配置600MPa钢筋部分预应力混凝土梁疲劳性能研究

为研究配置600MPa高强钢筋的部分预应力混凝土梁构件的受力性能及适用性,对四根配置HRB600级钢筋作为非预应力筋的有黏结与无黏结部分预应力混凝土梁分别进行静载及疲劳试验研究。结果表明:循环加载前梁体是否开裂对梁体混凝土的疲劳性能有明显影响,非预应力高强钢筋变形恢复能力没有受到疲劳荷载作用影响,无黏结部分预应力混凝土梁和有黏结部分预应力混凝土梁的抗疲劳性能都较好,配置600MPa钢筋的部分预应力混凝土梁能够在实际工程中得到很好的应用。

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。

疲劳荷载作用下部分预应力混凝土梁裂缝宽度计算模型

为了模拟部分预应力混凝土(partially prestressed concrete,PPC)梁疲劳裂缝扩展过程,建立在疲劳荷载作用下PPC梁裂缝宽度数值计算模型。首先,以静载黏结应力-滑移关系为基础,提出非预应力钢筋疲劳黏结应力-滑移关系;然后给出疲劳荷载作用下开裂截面非预应力钢筋应力计算方法,重点考虑不同类型受拉钢筋之间的应力重分布、累计残余应变(混凝土和非预应力钢筋)及受拉钢筋面积损伤的影响。最后,基于黏结-滑移理论,建立疲劳裂缝宽度计算模型,并利用2组(H1和H2组)PPC梁疲劳试验对其进行验证。研究结果表明:裂缝宽度计算值与试验结果吻合较好,同时对于低配筋率的H1组试验梁而言,利用该模型得到的裂缝宽度相对保守,因此,适于PPC构件的抗疲劳设计及验算参考使用。

无粘结部分预应力混凝土梁非线性全过程滞回分析

在已完成的16根无粘结部分预应力混凝土梁低周反复荷载试验的基础上,合理地选择了各材料的本构关系模型,深入分析了无粘结部分预应力混凝土梁的受力特性,通过设置刚性短臂将无粘结预应力筋的作用等效为外荷载,综合运用'分级加变形'和'分级加荷载'的方法,提出了无粘结部分预应力混凝土梁的非线性全过程滞回分析方法,编制了MATLAB计算程序.对比试验结果与计算结果,吻合程度良好,具有一定的理论和工程意义.

碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

研究以碳纤维筋为无粘结预应力筋和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。共进行了8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,截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况。在实测碳纤维筋应力增量的基础上,提出了无粘结预应力碳纤维筋极限应力的经验计算公式,给出了碳纤维筋无粘结部分预应力混凝土梁的短期刚度及裂缝宽度的算法。

基于神经网络的部分预应力混凝土梁荷载-裂缝模型研究

混凝土结构裂缝形成和发展的过程十分复杂 ,具有一定的随机性 ,难于用常规的方法进行建模。应用神经网络较强的函数映射能力和联想、记忆功能 ,对部分预应力混凝土梁的荷载 裂缝关系进行建模 ,通过试验数据进行验证 ,效果良好 ,证明应用神经网络来对部分预应力混凝土梁的荷载 裂缝关系进行建模是可行的。

部分预应力混凝土梁弯矩重分布的计算

从两跨等截面的普通钢筋混凝土连续梁的弯矩重分布出发 ,推导并提出变截面部分预应力混凝土连续梁弯矩重分布的计算方法 。

无粘结部分预应力混凝土梁恢复力模型的研究

在已完成的16根无粘结部分预应力混凝土梁低周反复荷载试验的基础上,对不同配筋率的13根无粘结部分预应力混凝土梁进行了分析,建立了无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩-曲率恢复力模型,根据得到的弯矩-曲率恢复力模型,采用虚梁法编程计算了无粘结部分预应力混凝土试验梁的弯矩-挠度滞回曲线,计算结果与试验结果吻合良好。恢复力模型的建立为无粘结部分预应力混凝土梁的抗震性能研究提供了理论依据,具有理论和工程实际意义。

钢绞线腐蚀对部分预应力混凝土梁疲劳寿命的影响分析

为研究钢绞线腐蚀对部分预应力混凝土梁疲劳寿命影响,对实际公路工程中的部分预应力混凝土梁的疲劳破坏进行了模型试验。基于分段线性的原理,考虑应力重分布修正及残余应力的影响,以混凝土弯曲受压变形模量和钢筋有效面积为疲劳损伤参数并对疲劳循环控制截面进行应力分析并计算试验梁的疲劳寿命。结果表明:钢绞线受腐蚀的部分预应力混凝土梁的失效往往源于钢绞线的疲劳断裂,钢绞线腐蚀率影响着部分预应力混凝土梁的疲劳寿命;分析计算得到的钢筋和钢绞线应力值与试验结果基本吻合;考虑钢绞线腐蚀疲劳强度折减的试验梁的疲劳寿命计算值与试验结果误差较小。

由工程实例看部分预应力混凝土梁抗剪强度问题

本文通过工程实际中部分预应力空心板梁的抗剪强度实验 ,探讨了在先张法部分预应力结构中 ,斜截面的抗剪强度计算问题 ,并提出了抗剪强度计算的建议方法。

缓粘结部分预应力混凝土梁刚度试验研究

缓粘结预应力混凝土是近二十年出现的一种新型独特预应力体系。为了解研究这一新型预应力混凝土构件的受力性能和使用性能,本文以手工的方式制作了缓粘结预应力筋,并对3根缓粘结部分预应力混凝土T形梁进行了短期刚度的试验研究和理论分析,在试验研究的基础上,结合试验梁的特性和国家现行标准规范,建立了缓粘结部分预应力混凝土梁短期刚度的计算公式。研究结果表明,按修正公式计算的挠度值与试验结果吻合较好,为这一新型预应力体系的实际应用提供了参考依据。

部分预应力混凝土梁长期裂缝宽度计算

本文针对部分预应力混凝土梁体的开裂进行了模型分析,将钢筋的应力分布函数设定为三次曲线型,在此基础上确定了钢筋应力分布函数,在对加载时刻裂缝宽度计算的分析基础上,在一定龄期下考虑收缩徐变的影响来计算时刻平均裂缝宽度,这样考虑长期荷载作用下部分预应力混凝土梁体的长期裂缝宽度计算对实际工程设计有一定的指导意义。

公路早期部分预应力混凝土T梁腐蚀疲劳性能试验分析

我国早期建造、处于腐蚀环境的在役公路预应力混凝土T梁桥面临严峻的腐蚀疲劳问题.为探讨此类桥梁的腐蚀疲劳性能,基于上世纪80年代公路部分预应力混凝土T梁标准图设计试验模型,开展特定钢绞线锈蚀率(设计锈蚀率为10%)下不同疲劳荷载幅值的部分预应力混凝土T梁模型的弯曲疲劳试验,获得模型梁在循环荷载作用下的跨中挠度、梁底纵向钢筋和受压区混凝土应变、竖向裂缝宽度等的发展规律及疲劳寿命.试验结果表明:在钢绞线腐蚀较为严重时,模型梁的弯曲疲劳破坏特征为受腐蚀钢绞线发生无征兆的断丝破坏,且受压区混凝土未出现被压碎现象,破坏模式为脆性破坏;在钢绞线锈蚀率基本相同时,模型梁的受弯性能随着疲劳荷载幅值的增大而显著下降,且其疲劳寿命也随着疲劳荷载幅值的增大而急剧下降.基于应力-寿命(S-N)理论,提出钢绞线锈蚀后的部分预应力混凝土T梁的疲劳寿命预测公式,可用于初步评估钢绞线锈蚀后的部分预应力混凝土T梁的疲劳寿命.

低周反复荷载作用下无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能的试验研究

本文对不同配筋率的14根无粘结部分预应力混凝土梁进行了低周反复荷载试验。试验结果表明:实测试验梁的无粘结预应力筋极限应力比按无粘结预应力混凝土结构技术规程犤1犦的公式计算值低2.8%;正向极限荷载下破坏截面受压区相对高度ξp与综合配筋指标β0线性相关,与文献犤2犦单调加载时的回归分析结果接近;正向极限弯矩Mu试验值比按平截面假定求得的极限弯矩计算值略低,与文献犤2犦单调加载时比较承载力低11.3%左右。而综合配筋指标β0≤0.3的无粘结部分预应力混凝土梁具有较好的滞回延性。

基于OpenSEES的无粘结部分预应力混凝土梁恢复力模型研究

在阐述OpenSEES软件解决无粘结部分预应力混凝土梁非线性分析的基础上,对无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的恢复力模型进行了研究。着重介绍了无粘结预应力筋等材料本构模型的选取和基于柔度法的梁柱非线性分析方法及其计算框图,计算了无粘结部分预应力混凝土梁在低周反复荷载作用下的弯矩-挠度滞回曲线,与试验曲线比较得到了令人满意的结果,为OpenSEES解决无粘结部分预应力混凝土结构恢复力模型提供了一条新的途径。

无粘结部分预应力高强混凝土梁闭合弯矩计算

通过 1 1根无粘结部分预应力高强混凝土梁 ,研究了影响裂缝闭合的主要因素 :预应力筋配筋率、非预应力筋配筋率、跨高比、荷载作用方式 .用无粘结配筋指标βpe 和换算配筋率αpρ这两个参数来反映对裂缝闭合弯矩的影响 ,应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式 ;计算结果与试验结果吻合较好 .

配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能试验研究及有限元分析

通过7根配置600MPa级高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯试验,分析了试验梁的受力特征和裂缝发展规律,并利用ANSYS有限元软件对其挠度、开裂荷载、极限荷载和钢绞线应力增量进行模拟分析。研究结果表明:配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受力性能良好;非线性有限元模拟结果与试验结果吻合较好,该方法能够有效地模拟配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的受力过程。

部分预应力混凝土梁考虑裂缝闭合性能的裂缝控制设计方法的研究

介绍了部分预应力混凝土梁的裂缝闭合性能,确定了裂缝闭合时梁底边缘名义压应力的大小;提出了卸载系数的概念,提出了基于卸载系数的部分预应力混凝土梁考虑裂缝闭合性能的适用条件和应用范围.参照《PPC建议》的混凝土裂缝控制方法,根据卸载系数的大小提出了新的考虑裂缝闭合时的裂缝控制设计方法.运用此方法不仅可以节约预应力筋的用量,而且在设计过程中可直接根据允许裂缝宽度的大小确定预应力的大小,克服了以往对裂缝只能被动验算的不足.

部分预应力混凝土梁裂缝闭合应力及闭合弯矩的简化计算

根据国内已有的试验研究成果,对部分预应力混凝土梁裂缝闭合时的闭合应力和闭合弯矩的计算方法进行了进一步研究。根据已搜集到的试验资料,通过回归分析,得出了统一的裂缝闭合应力的计算公式,用该公式求得的闭合应力与试验结果符合良好。在此基础上,还对闭合应力取常数时的闭合弯矩进行了验算比较,验算结果表明,对于有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁,当闭合应力分别取 1N/mm2 及 2N/mm2 时,闭合弯矩的计算值与试验值也符合较好。

无粘结部分预应力高强混凝土梁延性试验研究

通过 2 6根无粘结部分预应力高强混凝土梁 ,研究了影响其延性的主要因素 :非预应力筋配筋率、预应力筋配筋率、跨高比和荷载作用方式 .试验结果表明 ,随着受拉区非预应力筋配筋率和预应力筋配筋率的增大 ,梁的延性逐渐减小 ;随着受压区非预应力筋配筋率的增大 ,梁的延性逐渐增大 .荷载作用方式对梁的延性有一定影响 ,跨高比对延性的影响有待进一步研究 .