用弯矩曲率法分析预应力钢-混凝土组合梁的钢索受力状态

由于体外预应力组合梁在受力过程中预应力钢束的长度发生较大幅度的变化,所以必须考虑预应力钢束在受力过程中应力的变化。作者提出的弯矩曲率法能够较好地模拟预应力组合梁的受力过程,能以较少的计算工作量有效地计算梁在极限状态的应力及变形,准确地计算出预应力钢束的应力变化。与用有限元进行分析计算相比可知:用有限元计算时,在进入塑性阶段以后,每级荷载的计算时间大约为 1 h,并且计算有可能不收敛;而采用弯距曲率法计算大约只需3 min左右(极限荷载的计算大约需要20 min),且没有不收敛的现象发生。

基于弯矩曲率法的U型外包钢混凝土组合梁延性及受弯性能分析

为研究U型外包钢混凝土组合梁在静载作用下的延性及受弯性能,对5根缩尺简支组合梁进行两点对称集中加载试验研究。通过对试件在加载作用下的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、截面应变沿高度分布规律的研究,提出弯矩曲率法在组合梁加载过程中受力模拟的程序算法。基于简化塑性理论公式对组合梁的截面弯矩进行理论计算,两者对比试验结果比较吻合,从而有效验证了弯矩曲率法的合理性,并依据构件计算所得的截面曲率与位移延性系数对U型外包钢混凝土组合梁的延性开展深入分析。

预应力连续组合梁负弯矩区受弯全过程分析

利用全过程分析研究了预应力连续组合梁负弯矩区的抗弯性能。通过材料本构关系分析,采用共轭梁法、弯矩曲率法对组合梁从加载至破坏全过程进行了非线性分析,通过反复迭代计算获得组合梁截面的弯矩—曲率(M-φ)关系,据此进一步求得组合梁截面给定荷载下的挠度,得到组合梁应变—荷载特征曲线和全过程计算流程方法。为验证推导结果的正确性,将计算结果与已有的试验结果相对比,表明所建组合梁负弯矩区全过程计算模型与试验结果吻合良好。

PPC结构开裂后截面应力的精确分析

提出了有粘结部分预应力混凝土(BPPC)和无粘结部分预应力混凝土(UPPC)结构开裂后截面应力的精确分析方法。利用"等效塑性区长度与开裂截面中性轴高度的比值为一常数"这一统计规律,方便地求出无粘结预应力筋的应力增量,使得UPPC开裂后的截面应力能和BPPC一样的方法进行分析。利用弯矩-曲率分析法,对工程中典型的部分预应力混凝土(PPC)开裂截面进行非线性分析,导出了混凝土、预应力筋(有粘结和无粘结)和非预应力筋的应力计算公式,适用于弯矩和轴力作用下BPPC结构和UPPC结构开裂后任意阶段的应力计算。

高强新型外包钢-混凝土组合梁延性性能研究

为探讨高强新型外包钢-混凝土组合梁的延性性能,对5根高强新型外包钢-混凝土组合梁进行抗弯试验。根据试验结果对组合梁的位移延性比、曲率延性比与耗能进行分析,并通过弯矩曲率法对其进行全过程模拟,从曲率延性比的角度对混凝土强度、外包钢板屈服强度的影响规律进行定量模拟分析,为工程设计提供技术参考和理论指导。研究表明:弯矩曲率法可有效避免传统有限元模拟中存在的不收敛、计算效率较低等问题,且模拟结果与试验结果吻合良好,可用于高强新型外包钢-混凝土组合梁受力与延性性能的模拟研究;提高混凝土强度以及降低外包钢强度都有利于高强新型外包钢-混凝土组合梁延性的提高,且这种影响会随着混凝土强度以及钢板强度的提高而减小。