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) one-way 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 results.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.

Effects of edge beams on mechanic behavior under lateral load in reinforced concrete hollow slab-column structure

In order to get the formulae for calculating the equivalent frame width coefficient of reinforced concrete hollow slab-column structures with edge beam,the finite element structural program was used in the elastic analysis of reinforced concrete hollow slab-column structure with different dimensions to study internal relationship between effective beam width and the frame dimensions.In addition,the formulas for calculating the increasing coefficient of edge beam were also obtained.

Secondary transfer length and residual prestress of fractured strand in post-tensioned concrete beams

An experimental study is performed on five post-tensioned concrete beams to explore the effects of different fracture positions on secondary transfer length and residual prestress of fractured strand.A numerical model is developed and used to predict the secondary transfer length and residual prestress of fractured strand in post-tensioned concrete beams.The model change interaction,which can deactivate and reactivate the elements for simulating the removal and reproduction of parts of the model,is used to reproduce the secondary anchorage of fractured strand.The numerical model is verified by experimental results.Results shows that the fractured strand can be reanchored in concrete through the secondary anchorage,and the secondary transfer length of fractured strand with the diameter of 15.2 mm is 1133 mm.The residual prestress of fractured strand increases gradually in the secondary transfer length,and tends to be a constant beyond it.When the fractured strand is fully anchored in concrete,a minor prestress loss will appear,and the average prestress loss is 2.28%in the present study.

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。

预应力混凝土空心板灌浆加固后的抗剪性能试验研究

为了探讨注浆加固后梁板抗剪性能的改善情况,通过对不同灌浆加固长度的控制,对比分析了加固后梁板的位移、应变和裂缝发展的情况,以达到修补腹剪斜裂缝的目的。试验准备3块足尺20m预应力空心板试件,5号注浆加固长度为1.5m,6号为2.0m,7号为2.5m。通过静载试验对不同灌孔长度的加固空心板抗剪性能进行对比分析。结果表明:端部灌浆加固后,5号、6号、7号梁跨中位移比未加固的梁小4.7%、4.8%和10%左右;加载点位移比未加固的梁小3.8%、5.1%和10%左右。5号、6号、7号梁与未加固的梁体相比,腹板主拉应变分别减小31%、39%、47%左右,抗剪承载力与加固前相比提高了46%、66%、91%,加固效果显著,注浆料与原材料的协同受力情况良好。

预制楼板在国内外的应用现状

为了推进预制楼板的发展和应用,回顾了国内外近20年预制楼板的应用现状,总结了预制双T板和预应力空心板在国内外的应用和发展情况,得出的结论为:预制楼板主要选用双T板和预应力空心板,二者适用范围不同;目前预制楼板主要应用于7度以下地区,在高烈度地震区的应用受到较大限制;预制楼板的研究主要集中在力学性能和抗震设计上,目前国外对于预制楼板的研究和应用远多于国内。

无铰缝空心板桥设计与仿真分析

传统空心板桥铰缝剪力传递效果差,横向连接性能弱,影响桥梁行车安全及使用寿命。设计一种无铰缝空心板结构,通过采用无铰缝设计加大单片空心板梁宽和增强混凝土桥面铺装来改善空心板桥整体结构受力。建立梁单元全桥有限元模型以及实体局部模型,并根据最不利原则简化计算,分别对梁板和桥面铺装进行受力验算。结果表明:该无铰缝空心板桥设计基本合理,结构受力满足规范要求,抗弯性能提升了6.0%,抗剪性能提升了9.6%,结构的承载力得到了提升,且横向传力性能优于传统空心板桥,具有更广泛的适用场景,可为该类型桥梁设计和推广运用提供理论参考。

采用自平衡预应力中空管的混凝土梁预应力传递长度研究

针对传统短束预应力筋存在的问题,提出一种主要由中空管和穿过中空管的反力钢棒等组成的自平衡预应力中空管构造。为了解采用自平衡预应力中空管的混凝土梁的传力特性,采用有限元与试验相结合的方法分析锚垫板设置情况、混凝土强度、中空管尺寸、有效预应力对中空管预应力传递长度的影响,提出中空管预应力传递长度简化计算公式。结果表明:自平衡预应力中空管可作为有锚垫板的先张预应力钢筋传递预应力;预应力传递长度与中空管尺寸、有效预应力近似成正比,与混凝土抗拉强度近似成反比;现有国内外规范均不适用于中空管预应力传递长度的计算,所提出的简化计算公式计算的中空管预应力传递长度与实测值吻合良好;实桥应用结果显示采用自平衡预应力中空管的混凝土梁预应力传递特性和试验结果相符,预应力传递可靠。

预应力混凝土空心板桥加固性能研究

针对预应力混凝土空心板桥结构常见病害类型,依托实际工程,探讨了空心板进行碳纤维筋喷浆、结构简支变连续及粘贴碳纤维布、换板及粘贴碳纤维布等加固技术。通过桥梁荷载试验和数值模拟方法对各加固效果进行分析,结果显示:选择正确的加固措施可改善空心板桥的受力性能,有效提高桥梁的承载能力,切实保障桥梁结构的安全性及耐久性。

两端简支预应力混凝土空心板受弯承载力研究

为系统研究两端简支预应力混凝土空心板(简称空心板)的受弯承载力,采用ABAQUS软件建立有限元模型,并进行了相关试验验证,基于验证后的模型,分析了截面高度、叠合层厚度、空心板混凝土强度、叠合层混凝土强度、预应力底筋配筋率、预应力负筋配筋率对空心板极限受弯承载力的影响。结果表明:各参数中对空心板极限受弯承载力的影响程度由大到小排序为:截面高度、预应力底筋配筋率、叠合层厚度、叠合层混凝土强度、预应力负筋配筋率和空心板混凝土强度。同时参考我国《混凝土结构设计规范》中预应力混凝土梁的受弯承载力计算公式,将空心板截面等效为工字形截面,提出了有叠合层和无叠合层的两端简支空心板受弯承载力理论计算公式,公式计算结果与试验值和有限元模拟值均吻合较好。

新型装配式混凝土结构体系在高层工业厂房中的应用研究

基于项目的绿色快速建造需求,提出了一种适用于高层工业厂房的免模、免支撑装配整体式框架-现浇剪力墙结构体系(由带牛腿的预制混凝土柱、现浇剪力墙、带牛腿或挑耳的预制叠合梁和预应力空心板构成的体系)。工程应用效果表明:通过在预应力空心板板顶设置后浇叠合层、布置单层双向钢筋,有效提高了楼盖整体性;通过在预应力空心板板端上部开槽,端部布置钢筋桁架或钢筋网,端部浇筑密实,避免了预应力空心板在极端工况下脱落。同时,有限元分析结果表明:通过上述构造措施还可提高楼盖的整体性和抗震性。

某托育中心砖混结构加固实例

某居民区营业用房,修建于2000年左右,主体结构为地上二层。房屋为砖混结构,楼面板和屋面板主要为预制板,主要承重的竖向构件为240mm厚烧结页岩砖,基础为条形基础。由于房屋使用年限已久,出现不同程度的墙体裂缝损伤和墙体局部承载力不足。按现行国家规范、标准进行安全性鉴定和抗震鉴定,鉴定结果为不满足现行规范、标准的要求。进行建筑改造后,建筑使用功能为托育中心,抗震设防类别由丙类升高为乙类。因其建筑现场条件受限无法及时检测预制混凝土空心板,加固时采用钢梁托换预制混凝土空心板,以减小预制混凝土空心板跨度。采用增设构造柱、钢梁托换、墙体裂缝压力灌浆修补等方法,对原有建筑进行加固改造设计。经过加固处理后的房屋,经安全性鉴定、抗震鉴定能满足现行国家规范、标准的要求,并正常投入使用。

预制楼板连接节点施工技术研究

由于预制楼板在地震作用下具有极为复杂的受力状态和传力路径,目前国际上缺乏完善的受力机理和公认的抗震设计方法,从而严重阻碍了预制楼板在国内外的应用和发展。为了推进预制楼板的发展和应用,回顾了预制楼板连接的相关研究,分别总结了预制楼板板缝连接以及与支承结构的连接方式并得出结论,可为类似工程提供参考。

预应力空心板梁混凝土强度大幅度波动的试验研究

对某预应力生产厂的预应力空心板梁进行试验研究,分析空心板梁混凝土强度大幅度波动的原因。试验分析过程包括现场调查、混凝土配合比验证、混凝土抗压强度检测和空心板梁内部质量分析。试验表明,混凝土原材料质量、混凝土振捣方式、混凝土卸料工艺对空心板梁混凝土强度影响较大。本文为厂家的后续生产提供若干可靠建议。

粘贴钢板加固后预应力混凝土空心板梁承载能力计算方法及评估研究

为研究粘贴钢板加固后预应力混凝土空心板梁的加固效果,本文结合现行混凝土结构加固设计规范,提出一种计算粘贴钢板加固后预应力混凝土空心板梁的承载能力计算方法。以谢边桥为工程背景,通过梁格法建立加固前桥梁有限元模型,考虑混凝土的老化和钢筋锈蚀等一系列损耗,依据相关规范引入折减系数,计算并分析了加固前后的预应力混凝土空心板梁承载能力。结果表明:采用本文提出的方法评估粘贴钢板加固效果可行,使用粘钢加固后全桥承载能力提升30%,可为其他桥梁的加固承载力计算提供理论依据。

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。

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。

聚合物改性混凝土加固空心板桥荷载横向分布理论及试验研究

为了解采用粘贴聚合物改性混凝土(MPC)加固空心板桥的效果,及加固后空心板桥荷载横向分布情况,以横向由4片空心板梁组成的空心板桥为研究背景,对加固后空心板桥的横向分布计算方法进行研究,并结合实桥加固后荷载试验结果进行对比分析。研究结果表明:采用MPC加固后的空心板桥荷载横向分布影响线较加固前平缓,桥梁横向整体受力性能显著提高;采用MPC加固后的主梁结构可以传递弯矩,传统的铰接板梁法已不能满足此种加固方法的横向分布计算,提出的修正刚接板梁法及修正G-M法可用于加固后该类型桥梁横向分布计算。

型钢-混凝土组合加固技术在空心板桥中的应用

装配式空心板桥由于铰缝损伤而出现"单板受力"问题,为增强梁板间的横向连接,提出型钢-混凝土组合加固技术,以寿昌江二号桥(装配式预应力钢筋混凝土简支空心板桥)为背景,简述该技术在该桥中的应用。型钢-混凝土组合加固是在沿梁底铰缝两侧设置剪力键,纵向锚贴U形钢板,并在U形钢板和铰缝间灌注高强自密实灌浆料。为检验加固效果,对该桥第2跨进行加固前、后的静载试验。结果表明:加固后该桥跨中应变平均降低20%,挠度平均降低25%以上,桥梁的刚度有所提升;加固后1号板的横向分布系数增大,1号与2号梁板间的铰缝损伤得到修复。实践证明,型钢-混凝土组合加固技术可增强主梁间的横向联系,能有效解决"单板受力"问题。