预应力轴心受拉钢构件抗火性能研究(Ⅲ):实用设计方法

为研究预应力轴心受拉钢构件的抗火性能,利用传热学原理对火灾下预应力轴心受拉钢构件的温度分布进行了理论分析,得出了任意爆火时刻预应力索温度的差分计算式。分析表明:火灾下拉索升温随拉索的等效直径增加而降低,随预应力钢管的温度升高而升高。利用索温度的差分计算式以及抗火设计基本思路,推导出预应力轴心受拉钢构件临界温度的简化计算方法,并采用试验研究、有限元方法对计算方法进行了验证。该计算方法表明构件的临界温度随着约束刚度比的增加而升高,随着荷载比的增加而降低。

预应力轴心受拉钢构件高温性能试验及理论研究

进行了3根预应力轴心受拉钢构件高温试验研究。试验结果表明,高温下预应力轴心受拉构件中内置拉索和钢管所承受荷载比例随温度的变化而不断变化。升温初期拉索张力随温度升高不断增大,预应力轴心受拉钢构件轴向位移平稳发展,在达到峰值后,拉索张力随升温时间的延长而不断降低。在临界状态下,轴向位移增长很快,预应力受拉构件中拉索均被拉断,外部钢管发生不同程度的颈缩现象。在试验结果的基础上,建立了预应力轴心受拉钢构件的有限元分析模型,得到了高温作用下预应力轴心拉杆中拉索张力和预应力钢杆轴向位移的时程全曲线。参数分析的结果表明:在其他条件相同时,预应力轴心受拉钢构件失效时的临界温度随着荷载比的增加而降低;当预应力比小于0.8时,预应力比对预应力轴心受拉钢构件失效时的临界温度的影响较小,当预应力比等于0.8时,预应力轴心受拉钢构件失效时的临界温度显著的提高;在其他条件相同时,预应力轴心受拉钢构件失效的临界温度随约束刚度比的增大而增大。最后对高温下预应力轴心受拉钢构件进行了理论分析,推导出预应力轴心受拉钢构件高温下差分计算方法,并以此为基础编写程序。通过计算结果与试验结果的对比,证明了差分计算方法的正确性。

带轴向约束预应力轴心受拉钢构件抗火性能

为考察相邻构件的轴向约束作用对预应力轴心受力构件抗火性能的影响,建立了带轴向弹性约束的预应力轴心受拉钢构件的数值分析模型。边界条件是:对四面受火的轴心受拉钢构件下端支座约束3个方向自由度,上端支座约束构件横截面内自由度,而轴向采用弹性约束。考虑了荷载比、轴向约束刚度比2个关键参数,得到了系列轴力-时间关系曲线。数值分析结果表明:荷载比不变时,随着轴向约束刚度降低,构件的耐火时间提高;在约束刚度比不变条件下,荷载比对构件的临界时间影响较小。在轴向约束刚度比为0.02时,预应力轴心受拉杆件临界时间达到最大值;但在轴向约束为0时,预应力轴心受拉杆件耐火时间最短。

预应力混凝土轴心受拉、偏心受拉、偏心受压构件截面设计的理论设计计算法

文献[1] 基于预应力度原理建立的各类预应力混凝土受弯构件截面设计的理论设计计算法 ,具有概念清楚 ,使用简便灵活 ,能迅速对构件截面尺寸和配筋作出合理选择的特点。本文将之推广应用到轴心受拉、偏心受拉、偏心受压等构件的各类预应力混凝土截面设计中也是可行的 ,仍保留了其特点。

预应力CFRP筋型钢混凝土受拉构件抗裂度理论分析

为建立预应力CFRP筋型钢混凝土受拉构件抗裂度的计算方法,本文结合规范和文献提出两种抗裂度计算理论:第一种方法是基于开裂阶段中和轴的三种位置分布和平截面假定而提出的一般叠加法;第二种方法是通过界定截面拉压区,并考虑相对偏心距和截面刚度差影响的简化叠加法。借助11根预应力CFRP筋型钢混凝土构件的受拉试验,运用提出的两种方法分别计算抗裂度,结果表明均能较好满足精度要求:一般叠加法的计算结果误差均值约为11%,计算步骤较多;简化叠加法提出了相对偏心距系数和刚度削弱系数,大大优化了计算步骤,最终抗裂度计算值和试验值的平均误差仅约为3%。

型钢混凝土构件轴心及偏心受拉性能试验研究

为探究型钢混凝土构件受拉性能,结合结构大厅现有500t压力机,自行研发一套拉压转换装置。对12根型钢混凝土受拉构件进行单调加载试验研究。通过改变型钢腹板厚度、型钢翼缘厚度、配钢率、偏心距以及配筋率等主要参数。对试件的承载力、侧向位移、裂缝的情况进行了参数影响分析。试验结果表明,偏心受拉试件偏心距越大,试件屈服荷载及极限荷载下降情况越明显,且侧向位移及破坏裂缝宽度越大;在轴心受拉试件中,型钢配钢率及腹板、翼缘厚度对试件的屈服荷载、极限荷载影响明显,对于偏心受拉试件影响不大;而配筋率对承载力、侧向位移、裂缝宽度影响甚微。

基于改进拉-压杆模型的预应力混凝土深受弯构件受剪承载力预测

以集中荷载下有粘结预应力混凝土简支深受弯构件为对象,建立了显式考虑有效预压力Fpe的改进拉-压杆模型,依据Kupfer-Gerstle双向拉压应力关系考虑了混凝土软化效应并推导了受剪承载力公式.该式也可用于分析无粘结预应力及钢筋混凝土构件.3种主要破坏模式压杆劈裂破坏、压杆或结点区压溃和拉杆屈服在公式中得到了体现.通过对4根和已有文献中39根试验梁的分析,得到试验值与预测结果的平均比值为1.15,变异系数为0.120,表明该公式预测结果精确、连续且偏于安全.

预应力混凝土轴心受拉构件的计算

预应力混凝土轴心受拉构件是混凝土结构中一种典型的受力构件,文章介绍了预应力混凝土不同于一般混凝土构件的计算方法。

钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力的教学思考

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010,在钢筋混凝土轴心受拉构件正截面承载力计算中,只给了1个公式,且条文说明中未作解释,给学生理解和本科教学带来了困难。本文结合本科教学中的个人体会,分别从基本概念、教学思路、试验教学、设计方法教学以及算例教学5个方面,指出教学中具体应注意的事项,为本科教学提供参考。

钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝宽度简化计算

结合ＧＢＪ１０－８９《规范》，本文提出了钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝宽度简化计算公式，并按工程中常用截面尺寸、配筋编制了最大裂缝宽度允许轴向拉力值计算表格。

预应力混凝土偏心受拉构件斜截面抗裂性及抗剪强度的计算方法研究

结合 4个工字形截面构件的试验 ,对预应力混凝土偏心受拉构件斜截面抗裂性及抗剪强度的计算方法进行了研究 ,提出了计算公式及相关参数。研究结论可供结构设计及修改规范时参考。

钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝宽度统计概率计算及可靠度分析

本文通过对21根钢筋混凝土轴心受拉构件的试验结果,用数理统计的方法就裂缝宽度随机性进行分析。得出保证率为95％的最大裂缝宽度计算公式,并应用模糊数学的基本理论对可靠度分析作了探讨。

钢筋混凝土轴心受拉构件开裂机理分析

根据钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系,建立了钢筋混凝土轴心受拉构件力学分析的微分方程组,求得了在集中荷载和温度荷载作用下构件应力、位移的计算公式,分析了开裂过程与内部应力及变形间的关系,解释了混凝土构件的开裂机理。

钢筋砼轴心受拉构件开裂的力学分析

本文根据钢筋与砼间的粘结滑移本构关系 ,建立了钢筋砼轴心受拉构件力学分析的微分方程组 ,分析了集中力作用下开裂过程与内部应力与变形间的关系 ,揭示了砼构件的开裂机理。

探析钢筋混凝土轴心受拉构件的受力特点

本文通过钢筋混凝土轴心受拉构件概念,分析了钢筋混凝土轴心受拉构件的受力特点。通过理论和实验分析得出的裂缝间距和裂缝宽度计算公式反应了裂缝的特点和影响裂缝宽度的主要因素。

预应力构件钢绞线张拉自动控制系统的开发及应用

介绍了一类预应力构件钢绞线张拉自动控制系统,通过设计无线张拉伸长量传感器、控制液压阀组的次控机、进行张拉操作的主控机与张拉数据信息管理的网络信息系统,实现了预应力构件的钢绞线自动张拉与张拉过程信息的全过程管理。系统在银川至巴彦浩特公路合同段1等路段进行了试验,张拉数据表明符合规范要求,验证了系统的有效性。

粘贴碳纤维布加固钢构件受拉承载力试验研究

对粘贴不同面积碳纤维布加固的钢板试件进行了单轴拉伸试验 ,通过试验采集的数据绘制了荷载 -应变曲线 ,并分析了钢构件与碳纤维之间的相互作用、试件的破坏机理、碳纤维布粘贴面积对试件承载力和延性的影响等 。

FRP加固钢结构轴心受压构件的弹性稳定分析

钢结构中存在大量的受压构件,由于失稳而导致破坏。与传统的钢结构加固方法相比,FRP加固钢结构具有明显的优势。目前国内外对FRP加固钢结构技术的研究主要限于受拉构件和受弯构件加固,对受压构件的加固几乎还未涉足。采用能量法得到了FRP加固轴心受压钢管的弹性屈曲荷载,并与有限元计算结果进行了对比。

预应力索拱构件的受力性能研究

针对郑州国际会展中心展厅钢屋盖的施工阶段需要,将跨中预应力索拱构件单独建模,运用ANSYS对其预应力施加前后的受力性能进行分析,探索劲性格构拱、竖向腹杆和下悬预应力张拉索的内力分布特征,可供工程设计与施工参考。

400MPa级钢筋混凝土轴拉构件裂缝宽度与钢筋应力关系试验研究

通过对400 MPa级钢筋混凝土轴向拉伸构件的试验,研究其裂缝宽度与钢筋应力的关系,为大体积混凝土裂缝控制提供技术支撑。试验量测了每级荷载下构件的开裂荷载、裂缝分布和间距、裂缝宽度等。结果表明:在裂缝条数稳定的情况下,平均裂缝宽度与钢筋应力大致成线性关系;将试验的裂缝宽度实测值与其相对应国标规范GB 50010—2010的平均裂缝宽度计算值相比,其均值为1.193、均方差为0.424,按95%的保证率试验的钢筋混凝土轴心受拉构件的短期裂缝宽度扩大系数为1.89。