预应力部分外包组合梁抗裂性能试验

为研究预应力部分外包组合梁的抗裂性能,设计制作了2组共8根试验梁,以预应力水平和截面宽高比为主要参数分析其对抗裂度和裂缝特征的影响。试验表明:施加预应力后2组组合梁的开裂荷载均值分别提高42%和23%,且延缓裂缝发展的作用显著,但达到较高预应力水平后,效果减弱。适当增大截面宽高比对提高预应力组合梁的开裂弯矩及阻裂性能有重要的作用,也能大幅提高极限承载力。结合已有理论和试验结果,提出开裂荷载的计算公式,与试验值比较,吻合度较高。

低周反复荷载下预应力CFRP筋-型钢/混凝土偏拉构件抗裂性能试验

为研究预应力碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋-型钢/混凝土(SRC)偏拉构件的抗裂性能,以不同的预应力张拉水平、偏心距、预应力筋类型及竖向拉力等参数制作了11个试件,并对其进行低周反复加载试验。结果表明:相比于普通SRC偏拉构件,预应力SRC偏拉构件的抗裂度和裂缝控制能力显著提升,其开裂荷载提高约1.5倍,抗裂性能与预应力张拉水平正相关,与偏心距负相关,预应力筋类型对开裂荷载影响不大。另外直径7 mm的预应力CFRP筋在控制构件裂缝数量方面强于直径15 mm的预应力精轧螺纹钢筋,适当增大竖向拉力可提高试件抗裂性能。参照现有理论和试验结果,推导出试件开裂荷载的计算公式,其计算结果与试验值吻合度较高。

偏心受拉作用下预应力CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂试验

为解决我国型钢混凝土桁架转换层拉杆及低层角柱在正常使用阶段易出现大面积拉裂缝的问题,以轻质高强、防腐的碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋为预应力筋,提出可有效控制裂缝的预应力CFRP筋-型钢混凝土结构体系,并对其偏心受拉作用下的抗裂性能进行系统研究。以预应力水平、偏心距、纵筋直径及型钢翼缘厚度为主要参数制作11个构件,通过自行研发的拉-压转换桁架实现偏拉加载。结果表明:引入CFRP筋后CFRP筋-型钢混凝土构件抗裂度大幅提升,相较于普通偏拉构件,预应力大偏拉构件开裂荷载提高了64.8%~102.3%,预应力小偏拉构件提高了61.7%~117%,其抗裂性能与预应力水平、纵筋直径和型钢翼缘厚度正相关,与偏心距负相关。参照组合结构设计规范,提出构件开裂阶段中和轴的三种位置分布,并推导出开裂荷载公式,与试验值比较吻合度较高,可为其他复合材料筋在预应力偏拉体系的应用提供参考。