预应力高强混凝土梁极限承载力分析

针对高强混凝土材料力学行为的特殊性,考虑材料非线性的影响,通过将普通钢筋均匀“涂抹”于混凝土中,建立综合本构关系矩阵,将由此形成的普通钢筋与混凝土匀质材料整体离散为实体单元,并将预应力钢筋离散为独立的一维单元,用有限元法对预应力高强混凝土T型梁进行了极限承载力分析研究,给出了梁受力全过程p-f曲线,分析了其受力变形和破坏特点。为方便结构工程师参考,还对影响预应力高强混凝土梁极限承载力的主要结构参数(配筋率、高跨比等)进行了分析计算,推荐了这些参数的合理取值范围。

疲劳荷载下钢纤维高强混凝土梁裂缝宽度的计算方法

通过8根钢纤维高强混凝土梁的疲劳试验,分析钢纤维体积率、钢纤维类型和钢纤维掺入层厚对钢纤维高强混凝土梁裂缝宽度和裂缝间距的影响。结果表明,在高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效限制裂缝的发展,静载作用下,掺入钢纤维的高强混凝土梁裂缝宽度减小39%～133%;疲劳荷载作用下,裂缝宽度减小35%～121%,裂缝间距减小28%～67%。最后探讨静载及疲劳荷载作用下钢纤维高强混凝土梁裂缝宽度的计算方法,结合试验数据提出疲劳荷载作用下钢纤维高强混凝土梁裂缝宽度的计算公式。

高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的裂缝宽度计算

为了分析讨论高强混凝土梁在疲劳荷载作用下裂缝变化的一般规律和特点,通过9根配有新Ⅲ级钢筋的高强混凝土梁的等幅疲劳荷载试验,研究了影响高强混凝土梁疲劳裂缝宽度的主要因素,并根据初始裂缝宽度和受压区混凝土应变增长系数建立了疲劳荷载作用下高强混凝土梁的裂缝宽度计算公式。最后,将计算结果与试验结果进行了对比分析,分析表明:该计算公式可以准确地预测高强混凝土梁从初期裂缝开展直至破坏的裂缝宽度发展规律,可为高强混凝土梁的设计提供一定的参考。

预应力高强混凝土梁延性性能分析与试验研究

介绍了24根预应力混凝土梁的延性性能试验结果,试验梁的混凝土强度等级为C40~C80、预应力比率为0.6~1.0、配筋指数为0.17~0.32、钢绞线的延伸率为5.0%和3.6%.结合试验梁的荷载~挠度全曲线分析计算结果,研究了混凝土强度等级、钢绞线延伸率、预应力比率、配筋指数等因素对预应力混凝土梁位移延性系数和极限承载破坏形态的影响规律,提出了设计建议.

重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁变形及延性试验研究

通过 1 5根单调荷载和 1 1根低周重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁的试验 ,研究了影响无粘结梁变形及延性的主要因素 :预应力筋配筋率、非预应力筋配筋率、跨高比、荷载作用方式。将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响 ,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比 η和换算配筋率 αpρ这两个参数来反映 ,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法 ,在单调荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算基础上 ,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式。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。依据试验结果建立了位移延性比与综合配筋指标的关系式 ,计算结果与试验结果吻合较好。

部分预应力高强混凝土梁无粘结筋极限应力及承载力的计算方法

通过 1 5根单调荷载和 1 1根低周重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁的试验研究 ,探讨了综合配筋指标、跨高比、荷载作用方式对预应力筋应力增量和极限承载力的影响 ,建立了无粘结预应力筋应力增量与综合配筋指标、混凝土相对受压区高度与综合配筋指标的关系式 ,对受压区混凝土应力等效模式进行了探讨 ,给出了两种无粘结部分预应力高强混凝土梁正截面极限承载力的计算公式 ,计算结果与试验结果吻合较好。

基于遗传-神经网络无粘结部分预应力高强混凝土梁的延性

利用建立的遗传-神经网络模型,对无粘结部分预应力高强混凝土梁的延性进行预报,并且利用网络模型分析影响此种梁的延性因素,得到各种位移延性比曲线.结果表明:随着预应力筋配筋指标、非预应力筋配筋指标、跨高比和截面高度的增大,梁的位移延性比呈逐渐减小趋势.据此提出了计算梁位移延性比的公式.

冻融循环与持载对CFRP加固高强混凝土梁变形性能的影响

通过四点弯曲试验,研究了冻融循环与持载对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固高强钢筋混凝土梁变形性能的影响。分析了不同环境作用下试验梁的承载力、刚度及破坏形态变化规律。结果表明:在冻融循环单独作用下,试验梁的性能变化很小;冻融与持载耦合作用时,两者均对梁的性能造成不利影响,且随着冻融循环次数的增加,承受持载梁的CFRP-混凝土界面黏结性能有所下降;在冻融循环作用下,CFRP-混凝土界面存在应力时会增大界面的劣化程度,从而引起加固梁性能的下降。

碳纤维布加固高强混凝土梁的有限元分析

目的研究有限元分析法在碳纤维布加固高强混凝土梁中的应用,通过与试验结果比较来验证有限元分析的可行性.方法采用ANSYS有限元分析软件,对碳纤维布加固高强混凝土梁的受力性能进行数值模拟,探讨了单元的选取、本构关系的设定、网格的划分以及模型的建立等,通过后处理得到荷载-位移曲线、荷载-应变曲线以及裂缝的开展情况.结果通过与试验结果的对比得知,二者的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线趋势一致,极限荷载的误差也在允许范围内,裂缝开展情况与真实情况相符.结论建立的有限元模型可以较好地模拟碳纤维布加固高强混凝土梁的受力性能,有限元分析可以作为一个有效的手段来分析高强混凝土梁的抗弯加固性能.

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 .

钢纤维部分增强高强混凝土梁的疲劳变形性能

通过普通高强混凝土梁和钢纤维高强混凝土梁的疲劳试验,分析了疲劳荷载作用下钢纤维部分增强高强混凝土梁挠度随循环次数增加的变化规律,探讨了钢纤维掺入层厚对钢纤维高强混凝土梁变形性能的影响,研究了钢纤维部分增强高强混凝土梁刚度及挠度的计算方法,并提出了相应的计算公式。结果表明,在高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效控制梁的刚度,疲劳变形性能随着钢纤维混凝土层厚的增加而提高,计算结果与试验测量结果吻合较好。

CFRP约束高强混凝土梁跨中塑性铰延性性能研究

为提高高强混凝土梁延性性能,利用CFRP约束混凝土的性质,对跨中塑性铰区受CFRP环向缠绕的高强混凝土梁进行静载试验,考虑因素有包裹层数,包裹长度和配筋率。试验发现,包裹梁荷载位移曲线呈现4阶段变化,承载力在第3阶段平稳,在第4阶段缓慢上升。位移延性系数随包裹量增加而增大,但提高幅度会降低;随包裹长度增加而提高,剪跨区受包裹时,提高幅度提高显著;其提高幅度随配筋率的增大也显著提高,低配筋梁延性系数是其对比件的1.31倍,高配筋梁的延性系数是其对比件的3.34倍。拟合位移延性系数与各变量的公式,公式具有较好的准确度且偏于安全。

基于遗传-神经网络的无粘结部分预应力高强混凝土梁延性预测模型

尝试利用遗传-神经网络模型,对无粘结部分预应力高强混凝土梁的延性进行预报。选用23个试件为学习样本,3个试件为测试样本。模型得到了很好的预测结果。模型中使用了最优保存策略和实数编码。同时,为了防止“早熟”现象的发生,提出了一种新的改变适应度值的方法。

基于累积残余应变和刚度的钢纤维高强混凝土梁疲劳损伤规律研究

本文共设计了6根钢筋钢纤维高强混凝土梁,通过等幅疲劳试验分析了钢纤维体积率和钢纤维类型等因素对钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变及刚度的影响,并利用梁受压边缘累积残余应变和刚度分别定义了钢纤维高强混凝土梁的疲劳损伤,根据试验数据确定了梁的疲劳损伤曲线,并根据疲劳循环不同时期的累积残余应变判断其损伤状态。研究及试验结果表明:随着疲劳循环次数的增加,钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变逐渐增大,而试件的抗弯刚度逐渐减小,其发展具有明显的阶段性;钢纤维有效降低了梁受压边缘混凝土累积残余应变发展速率和刚度的衰减速率,抑制了梁疲劳损伤的发展。

钢纤维部分增强高强混凝土梁疲劳性能的试验研究

通过1根普通高强混凝土梁和3根钢纤维高强混凝土梁的疲劳试验,分析了疲劳荷载作用下钢纤维部分增强高强混凝土梁跨中挠度及裂缝宽度随循环次数增加的变化规律,探讨了钢纤维掺入层厚对钢纤维高强混凝土梁跨中挠度及裂缝宽度的影响.结果表明,在高强混凝土梁中部分掺加钢纤维能够有效地控制梁的刚度及限制裂缝的发展,疲劳抗裂性能及变形性能随着钢纤维混凝土层厚的增加而提高.

高强混凝土梁的开裂弯矩计算

根据正截面受弯承载力计算理论,运用混凝土力学分析方法,导出高强混凝土梁的开裂弯矩计算式。通过计算分析,对公式加以简化。经简化后的开裂弯矩计算公式形式比较简单,计算结果与试验结果基本吻合。

无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算

通过２６根无粘结部分预应力高强混凝土梁，研究了影响裂缝宽度的主要因素。将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态，求解非预应力筋的应力，然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度，计算结果与试验结果吻合较好。

CFRP加固高强混凝土梁锚固方式试验研究

高强混凝土梁受拉底面粘贴补强纤维布后,延性降低显著。为提高补强梁的综合性能,利用四点弯曲梁静载试验,在补强加固梁梁端及跨中实施不同的锚固方式,对比不同锚固组合下加固梁的强度和延性。研究表明:端部U锚能改善加固梁破坏模式,提高加固梁的延性和强度及补强纤维布的利用率。端部U锚联合跨中全包锚固能进一步提高加固梁的延性,显著提高补强纤维布的利用率,且能平衡变形性和承载力在安全储备中的比重;在补强纤维布断裂后,能有效限制补强纤维布的剥离和滑移,继续发挥补强作用,使加固梁延性和强度得以恢复;能对包裹区混凝土产生约束作用,提高混凝土的延性。因此端部U锚联合跨中全包锚固是合理且有充分安全储备的锚固方式。

FRP筋钢纤维高强混凝土梁受弯承载力试验

通过9根FRP筋/钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能试验,研究了钢纤维体积率和FRP筋配筋率对FRP筋钢纤维高强混凝土梁受弯破坏形态及受弯承载力的影响。结果表明,FRP筋钢纤维高强混凝土梁的破坏模式可分为钢纤维混凝土受压破坏、FRP筋受拉破坏以及平衡破坏,其破坏模式受FRP筋配筋率和钢纤维体积率的影响;钢纤维的加入对FRP筋钢纤维高强混凝土梁的受弯承载力有一定提高,但钢纤维体积率的增大对其受弯承载力无显著影响;FRP筋配筋率对于FRP筋钢纤维高强混凝土梁的受弯承载力影响显著,随着FRP筋配筋率的增大梁的受弯承载力逐渐提高。

圆形孔蜂窝型钢高强混凝土梁受弯性能研究

为研究圆形孔蜂窝型钢高强混凝土梁的受弯性能,设计制作了4根试验梁,并对其进行受弯加载试验。研究表明:圆形孔蜂窝型钢高强混凝土梁的受力过程可划分为弹性工作阶段、弹塑性工作阶段及破坏阶段;试验梁在加载过程中没有过早开裂,并且试件在屈服后依然有着较高的安全储备;试验梁破坏时的挠度值均在14 mm以上,远大于规范规定限值,表现出了良好的变形性能;基于试验结果,利用ABAQUS软件对试件进行非线性有限元分析,结果显示,两者吻合较好,进一步拓展分析可知:型钢及混凝土强度对试件初始阶段的弹性刚度影响不大,随着型钢或混凝土强度的增加,试件承载能力会逐渐上升,而其延性系数则会逐渐下降。