建立纵筋锈蚀率与预应力筋应力变化值之间的关系模型与试验测试结果较为吻合.因此,纵筋锈蚀对预应力混凝土梁内预应力筋应力产生显著影响,需要在设计和维护中予以考虑.

装配式先张法预应力叠合梁设计及应用

介绍了施工免支撑先张法预应力混凝土框架叠合梁两阶段设计的方法,并以贵阳市某AA级装配式工业厂房为背景,与常规装配整体式框架结构进行了对比分析。结果表明:采用装配式先张法预应力混凝土框架梁的梁端负弯矩显著降低,跨中正弯矩显著增大;可大幅度减少梁支座钢筋用量,并充分利用高强度钢绞线降低梁高和跨中钢筋用量,有效降低建筑材料用量和碳排放量,同时大幅减少进入梁柱节点核心区的钢筋数量,提高建造速度,降低建造风险和建造成本。对于大荷载大跨度大层高的工业厂房建筑,采用免支撑先张法预应力混凝土框架叠合梁,可实现比常规装配整体式框架结构更低的造价和更快的建造速度,具有很好的推广应用价值。

某预应力混凝土连续桥设计研究

基于《公路桥涵设计通用规范》的相关要求和桥梁设计的通用做法,参照桥梁设计的基本原则对福建省宁德蕉城区大桥开展了初步设计,为保证最终设计方案能够满足工程的需要,根据工程实际特点拟定了3个比选方案,预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土连续刚构桥和下承式钢管混凝土拱桥,并针对各种方案及其优缺点和桥梁设计原则,综合考虑多方因素后确定了预应力混凝土连续刚构桥方案,根据方案特点对桥梁结构的总体尺寸和主要材料参数进行了确定,并对桥梁纵断面、横断面、细部尺寸和下部结构均进行了深入细致的研究设计,最终选定了全桥对称的结构,并对结构中的预应力钢束进行了估算布置。

大跨高比预应力混凝土T梁先张法预拱度优化控制施工分析

文中结合格鲁吉亚KOBULETI绕城公路工程项目,分析了大跨高比预应力混凝土T梁先张法预拱度优化控制施工的要点,以及采用此方法施工取得的社会效益和经济效益,可为类似工程提供借鉴。

梁式预应力混凝土结构检测方法的研究现状

从当前土木工程中梁式预应力混凝土结构的应用与研究现状出发,全面地介绍了预应力结构工程中针对混凝土和预应力筋受力状况进行检测和评估的各种技术、方法及存在的问题;对预应力筋受力状况的检测,提出应采用多种检测技术结合,大力发展动力无损检测新技术。

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。

体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯性能试验研究

通过体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁静力试验,研究体外预应力CFRP筋加固梁的受弯性能,包括受力过程、破坏形态、延性及CFRP筋应力增量等,分析张拉控制应力、非预应力配筋率和混凝土强度等级对加固梁受弯性能的影响。结果表明:与未加固梁相比,采用体外预应力CFRP筋加固,能显著提高混凝土梁的受弯承载力、整体刚度和极限变形能力,限制裂缝发展;张拉控制应力和非预应力筋配筋率对加固梁受弯承载力影响较为明显,而混凝土强度等级影响较小。基于试验结果,运用现有体外预应力混凝土结构理论,建立了体外预应力CFRP筋加固T形截面混凝土梁受弯承载力计算公式,可供实际工程设计参考。

体外预应力加固铁路混凝土梁设计方法

提出了体外预应力加固铁路混凝土简支梁的配筋设计方法及加固体系的检算办法，该法概念清楚、简单易行．

火灾后配筋混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋混凝土结构的受力性能,对3根有粘结预应力混凝土简支梁和2根钢筋混凝土简支梁进行了抗火试验和火灾后的常温静力试验,基于试验结果,提出了火灾后配筋混凝土梁正截面承载力计算公式、裂缝宽度计算公式和刚度计算公式.从5根试验梁中取出20根普通钢筋和9根预应力钢丝进行单向拉伸力学试验,获得了火灾后HPB235级钢筋、HRB335级钢筋、1670级低松弛高强钢丝的力学性能.

芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

对以芳纶纤维筋为有黏结预应力筋、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进行研究,共进行了10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,梁截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况,提出区分芳纶纤维筋破断及混凝土压坏的界限等效配筋率或界限中和轴高度,推导出芳纶纤维筋拉断和混凝土压坏同时发生,混凝土压坏、芳纶纤维筋未拉断及芳纶纤维筋拉断、混凝土未压坏等情况的受弯承载力计算方法,并提出芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁短期刚度及裂缝宽度的计算方法。

预应力混凝土两跨连续梁中无粘结筋极限应力算法研究

合理考虑两跨连续梁在加载过程中受力模式的变化和无粘结筋的应力增量对支座控制截面正截面抗弯承载力的贡献,选择合理的结构“失效”标志,就可应用相关设计规程所给刚度计算公式按等刚度法计算结构的变形,求得无粘结筋在外载下的伸长,从而确定无粘结筋极限应力。据此,通过计算机模拟分析,探讨了在不同荷载作用下两跨适筋连续梁中无粘结筋极限应力增量随普通钢筋配筋指标βs和预应力筋配筋指标βp的变化规律,建立了与现有试验结果相吻合的两跨连续梁中无粘结筋极限应力的计算公式。

折线先张法预应力混凝土梁长期变形试验研究

通过对两根置于室内近似标准环境、一根置于室外自然环境中的长7.5 m折线先张法预应力混凝土梁长期加载,对跨中挠度进行了600 d的量测,绘制了跨中长期挠度及长期挠度系数时程曲线,对其影响因素进行分析。采用Datafit软件对长期挠度系数时程规律进行了数值分析,建立了以混凝土徐变"先天理论"为基础的长期挠度系数工程实用表达式。对该公式进行了精度分析表明误差在±10%以内,并指出了其该类梁长期挠度增大系数终值ηθ可取为2.15,可供折线先张法预应力混凝土梁进行长期挠度预测时参考。

有黏结预应力CFRP筋混凝土梁试验及非线性分析

通过6根梁试件的单调加载静力试验,对有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力、位移延性以及变形特性等进行了较系统的研究,并利用ANSYS软件对试验梁进行了非线性有限元分析。研究结果表明:有黏结预应力CFRP筋混凝土梁受力性能良好,具有较大的位移延性和变形能力;按配筋率的不同,梁试件的破坏模式分为受拉破坏和受压破坏2种;随着配筋率的增大和张拉控制应力的提高,有黏结预应力CFRP筋混凝土梁的位移延性有所降低;和非预应力配筋为钢筋的梁试件相比,非预应力配筋为玻璃纤维塑料(GFRP)筋的梁试件的位移延性和变形能力稍低;典型试件的有限元计算值和试验值吻合良好。

体外预应力梁和体外索共同工作规律的研究

体外预应力梁在承受荷载时,体外预应力仅通过转向块和锚固点作用在梁体上,由于体外索和混凝土梁变形不一致,存在着应力滞后现象,导致体外索和钢筋混凝土梁之间协调工作能力的大小不等。本文结合广西科学基金项目"体外预应力加固梁的试验",通过分析转向块的设置、体外索的形状、荷载类型、有效张拉预应力、体内非预应力钢筋的配筋率、偏心距、应力增量和混凝土强度等几种影响因素,发现体外索和钢筋混凝土梁两者共同工作的规律:梁的刚度是决定体外索和钢筋混凝土梁两者共同工作的主要因素。本文结论对体外预应力基础理论发展有一定的借鉴意义。

配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯刚度试验研究

HRB500级非预应力筋的加入能提高无粘结部分预应力混凝土梁正截面抗弯承载力,但对其变形性能的影响研究甚少,有可能结构的承载力满足要求,变形却不能满足正常使用要求.本文制作了9根无粘结部分预应力混凝土试验梁,研究非预应力筋强度等级、配筋率及预应力钢绞线布筋形式对刚度其影响.研究结果表明,试验梁开裂后刚度随非预应力筋配筋率的增大而提高;非预应力筋强度等级和无粘结钢绞线布筋形式对刚度影响较小.

碳纤维筋体外预应力加固钢筋混凝土梁的疲劳性能

通过碳纤维筋体外预应力加固的钢筋混凝土梁疲劳试验,研究了加固梁的疲劳破坏模式及抗疲劳性能。结果表明:碳纤维筋体外预应力加固钢筋混凝土梁发生疲劳破坏时,钢筋及体外筋均未疲劳断裂,而是上缘受压区混凝土疲劳压碎;在疲劳荷载水平S<0.43时,碳纤维筋应变随疲劳次数的增加增幅不明显;当S>0.43时,碳纤维筋应变明显增加;在经历一定次数疲劳加载后,钢筋应变、混凝土应变与荷载呈非线性关系,而碳纤维筋的应变与荷载依然呈线性关系;在同一静载作用下,疲劳次数越大,钢筋应变、混凝土应变及碳纤维筋应变越大;与未加固的钢筋混凝土梁比,加固梁(S=0.48)疲劳寿命可提高30%。

无粘结筋极限应力增量计算公式对比分析

为客观认识各公式的合理性,对380根简支梁板和连续梁板进行了仿真试验,同时搜集整理了中国建筑科学研究院所做的35根简支梁的试验结果,将国内外预应力混凝土梁板中无粘结筋极限应力增量公式计算值与这415根试验梁板的实测结果进行对比分析,结果表明公式更具合理性.

体外及体内无黏结预应力梁的有限元模拟

为简化无黏结预应力梁的分析过程,利用通用有限元程序建立了体外及体内无黏结预应力混凝土梁的分析模型.该模型由两类主单元组成。即混凝土梁单元和体外/体内无黏结预应力筋桁架单元这两类主单元的端部节点用多点约束(MPC)连接.在体外预应力梁的转向块处,或沿体内无黏结预应力梁全跨并以比较小的间隔处,设置刚度足够大的弹簧单元利用修正的Riks算法跟踪结构的非线性全过程响应.分析结果表明,二次效应会对体外预应力梁的弯曲刚度和极限承载力产生较大的不利影响,无黏结预应力筋的极限应力增量随着非预应力筋配筋率的增加而减小.

大型桥梁钢—混接头状态监测及安全评估方法

钢-混凝土结合段(钢混接头)是保证混合结构安全性能最为关键的结构部位,针对大型桥梁PBL剪力键加局部预应力束的钢混接头形式进行了状态监测及安全评估方法研究。分析该类构件的破坏机理,提出了区别于传统的监测参量。研究了PBL剪力键测点布置方案和监测参量的阈值,并考虑了环境、荷载和混凝土收缩徐变给局部预应力损失评估带来的不利影响。通过与试验数据的比照和对实桥监测数据的分析,结果表明新监测参量和评估方法具有可行性,对大型桥梁同类关键部位的健康监测提供了可供借鉴的方法。