连续组合梁弯矩重分布特征及其随荷载的变化规律

为了对钢-混凝土连续组合梁进行受弯全过程描述,对3根两跨连续组合梁进行了静力加载试验,研究支座负弯矩区混凝土开裂后组合梁的内力重分布现象,结合试验现象分别确定连续组合梁正负弯矩区弯矩重分布系数随荷载的变化规律,并给出建议计算公式;在此基础上,考虑钢梁与混凝土板之间的相对滑移,采用共轭梁法得到连续组合梁的荷载-挠度和荷载-转角曲线.研究结果表明,连续组合梁弯矩调幅系数随荷载的增加而增加,且在正负弯矩区表现出相同的规律,可以采用弯矩重分布系数的建议计算公式来反映连续组合梁弹性弯矩和混凝土开裂后实际弯矩之间的重分布关系.     

钢筋混凝土框架结构的弹塑性分析

首先完成了地基、基础与上部框架的有限元耦合。在考虑联合作用的基础上,分析了弯矩调幅系数ζＡ（框架上部调幅系数）、ζＢ（框架下部调幅系数）对框困产生塑性铰的影响,探讨了弯矩调幅系数与框困极限承载力的关系。结果表明,通过调整弯矩调幅系数ζＡ和ζＢ的值,可改变塑性铰的位置及出铰荷载,并可寻求一组最优的ζＡ和ζＢ,使框架的极限荷载相对较高。     

钢-混凝土连续组合梁弯矩调幅系数比较研究

弯矩调幅法作为一种在弹性分析基础上考虑结构内力重分布的简化计算方法,在工程实践中得到了广泛的应用。为此,简述了钢一混凝土连续组合梁三种不同的弯矩调幅系数确定方法,并通过算例比较了不同弯矩调幅系数对组合梁承载力的影响。对组合梁结构优化设计具有参考价值。     

无黏结预应力连续梁次弯矩演化及弯矩调幅

完成4根无黏结预应力混凝土两跨连续梁受力全过程试验,对支座反力及控制截面弯矩重分布程度进行分析.运用非线性阶段的预应力次弯矩定义,将非线性阶段连续梁总弯矩分解成次弯矩和荷载弯矩.研究加载全过程次弯矩和荷载弯矩的演化规律,提出了对初始次弯矩和弹性荷载弯矩分别调幅的无黏结预应力混凝土连续梁弯矩调幅公式.采用已有文献中一组试验梁对所提公式的计算精度进行验证.研究结果表明,无黏结预应力连续梁弯矩重分布的原因可以归结为无黏结筋应力的增长以及连续梁各部分割线刚度比值的改变.承载力极限状态下,次弯矩折减系数随中支座综合配筋指数的增大而增大,荷载弯矩调幅系数随其增大而降低.文中弯矩调幅建议公式较已有公式更接近试验结果,可为设计规范中相关条款的制订提供参考.     

部分充填混凝土窄幅钢箱组合梁抗弯承载力

为了研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区抗弯承载力,完成了3根简支组合梁在负弯矩作用下的弯曲性能试验;分析了影响部分填充混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区结构受力性能的主要因素。通过换算截面原理以及混凝土翼板参与受拉的程度系数m来确定组合梁截面惯性矩与抗弯刚度,推出部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区的弹性抗弯承载力计算公式;基于简化的塑性理论,得到负弯矩区极限抗弯承载力计算方法,并进行计算值和实测值对比分析。总体而言,充填的混凝土限制了受压部位钢箱的结构变形,能够明显提高钢箱组合梁负弯矩区的弹性工作范围和极限承载力,使钢箱组合梁具有更好的工作性能。     

连续组合梁收缩的约束力研究

连续组合梁的混凝土板收缩时将产生较大的弯曲变形。弯曲变形受到钢梁约束产生内部约束力,受到冗余支座约束产生外部约束力。至今对连续组合梁收缩的内部和外部超静定相互耦合的解析分析存在不足。该文对内部超静定引入重分布系数,同时考虑徐变和钢梁约束对柔度系数的修正。按照外部约束力为时间增函数的变荷载特性,进行组合截面应变的增量分析。以钢梁约束弯矩为解耦未知量,基于改进迪辛格法推导重分布系数和钢梁约束弯矩的近似计算公式,结果与微分方程组的精确解吻合。给出了两跨连续组合梁支点次反力和次弯矩的解析式。对收缩徐变的处理方法适用于多跨连续梁。徐变对连续组合梁收缩的次内力有缓解作用,按照常荷载折减系数约为0.625,按照变荷载约0.77。钢梁高度增加将显著加大连续组合梁收缩的外部约束力。     

后结合预应力组合梁负弯矩区混凝土开裂性能试验

为了研究后结合预应力技术改善混凝土桥面板组合梁在负弯矩作用下的受力性能,特别是混凝土的开裂性能,设计制作了2根组合梁(一根是常规混凝土桥面板组合梁,另一根是后结合预应力混凝土桥面板组合梁),进行了2根组合梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.试验结果表明:后结合预应力混凝土板连续组合梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.87倍和5.38倍,说明采用后结合预应力混凝土桥面板能够大大提高组合梁负弯矩区混凝土的抗裂性能.     

预制预应力混凝土板组合梁受力性能试验研究

针对钢与混凝土连续组合梁负弯矩混凝土开裂问题提出了预制预应力混凝土板组合梁结构形式.为了对比和分析预制预应力混凝土板连续组合梁与常规连续组合梁力学性能的异同,进行了2根连续组合箱梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.由试验测试结果可得预制预应力混凝土板连续组合箱梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.16倍和2.61倍.通过计算分析得到在相同预应力情况下的预制预应力混凝土板连续组合梁的开裂弯矩是常规预应力组合梁的1.54倍.     

预应力连续钢-混组合梁抗火性能

为研究预应力连续钢-混组合梁在火灾高温下的耐火性能,以通用有限元程序ABAQUS为平台,提出了模拟预应力连续钢-混组合梁火灾高温下非线性全过程受力行为的有限元模型。通过分析组合梁跨中挠度、拉索张力以及跨中与中间支座处弯矩随温度变化的规律,研究了荷载比、预应力比、拉索相对截面面积、跨高比4个参数对预应力连续钢-混组合梁抗火性能的影响。结果表明:荷载比对预应力连续钢-混组合梁的抗火性能有负面影响,荷载比越大,升温初期阶段拉索张力随温度升高而降低的速率越慢,且临界温度越低,达到临界状态时的挠度也越小,预应力比的影响主要在火灾升温的初始阶段,在这一阶段,预应力比越大,挠度增长越慢;随着温度进一步升高,不同预应力比条件下挠度-温度曲线接近重合;具有不同拉索截面面积的预应力连续组合梁,其跨中弯矩随着温度升高先降低,在150℃时达到最低值,之后随着温度升高弯矩不断增大;中间支座处负弯矩升温初期先增大,达到峰值后,随温度升高而逐渐降低;临界状态下预应力连续钢-混组合梁中间支座弯矩逐渐减小;具有不同跨高比的预应力连续钢-混组合梁,在荷载比相同时,其临界温度相差较小,挠度值接近;对于跨高比大于10的预应力连续钢-混组合梁,可以忽略跨高比对其抗火性能的影响。     

窄幅钢箱连续组合梁受力性能有限元分析

为了解决钢-混凝土组合梁负弯矩区开裂以及钢箱受压屈曲问题，提出采用窄幅钢箱连续组合梁对钢-混凝土组合梁进行优化，并在窄幅钢箱连续组合梁桥面翼板的负弯矩区采用超高性能混凝土材料部分替代强度等级为C40的混凝土，形成超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁，进一步优化窄幅钢箱连续组合梁受力性能；采用有限元分析软件ABAQUS建立超高性能混凝土-窄幅钢箱连续组合梁有限元模型，在验证模型适用性的基础上，分析窄幅钢箱连续组合梁的受弯过程，并对窄幅钢箱连续组合梁翼板、钢筋、钢箱云图进行对比。结果表明：窄幅钢箱连续组合梁中混凝土的充填跨度对窄幅钢箱连续组合梁刚度存在一定的影响，超高性能混凝土材料显著改善了翼板的抗裂性能，翼板受拉区损伤面积减小95%以上；当采用超高性能混凝土材料完全替代普通混凝土材料时，窄幅钢箱连续组合梁的刚度、开裂荷载、极限荷载等性能得到较大改善。     

无粘结预应力筋的极限应力

基于等效变形区长度提出了极限状态下混凝土梁跨中挠度的简化计算方法,继而根据梁的跨中挠度推导了体内和体外无粘结预应力筋极限应力增量的通用计算公式.以受力钢筋的配筋率、预应力筋布置形式、预应力度、跨高比、荷载形式等为参数,对无粘结预应力混凝土梁的受力性能进行了参数分析,依据分析结果,提出了以综合配筋指标和预应力度为参数的等效变形区长度的计算公式.结果表明 :所提出的无粘结预应力筋极限应力增量的计算方法及公式具有较好的适用性;多种荷载形式作用时的等效变形区长度,可取为各种荷载单独作用时等效变形区长度的加权平均值,权值为各类荷载产生的跨中弯矩.     

Analyses on the Tied-Arch Action of Loaded Reinforced-Concrete Beams with Corroded Steel Reinforcement

The tied-arch action was analyzed by considering 27 reinforced-concrete beams without web reinforcements that were dismantled from a wide range of deteriorated coastal and marine structures and with varying degrees of reinforcement corrosion. Under 2-point loading and changing shear span ratio, changes in loading capacity for beams of the same corrosion degree were studied. Formulas relating ultimate moment of reinforcements with the same corrosion level at increasing aid ratio were then developed. Load-carrying capacity profile for beams with reinforcement corrosion of 1% and the same cross section was described. The minimum ultimate moment occurs at aid = 2.5 and at 52% of the full flexural moment, suggesting that the difference in ultimate moment between theoretical and experimental results at the minimum point equals 11%. The results show that the developed theoretical relations compared well with experimental values.     

混杂纤维增强木梁强度的弹塑性分析方法

为更准确地分析混杂纤维增强复合材料（HYbrid FiberReinforced Polymer,HFRP）增强木梁的强度,选用双折线弹塑性木材本构关系,建立增强木梁的极限承载力计算模型。根据本模型可得到增强梁的中和轴高度、极限弯矩和极限承载力。选用已发表文献的数据作为模型输入得到的计算值与实验的实测值基本符合,差异在．13％～5％之间。     

带槽叠合梁极限承载力分析研究

以带槽混凝土叠合梁为研究对象,对其极限承载力进行了力学分析.研究表明:带槽叠合梁极限承载力与一般平板式叠合梁极限承载力计算方法类似,计算时应按照截面面积和惯性矩相等的原则进行截面转化,将截面转化为两端为倒T形,跨中为工字型的梁截面,便于设计计算.     

考虑滑移效应的薄壁型钢-混凝土组合梁抗弯承载能力分析

分析滑移对冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁抗弯性能的影响通过对组合梁进行理论分析和ANSYS分析,建立考虑滑移效应的弹性和极限抗弯强度计算公式,计算简支冷弯薄壁U型钢-混凝土组合梁抗弯承载力理论计算值与试验结果对比表明,考虑滑移效应的弹性弯矩计算值和极限弯矩计算值与试验值吻合较好,滑移对组合梁弹性抗弯强度的降低不能忽略;考虑强度极限状态时,钢梁部分截面进入应力强化阶段的有利影响,滑移对极限抗弯强度的影响可以忽略不计.     

HPFL加固RC梁在不同高温下的极限荷载试验研究

为研究HPFL(High-performance ferrocement laminate)加固RC梁的极限荷载与温度变化之间的关系,对4根三面U形加固(在梁的受拉面和侧面进行加固)RC梁通过自行研制的高温试验炉在常温(20℃),400℃,600℃和800℃温度条件下分别进行恒温加载试验,研究了使用这种技术加固的RC梁的极限荷载与温度之间的关系,并比较了它们的挠度和破坏形式.通过与常温下的对比梁相比,HPFL加固的RC梁的极限荷载随着温度的增加而减小,加固梁破坏时的挠度随着温度增加而增大,且推导出了HPFL加固RC梁的极限荷载与温度之间的关系.     

内嵌CFRP板条加固超载损伤钢筋混凝土梁试验研究

为研究超载情况下内嵌CFRP板条加固损伤混凝土梁的抗弯性能,进行了5根钢筋混凝土梁的抗弯试验,模拟了超载损伤状态,研究了加固梁的破坏形态、承载能力和刚度,分析了超载重复次数和超载幅值对加固梁抗弯性能的影响.试验结果表明:内嵌CFRP板条加固损伤混凝土梁可以提高梁的承载能力,提高幅度在16%~27%.超载重复次数和超载幅值影响加固梁的屈服荷载、极限荷载和刚度,屈服荷载和极限荷载随着超载重复次数和超载幅值增加而降低,刚度随超载重复次数的增加而减小.建立了承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.     

内嵌CFRP板条加固损伤预应力混凝土梁抗弯性能

为研究超载状态下内嵌CFRP板条加固损伤预应力钢筋混凝土梁的抗弯性能,对6根预应力钢筋混凝土梁进行了抗弯试验.研究了损伤加固梁的破坏形态、加固梁的承载能力和刚度,探讨了超载重复次数、超载幅值和负载加固对梁抗弯性能的影响.试验结果表明:与未加固梁相比,加固后梁的承载能力和抗弯刚度显著提高,极限承载力提高幅度在7%~15%之间;超载重复次数、超载幅值和负载加固对加固梁的极限承载力影响较小;超载幅值和负载加固影响加固梁的刚度;建立的承载力计算公式合理,与试验结果相符.     

无粘结部分预应力混凝土梁极限状态可靠度分析

通过分析影响无粘结部分预应力混凝土梁极限状态性能的主要因素，采用已收集到的１０６根梁的试验数据，并充分考虑各参数的不定性，对无粘结部分预应力混凝土梁的极限强度进行了可靠度分析，给出了计算无粘结筋极限应力增量与梁的极限强度设计建议公式。