预应力UHPC-RC无腹筋组合梁足尺模型抗弯试验及极限弯矩计算研究

为了解预应力UHPC-RC无腹筋组合梁(简称组合梁)的抗弯性能,以2座组合梁桥实际工程为背景,分别制作25 m长工字形组合梁及30 m长箱形组合梁足尺模型进行抗弯试验,研究组合梁在弯曲荷载下的裂缝发展形态、荷载~挠度曲线及不同截面高度应变等。结果表明:2种组合梁最终受弯破坏时,1条主裂缝快速发展为贯穿弯曲裂缝,组合梁裂缝细密;荷载~挠度曲线较为饱满,刚度折减较普通预应力混凝土梁明显推迟,结构性能更为优良;开裂前组合梁截面受力发展满足平截面假定,出现主裂缝后逐渐不满足平截面假定。为考虑组合梁截面在极限状态不满足平截面假定的情形,基于UHPC材料本构关系,提出采用体外预应力筋极限理论推导组合梁极限弯矩计算方法,并将该方法与平截面假定理论计算结果及试验结果进行对比。结果表明:提出的组合梁极限弯矩计算方法较平截面假定理论计算方法能更好地反映结构受力。

预应力RPC箱梁开裂弯矩计算方法

预应力箱梁是现有活性粉末混凝土(RPC)桥梁的主要结构形式。以预应力RPC箱梁受弯性能为主要研究目的,应用ANSYS通用程序建立有限元模型,对RPC梁受弯过程的荷载-位移曲线、开裂、极限荷载等受力行为进行分析。有限元分析结果与试验结果吻合良好。应用有限元方法、以混凝土强度为参数的分析表明,RPC梁的初裂荷载、钢筋屈服荷载和极限荷载比普通混凝土梁可分别提高34.1%、34.3%和35.1%。对RPC箱梁开裂弯矩计算方法开展了分析。现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTG D62-2004)算法中截面塑性影响系数r值不能准确反映RPC的材性,计算结果比试验值偏大较多,不宜采用;提出了预应力RPC箱梁开裂弯矩计算方法,其计算结果与多根RPC梁试验结果的比值为0.91~0.96,能满足工程计算精度的要求,可供预应力RPC梁设计计算参考。

大跨度曲线刚构桥预应力设置对扭矩的影响

为了减小曲线梁桥的弯-扭耦合效应,以一座大跨度曲线连续刚构桥为依托,采用有限元软件MIDAS建立空间有限元模型,计算得到自重、预应力、混凝土收缩徐变等荷载作用下的主梁扭矩分布,结果表明:曲线刚构桥主梁的扭矩主要由自重和预应力产生,且随着曲率半径的减小显著增大。因此,改变预应力筋的设置方式是抵消主梁扭矩的一种有效措施,通过不同方式改变原设计方案的对称布筋方式,得知采用预应力筋的不对称张拉以及不对称布筋方式能有效抵消恒载产生的扭矩。

次弯矩计算的共轭梁法

利用共轭梁原理计算预应力混凝土超静定结构的次弯矩十分方便，基于该原理可以推出简便的计算公式，对某些情况可以直接用作图的方法求得结果．本文推出普遍适用的计算公式，针对几种常用的预应力筋布置形式进行作图法计算的介绍。

单跨预应力次梁结构的边主梁扭矩实用计算研究

利用预应力次梁等效荷载对边主梁的有利影响,降低非预应力边主梁扭矩,并对多段预应力布筋形式产生的多段等效荷载进行了改进,利用实用等效荷载方法,把多段均布荷载转化为满跨均布荷载,从而方便了预应力混凝土的设计。

CFRP筋有粘结预应力混凝土梁弯矩-挠度关系计算

以碳纤维筋(CFRP筋)有粘结预应力混凝土简支梁三分点加载时的情况为例,在假定双线性的弯矩-曲率关系成立的前提下,给出了其弯矩-挠度关系的建议计算方法。采用此法进行了计算并做了试验。计算结果与试验结果吻合情况良好。

预应力混凝土设计中不容忽视的问题

针对工程设计中普遍存在的不考虑相邻跨变截面梁形心轴偏差对张拉引起等效力偶的影响这一现象 ,通过计算实例说明形心轴偏差对张拉引起的结构内力及配筋的影响一般是不容忽视的。

变截面连续梁考虑预应力二次矩的配筋计算

采用悬臂施工的大跨径连续梁 ,在结构合拢后施加的预应力所产生的二次矩对各截面最终配筋量影响非常大。本文以结构力学力法方程为手段 ,计算预应力二次矩 ,并导得计入其影响的最终配筋计算公式 。

歧化反应器的密封分析及计算

歧化反应器属于高温、高压、临氢设备 ,其密封性能的好坏 ,将直接影响整个歧化装置的安全运行。文章结合历年来歧化反应器催化剂更换和容检后的安装情况 ,对歧化反应器的密封进行分析 ,对螺栓的密封扭矩进行了计算 ,给出了最终扭矩控制值 。

预应力混凝土曲线箱梁桥扭矩浅析

在预应力混凝土曲线箱梁桥中,预应力钢束产生的径向分布力是混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。因此,工程师们必须认识到扭矩分析的重要性,并掌握预应力钢束对混凝土曲线箱梁产生扭矩的原理及计算方法,建造出安全、经济、美观的曲线梁桥。

工字钢梁弯扭屈曲的计算模型和屈曲方程的求解

钢结构设计规范ＧＢＪ１７－８８中梁的整体稳定临界弯矩计算公式［１］是依据能量法原理并再进行某些简化而推导出的，使得荷载作用点至弯曲中心距离ａｙ和截面不对称系数βｙ的力学含义变得不明确。本文采用“拉弯比拟法”［２］，理顺各力学量的关系，并采用“逆算单元长度法”［３］，快速、简捷地求解薄壁构件弹性阶段的一般微分方程式。

预应力混凝土叠合板试验及计算方法研究

预应力混凝土叠合板是在预制预应力混凝土板上现浇钢筋混凝土叠合层形成的装配整体式楼板,具有大跨度、降低建筑层高、抗震性能好、节省材料、方便施工等优点。文章主要介绍预应力混凝土单向及双向叠合板试验及计算方法的研究进展,讨论叠合面处理方法及其抗剪强度计算方法,总结单向连续叠合板支座弯矩调幅系数取值建议,并介绍双向叠合板的横向拼缝构造、拼缝对抗弯性能的影响以及承载力和刚度计算方法。最后提出下一步研究工作的建议。

斜交桥梁的受力性能研究

根据结构力学中的力法原理,推导任意斜度的斜交简支梁受集中荷载作用时的内力计算公式。应用这些公式,分析斜交简支梁的受力特性,计算端部负弯矩分布区段长度,并分析荷载作用位置、弯扭刚度比、斜度等因素对它们的影响,得出一些基本结论。

考虑预应力筋增量的混凝土梁开裂弯矩计算公式研究

根据GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《混凝土结构基本原理》中对预应力梁开裂弯矩的分析,考虑梁体外加荷载引起的预应力细微变化,推导出一种先张法和后张法预应力混凝土梁开裂弯矩的计算公式。将按该计算公式得到的计算结果与规范计算结果进行对比,结果表明该公式更能反映梁体的实际受力变化。将试验数据与计算结果进行比较,结果表明两者符合程度良好,计算结果小于试验数据,结构偏于安全。

预应力混凝土曲线梁桥支承设计初探

以实际工程为背景,介绍了曲线混凝土桥的受力特点,采用三维空间程序对小半径预应力混凝土曲线梁桥的空间效应进行分析,考虑了不同支承形式对主梁转矩、墩柱内力和支座反力的影响,指出了曲线梁桥根据平面杆系计算不能完全反映各支座的受力情况,还需进行空间计算来确定各支座反力,提出了采取支座预设偏心的措施来改善曲梁扭转效应的方法,探讨了曲线梁桥腹板开裂病害产生的原因。

预应力混凝土构件纯扭强度计算方法

以变角空间桁架理论为基础,在考虑莫尔应力协调条件下,提出了预应力混凝土纯扭构件破坏形态的判别准则,并建立了纯扭强度的计算方法.通过试验资料的验证,计算值与试验值吻合较好,并且具有较高的计算精度,因此,对预应力混凝土构件纯扭强度的计算方法进行进一步验证是十分必要的.研究预应力混凝土构件纯扭作用的机理和制定其强度的计算方法,是解决复合受扭强度计算的基础.

考虑预应力损失的超静定结构次弯矩精确计算法

在预应力混凝土结构中,由子孔道磨擦及锚具回缩等损失致使预应力沿预应力筋产生显著的变化。本文提出采用约束次弯矩法精确计算考虑各种预应力损失后的超静定结构的次弯矩,本文方法与等效荷载法不同,它是直接由杆件单元的主弯矩计算次弯矩的方法,本文方法的计算结果为精确解,文未附有工程应用实例。

建筑结构中协调扭矩的计算

笔者将建筑结构中的协调扭转归纳为三种基本模型，对每一种基本模型推导出其在广义竖向荷载作用下的协调扭矩的通用计算公式，并给出在常用荷载作用下的具体计算结果，分析了各种因素对协调扭矩数值的影响。

双腹板、顶底角钢半刚性节点试验与应力应变分析

研究连接的受力性能并确定计算模型是研究半刚性节点的基础。为此对双腹板、顶底角钢半刚性节点的试验数据进行分析 ,绘出试件各组合件关键点的荷载 -应变关系曲线。荷载 -应变关系曲线是分析各细部的受力变形特征和试件在加载过程中受力缺陷 (如扭转 )的有效手段。通过数据分析 ,阐述了试件各组合件在静力荷载作用下的受力机理 ,验证了节点的计算模型 ,为进一步研究半刚性节点提供依据。

预应力螺旋肋钢棒的锚固可靠度计算

以预应力螺旋肋钢棒为研究对象,通过拉拔试验得到了极限粘结强度的计算公式,针对锚固极限状态,采用Hasofer-Lind一次二阶矩法进行了可靠度计算,并提出了预应力螺旋肋钢棒锚固长度的设计公式,有利于该材料的推广应用。