Rational concrete cover of prestressed concrete beams and slabs for fire resistance

As the influence of the ratio of the characteristic value of structural resistance to that of frequent combination effect, K, on the thickness of concrete cover of prestressed concrete （PC） beams and slabs for fire resistance is not considered sufficiently in design criteria for concrete structures in China and other countries at present, numerical analyses were carried out by ANSYS software on unbonded prestressed concrete （UPC） oneway simply-supported and continuous slabs and beams, and bonded PC simply-supported and continuous beams subjected to fire in 186 cases. In the analysis, K, section dimensions and the thickness of concrete cover are regarded as independent variables and some calculation parameters determined by trial and error based on test resuits. Calculation formula for fire endurance of UPC simply-supported and continuous slabs was proposed, and the recommended thicknesses of cover of PC beams and slabs was presented in consideration of the influence of K and section dimensions as well as fire endurance requirements. Comparison analysis of relevant design criterions in China and other countries was performed to verify the rationale of the proposed values.

PK梁板在装配整体式框架结构中的应用

针对PK预应力混凝土叠合梁、预应力混凝土叠合梁同时在一个工程中应用遇到的模板设计与计算、起重设备的选型和吊具选择以及施工工艺等问题,结合工程实际情况,形成了PK预应力混凝土叠合梁板组合的施工工艺流程,确保PK预应力混凝土叠合板吊装的精确定位及受力性能,满足工程质量要求。

预应力混凝土空心板桥梁加固方法研究

为解决预应力混凝土空心板桥梁应用环节存在的结构承载力下降、桥体老化严重问题,规避由此引发的桥梁受损、桥面裂缝困境,保证桥梁运行质量,对预应力混凝土空心板桥梁加固方法展开研究,以案例解剖的方式,基于三维有限元模型分析桥梁病害的具体形式和产生原因。在此基础上初步制定技术方案,并结合数值计算结果、经济性、可行性分析结果确定最终方案,梳理方案技术流程、评估方案应用效果,以提高预应力混凝土空心板桥梁建设质量。

公路预应力空心板梁桥单梁试验及评定

为了对公路预应力混凝土空心板梁旧桥的承载力进行评定,采用单梁试验及承载力评价方法。选取病害较重、横向分布系数较大位置的空心板梁,按铰接板法计算空心板跨中的横向分布系数,按照形心高度、面积和惯性矩不变的原则,将空心板等效为工字形截面,计算出单梁承载力和相应的理论应力值及挠度值。对单梁进行试验加载并测试其应力和挠度,通过理论值与实测值的对比,评估单梁的结构性能。通过对一座13m跨径预应力空心板梁桥单梁试验及受力性能进行评价,证明了单梁试验是一种实用有效的方法。

预应力高强混凝土空心板梁优化设计与试验研究

采用C8 0高强混凝土和低松弛 2 70级高强钢绞线 ,经优化选取了跨度 16m～ 3 0m、宽度 1 2m、截面混凝土空心率 5 3 5 %的预应力混凝土空心板 ,进行了跨度为 15 5m的原型预应力混凝土空心板从预应力钢绞线张拉到承载极限破坏的受力全过程试验 ,研究了其正截面和斜截面在正常使用状态下抗裂度、裂缝宽度和跨中挠度、极限承载能力以及延性等受力性能 ,为在公路桥梁结构中经济可靠的利用高效预应力高强混凝土空心板提供科研依据。研究成果应用于河南省重点工程———焦作至巩义黄河公路大桥及其连接线工程中的两座立交桥建设 ,取得了较好的经济效益。

无粘结筋极限应力增量计算公式对比分析

为客观认识各公式的合理性,对380根简支梁板和连续梁板进行了仿真试验,同时搜集整理了中国建筑科学研究院所做的35根简支梁的试验结果,将国内外预应力混凝土梁板中无粘结筋极限应力增量公式计算值与这415根试验梁板的实测结果进行对比分析,结果表明公式更具合理性.

预应力箱梁底板混凝土崩裂成因分析

分析了预应力混凝土箱梁底板崩裂的成因,利用有限元程序,对底板崩裂的破坏机理进行了模拟分析。计算结果表明,预应力径向力是导致梁底崩裂的主要因素;箱梁底板由于压应力、施工误差、曲率效应、泊松效应等综合因素导致局部应力集中,压曲临界应力下降,最终失稳破坏。

服役20年的PC空心板梁抗弯承载力分析及试验研究

为了研究服役多年的桥梁在荷载作用下的抗弯承载力及破坏模式,以某桥为背景,对该桥2片运营20年的预应力混凝土空心板梁的耐久性和材料强度进行试验。采用两点对称加载对其进行破坏试验,并用有限元软件Abaqus对整个非线性过程进行数值模拟,对此类桥梁从弹性到破坏全过程进行试验研究和分析。结果表明:运用Abaqus能够较好的模拟出试验梁的受力全过程;且与试验得到的抗弯极限承载力吻合良好。服役20年的桥梁材料性能和强度仍能符合规范要求;此类先张法PC空心板梁中预应力筋的应变随有效长度的不同而不同,相同位置处,预应力筋有效长度越长,钢筋应变越大。

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。

预应力混凝土简支梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中的无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可用于分别考察正常使用极限状态和承载能力极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序。基于模型试验结果和大量仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、跨高比、加载形式、预应力筋布筋型式、跨中预应力筋合力点至受压区边缘的距离等参数对正常使用阶段及正截面承载能力极限状态下简支梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;建立了无粘结预应力混凝土简支梁板中无粘结筋在正常使用阶段和正截面承载能力极限状态下应力增量的计算公式。

高温后足尺有粘结预应力混凝土梁板力学性能研究

针对足尺有粘结预应力混凝土梁板高温后的抗弯承栽力开展了非线性计算分析。结果表明,综合配筋指标、有效预应力对高温后极限弯矩与常温下极限弯矩比值M_u^A/M_u的影响不大,预应力度和预应力筋的保护层厚度对M_u^A/M_u影响显著。高宽比近似相同的有粘结预应力混凝土梁,当第一排钢筋的保护层厚度相同时,受火时间为3 h,高度为700 mm的梁高温后截面承栽力下降幅度最大约为30%,高度为4500 mm的梁高温后截面承栽力下降幅度不到10%,高温后大尺度梁的力学性能优于小尺度梁。给出了考虑预应力筋保护层厚度和预应力度影响的有粘结预应力混凝土板M_u^A/M_u的计算公式,以及综合考虑预应力筋、非预应力筋合力点到梁底距离和预应力筋梁侧保护层厚度影响的有粘结预应力混凝土梁M_u^A/M_u的计算公式。

宽幅空心板梁锚固端纵向抗裂的实用分析方法

针对宽幅空心板锚固端在局部承压试验研究中产生纵向裂缝的问题,分析了纵向裂缝产生的原因,并结合宽幅空心板锚固端截面设计提出纵向抗裂的分析模型,推导纵向抗裂的分析方法,探讨了锚固端截面尺寸、作用在腹板上的预压力偏心矩以及剪切面上抗剪钢筋对宽幅空心板纵向抗裂能力的影响,并编制了纵向抗裂分析程序。最后,采用编制的程序对宿迁-淮安高速公路宽幅空心板梁锚固端截面设计进行纵向抗裂分析,分析结果与现场局部承压试验相吻合。

某大跨异型现浇预应力混凝土空心板结构分析

为准确计算空心板结构在荷载作用下的内力和变形,对比分析了采用拟板法、拟梁法、密肋梁法等简化计算模型与有限元实体分析模型的计算结果。结果表明,混凝土空心楼盖采用填充箱体对称布置时有着很好的各向同性性能,采用拟梁法和密肋梁法计算与框架柱相连的暗梁或拟梁时,其计算结果往往偏大很多,不宜直接采用。在此基础上,并进一步探讨了预应力筋的布置原则与方法。

预应力混凝土连续梁板抗火性能非线性分析

为模拟预应力混凝土连续梁板在火灾下的受力全过程,认为火灾下预应力混凝土梁板截面总应变符合平截面假定,基于混凝土、普通钢筋和预应力筋的耦合本构关系,用t时刻的混凝土应力计算t+1时刻混凝土的瞬态热应变、高温徐变,钢筋与预应力筋采用相同的解耦方法,可求得火灾下预应力混凝土梁板的弯矩-曲率曲线;对支座反力进行迭代求解,计算梁板在曲率与支座反力共同作用下的弯矩、挠度和支座位移,直至支座位移满足变形协调方程,进而对截面曲率积分可求得火灾下连续梁板的变形;编制的计算程序得到了抗火试验结果的验证.研究结果表明:支座和相邻跨的约束对连续梁板的耐火极限影响显著,相同条件下,边跨的跨中变形较中间跨大.

基于单板受力的混凝土空心板加固试验研究

"单板受力"是在役中小跨径装配式混凝土空心板梁桥的常见病害,为评价"单板受力"桥梁的承载能力,在对原结构承载能力计算和理论分析基础上,对预应力空心板和采用受压区补强加固空心板进行了对比试验研究,结果表明:空心板结构承载力满足要求,采用受压区补强加固与原结构共同受力性能良好,显著提高结构极限承载能力和开裂荷载。

满意优化解

本文给出几项在有限的具体方案中求出实用上的优选满意解 .阐述了预应力混凝土梁中预应力钢筋较合理的配置 ,进行了有关试验观测和钢筋混凝土方板优选配筋的试验研究 ,并都给出了一些细节 .此外 ,述及了国内对纵横向框架设计的经济比较 .介绍了采用 3种不同形式连梁的 4层框架比较试验研究 ,带竖向通缝和不同布筋的竖向缝槽及不同配筋的钢筋混凝土低剪力墙的试验研究 ,在框架和剪力墙的试验研究中还包括了对结构延性的研究 .以上 4项试验研究都是在东南大学进行的 .最后简述了国外对普通结构设计和具有可持续性的拆卸设计的比较 .

20 m跨径后张预应力混凝土空心板梁变形的试验研究

介绍了二十米跨径预应力混凝土空心板梁的荷载试验结果，并对该梁的裂缝开展及挠度发展等变形行为进行了分析研究。此外，通过该梁的非线性计算结果与实测结果的分析对比，对预应力混凝土空心板梁的非线性破坏规律进行了有益探索。

无粘结碳纤维筋预应力连续梁板弯矩调幅研究

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土连续梁板因配有一定数量的非预应力有粘结钢筋,其在整个加荷过程中存在一定的塑性内力重分布现象。利用无粘结CFRP筋部分预应力混凝土连续梁板全过程分析程序,考察中支座控制截面综合配筋指标、跨中控制截面综合配筋指标、预应力度、加载方式、跨高比及CFRP筋弹性模量等参数对该类连续梁板弯矩调幅的影响规律。基于仿真分析结果,建立了该类连续梁板弯矩调幅系数计算公式,可以此为依据进行连续梁板的塑性设计。

已服役20年的PC空心板梁有限元模型修正

服役多年的桥梁由于没有初始条件的有限元模型,也没有长期健康监测数据,因此通过有限元修正来对旧桥进行模拟分析一直是一个热点。基于某运营20年的预应力混凝土空心板梁的破坏试验以及ANSYS有限元模型,利用MATLAB径向基神经网络对有限元模型进行修正。首先以不同的结构参数条件下有限元模型跨中位移作为输入,以对应的箍筋、纵筋、钢绞线、混凝土的弹性模量及混凝土泊松比等结构参数作为输出,计算出有限元模型的设计参数。研究表明:服役20年的预应力混凝土空心板梁仍具有良好的刚度和弹性恢复能力;修正后的有限元模型与实际结构的物理状态非常接近,误差均在5%以内;修正后的钢绞线弹性模量与试验值吻合良好,证明修正结果的准确性和合理性。

基于MIDAS的预应力混凝土简支T梁桥加固设计

为研究预应力简支T型梁桥的体外预应力加固设计可行性,基于MIDAS有限元分析软件建立模型,对加固前后梁结构的承载力与使用性能进行分析与验算.研究结果表明:采用预应力碳纤维板法进行加固,能有效提高梁体自身的承载能力,满足桥梁设计荷载等级的强度要求.采用预应力碳纤维板法加固技术,起到提升桥梁的抗弯承载力、增加刚度、减少原有桥梁裂缝宽度及改善耐久性的作用.