Experimental research on mechanical properties of prestressed truss concrete composite beam encased with circular steel tube

Tests of 4 simply supported unbonded prestressed truss concrete composite beams encased with circular steel tube were carried out. It is found that the ratio of the stress increment of the unbonded tendon to that of the tensile steel tube is 0.252 during the using stage,and the average crack space of beams depends on the ratio of the sum of the bottom chord steel tube's outside diameter and the secondary bottom chord steel tube's section area to the effective tensile concrete area. The coefficient of uneven crack distribution is 1.68 and the formula for the calculation of crack width is established. Test results indicate that the ultimate stress increment of unbonded tendon in the beams decreases in linearity with the increase of the composite reinforcement index β0. The pure bending region of beams accords with the plane section assumption from loading to failure. The calculation formula of ultimate stress increment of the unbonded tendon and the method to calculate the bearing capacity of normal section of beams have been presented. Besides,the method to calculate the stiffness of this sort of beams is brought forward as well.

预应力内置圆钢管桁架混凝土组合梁的受力性能

通过4根预应力内置圆钢管桁架混凝土组合简支梁的试验,得到了试验梁的荷载-跨中挠度曲线、正截面承载力、裂缝分布与展开特征。结果表明:可基于平截面假定计算该类组合梁正截面的承载力,该类组合梁的平均裂缝间距取决于下弦钢管外径及下弦二钢管截面面积之和与截面有效受拉混凝土面积的比值。提出了与试验结果吻合良好的裂缝宽度和刚度计算公式。

预应力内置灌浆方钢管桁架混凝土组合梁抗震性能试验与分析

对5根预应力内置灌浆方钢管桁架混凝土组合梁进行低周反复荷载下的抗震试验研究。主要参数为综合配筋指标β0、预应力度λ和塑性铰区配箍率ρsv。基于试验,系统地分析了试件的破坏形态、滞回特性、延性、抗力衰减、刚度退化和耗能能力等重要抗震性能。结果表明,综合配筋指标对试件的滞回性能影响明显,当综合配筋指标小于0.2时,试件的位移延性达到4左右,且滞回曲线饱满、具有较好的耗能能力;预应力度主要影响滞回环的饱满程度,对延性有一定影响,但不如综合配筋指标显著;增加塑性铰区配箍率可以增大混凝土极限压应变,提高组合梁延性。

可拆卸开孔圆钢管连接件抗剪性能研究

为实现钢-混凝土组合梁快速装配化施工及其劣化时易于拆卸的需求,提出了一种可拆卸开孔圆钢管连接件。采用ABAQUS有限元软件对开孔圆钢管连接件进行推出试验模拟,研究了连接件开孔厚度、开孔中心夹角、开孔高度、钢材强度及混凝土强度对其抗剪性能的影响。研究结果表明:增加圆管厚度提高钢材强度,以及减小开孔高度提高连接件抗剪承载力。改变开孔中心夹角和混凝土强度,对连接件抗剪性能影响较小。基于塑性梁理论推导出开孔圆钢管连接件剪切屈服计算公式,并与有限元计算结果进行对比,验证了该推导公式的有效性。

灌浆圆钢管桁架-混凝土组合梁试验研究

为了减小大跨度梁的自重,便于管道在梁腹通过,实现施工阶段梁的自承重,提出灌浆圆钢管桁架-混凝土组合梁结构。为了解梁的受力性能、破坏机理、正截面承载力及变形计算方法,设计制作4根灌浆圆钢管桁架-混凝土组合梁,通过模型试验考察桁架上弦、下弦、包裹上弦的钢筋混凝土等对组合梁受力性能的影响,介绍4根试验梁从加载到破坏的全过程,建立这种梁的正截面受弯承载力和刚度计算方法。

装配式内置圆钢管混凝土异形柱-叠合梁框架中节点斜向加载抗震性能试验研究

相对于工程轴斜向的地震作用是影响框架结构"强柱弱梁"破坏机制的重要因素之一。为研究装配式内置圆钢管混凝土异形柱-叠合梁框架中节点斜向地震作用反应,设计制作了3个足尺装配式中节点试件,并进行斜向45°加载。试验变化参数为轴压比(分别为0.2、0.3、0.4),通过水平低周往复荷载试验,分析其破坏形态、滞回性能、耗能能力、刚度退化等。结果表明:框架中节点破坏形态符合建筑抗震设计规范中"强节点、弱构件"的要求,节点安全可靠;轴压比为0.2~0.4时,随着轴压比的增大,试件承载力增大,延性提高;内置圆钢管混凝土的存在能够有效减缓刚度的退化速率;装配式内置圆钢管混凝土异形柱-叠合梁框架按照工程轴方向进行抗震设计可满足"强柱弱梁"破坏机制要求。