弯剪扭共同作用下预应力混凝土箱梁抗扭极限强度的理论计算方法

根据预应力混凝土箱梁在弯剪扭共同作用下的抗扭特性,以修正斜压场理论和薄壁管理论为基础,提出了适用于弯剪扭共同作用下预应力混凝土箱梁的抗扭极限强度计算的理论模型．所建立的计算公式不仅理论基础强、简洁易行,而且与所验证的２４根模型构件的试验结果符合良好．     

大直径高强预应力筋混凝土梁承载能力数值分析

目的研究大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能,进一步扩展大直径高强预应力筋在实际工程中的应用范围.方法以直径为17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力筋,普通钢筋作为非预应力筋,设计制作了6根大直径高强钢绞线预应力混凝土简支梁.试验梁进行三分点加载试验,基于相关试验数据和数值分析方法,对大直径高强钢绞线预应力混凝土梁进行受弯承载力非线性研究,探讨预应力筋配筋率、非预应力配筋率、预应力筋强度指标和混凝土强度等级等参数对模拟梁构件承载力影响规律.结果预应力筋配筋率的提高即能够明显改善预应力混凝土梁构件变形性能,又能提高梁构件承载能力;混凝土强度等级与非预应力配筋率是影响梁构件受弯承载力的重要因素.结论通过对大直径高强预应力筋混凝土梁构件的参数分析,为工程实践提供依据的同时,也为其更广泛的技术应用提供设计参考.     

预应力筋应力腐蚀后预应力混凝土梁受力性能研究

为研究预应力筋应力腐蚀对预应力混凝土梁承载力和耐久性的影响,设计制作了7根用人工坑蚀模拟预应力筋受应力腐蚀的预应力混凝土梁,进行静力受力性能试验。试验结果表明:预应力筋坑蚀后的预应力混凝土梁的开裂荷载、极限荷载低于普通预应力混凝土梁,并随坑蚀深度的增大而下降;增大预应力度可提高应力腐蚀预应力筋混凝土梁的开裂荷载;增大非预应力钢筋的配筋率可提高预应力混凝土梁的开裂荷载、极限荷载;随着坑蚀的增大,构件抗弯刚度迅速下降;提高预应力度可减缓构件抗弯刚度的下降,而增大非预应力钢筋的配筋率对抗弯刚度的影响则较小。根据该文预应力筋坑蚀后的预应力混凝土梁极限承载力计算公式得到的理论值与实测值相吻合,可供工程实践参考。     

体外预应力FRP筋加固混凝土单向板受弯性能及承载力计算方法

以FRP筋张拉应力和加固量为试验参数,制作了6块混凝土单向板,包括1块对比板和5块体外预应力玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋加固混凝土单向板,分析了体外预应力筋对混凝土单向板受力性能的影响.结果表明,体外预应力FRP筋对混凝土单向板开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均有明显的提高.结合本文和已有文献的试验结果,分析了张拉控制应力、FRP筋加固量和加固长度、FRP筋有效高度对混凝土受弯构件性能的影响,提出了体外预应力FRP筋加固混凝土受弯构件承载力计算方法.该方法适用于体外预应力FRP筋加固混凝土梁和单向板受弯构件承载力的计算.     

部分预应力混凝土受弯构件开裂截面应力计算

在分析预应力混凝土受弯构件截面应变分布规律的基础上,给出了预应力钢筋与相邻混凝土的应变差(若钢筋与混凝土之间黏结可靠,这一应变差被始终保持不变),据此建立了预应力混凝土受弯构件开裂截面的应力计算公式新的推演过程。其过程具有概念清晰、易于理解的特点,所提出的方法对加筋混凝土偏心受压构件具有普遍适应性。     

矩形截面超筋受扭构件的极限扭矩

本文以空间桁架理论建立的计算公式为基础,对影响超筋受扭构件抗扭强度诸因素作了进一步的分析,提出了极限扭矩的实用计算公式。实验和理论分析表明:构件的配筋率及截面尺寸是影响超筋受扭构件抗扭强度不可忽视的因素,本文提出的实用计算公式考虑了这些因素的影响。     

采用竖向预应力钢筋时梁的抗剪承载力计算的探讨

竖向预应力钢筋已在大跨度桥梁结构中广泛使用,对于采用竖向预应力钢筋时梁的抗剪承载力的计算,进行了试验研究,并与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)中相应公式的计算结果进行了比较。结果表明,规范公式基本可靠,但有待进一步完善。主要表现在:(1)规范计算公式未考虑采用竖向预应力钢筋时箍筋的抗剪能力;(2)规范计算公式未考虑竖向预应力筋工作机理与普通箍筋不同;(3)规范计算公式未表述不同竖向预应力筋设置方式的影响。最后,提出了采用竖向预应力钢筋时梁的抗剪承载力建议计算公式,与试验结果吻合较好。     

钢筋砼L形截面构件受扭承载能力研究

介绍了十根钢筋砼Ｌ形截面构件受扭的试验结果，描述了Ｌ形截面受扭构件的裂缝开展情况和破坏模式，研究了翼缘宽度、腹部和翼缘配筋率、以及翼缘箍筋形式对抗扭性能的影响。根据理论和试验研究，提出了承载力和正常使用允许最大扭矩的计算公式。     

预应力T形截面构件在弯扭组合作用下的试验研究

本文通过五根预应力T形截面构件在弯扭组合作用下的试验,探讨了扭弯比对构件的破坏特征、扭转刚度、弯曲刚度等的影响,分析了预应力的作用,并提出了预应力T形截面构件的弯扭相关曲线。     

钢筋混凝土板式构件抗扭机理分析

钢筋混凝土翼板是钢混凝土组合梁的重要组合部分,对组合梁、特别是开口截面组合梁的抗扭贡献很大。对4块钢筋混凝土板式构件进行了纯扭试验。采用变角软化桁架模型,研究了该类构件抵抗纯扭作用的机理。假设纯扭箱梁壁内的剪力流中心线位于有效壁厚中间,并根据有效壁厚定义纵筋和箍筋的配筋率,会低估板式构件的抗扭承载力。假设剪力流中心线与混凝土斜压杆的压应力合力作用线重合,并重新定义相关的配筋率。计算值与试验值吻合良好。在比较已有方法的基础上,回归得到了板式构件极限扭矩公式。     

部分预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的计算

在分析52根部分预应力混凝土受弯构件的试验资料的基础上,探讨了其裂缝宽度计算的主要参数:平均裂缝间距、裂缝截面处纵向受拉钢筋应力及其不均匀系数和最大裂缝宽度扩大系数等,提出了部分预应力混凝土受弯构件裂缝宽度的计算公式.建议的计算公式物理概念明确,计算简单,计算值与试验结果符合较好.     

单环预应力作用下混凝土压力管道受力分析研究

以弹性地基梁理论为基础,提出了无限长、半无限长和有限长预应力混凝土压力管道在单环预应力作用下的内力理论计算公式,并将计算结果与三维有限元分析结果进行了对比。得到了预应力筋束最大间距的计算方法,以保证压力管道各横断面能够建立相同均匀的预压应力;提出了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制方法,以减小管壁混凝土的轴向次弯矩。研究结果对避免预应力张拉施工阶段在管壁混凝土内表面出现环形裂缝及合理进行预应力筋束布设等具有一定工程应用价值。     

预应力钢纤维混凝土梁纯扭作用下极限扭矩计算方法

根据预应力钢纤维混凝土梁的受力特点,考虑预应力和钢纤维对梁抗扭强度的影响,利用变角度空间桁架模型通过理论推导得出预应力钢纤维混凝土梁在纯扭作用下的极限扭矩计算公式并与已有的试验进行了比较。该公式将预应力和钢纤维的作用等效为纵向和横向钢筋的面积来进行计算,具有概念明确,推导过程清晰,精度较高,与普通混凝土梁的极限扭矩计算公式衔接好等优点,可以方便的应用于结构设计及计算。     

预应力钢骨混凝土受弯构件承载力计算

针对预应力钢骨混凝土结构的试验和理论研究还存在差异的问题,研究了预应力钢骨混凝土受弯构件的受力性能,介绍了现有技术条件下预应力钢骨混凝土构件的施工方法,根据其截面形式和受力特点,分析构件在极限状态下的主要破坏模式及受压区混凝土高度范围.针对不同的破坏模式建立中和轴经过钢骨腹板的预应力钢骨混凝土梁的极限抗弯承载力计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较,两者吻合较好.     

近爆冲击波和破片复合作用下预应力钢筋混凝土空心板梁的损伤效应分析

通过数值分析研究预应力钢筋混凝土空心板梁在近爆冲击波和预制破片复合作用下的损伤情况。通过非线性有限元软件ANSYS/LS_DYNA模拟预应力混凝土板的爆炸试验和炸药驱动预制破片的试验,验证本文所采用的材料本构模型及技术路线的合理性与可靠性,研究爆炸波、破片荷载及二者复合作用下预应力空心板梁的动态响应的差异,同时运用参数化分析方法,研究张拉控制应力、预应力损失水平、混凝土强度、普通钢筋纵筋配筋率及箍筋间距对空心板梁动力响应的影响。研究结果表明:随着张拉控制应力增大,构件的抗爆性能显著增强;在相同张拉控制应力作用下,即使构件有不同水平的应力损失,其抗爆性能也基本相同;提高混凝土强度对构件的抗爆性能的提升作用并不明显;普通钢筋纵筋配筋率的提升在一定范围内可以小幅度提高构件的抗爆性能;随着箍筋间距增加,构件的抗爆性能明显减弱。     

有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪承载力试验研究

为揭示有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪性能,通过11根预应力超高强混凝土梁和4根预应力普通混凝土梁受剪性能试验,对比分析了不同参数对试验梁的破坏形态、荷载-挠度曲线、承载能力和钢筋应变的影响.结果表明:预应力超高强混凝土梁的破坏形态与预应力普通混凝土梁相似,且预应力超高强混凝土梁具有更好的刚度、承载能力和剪切延性.增大剪跨比和箍筋间距均可降低极限承载力,另外,当预应力度大于0.34时,提高预应力度对极限承载力才有积极贡献.建立了有腹筋预应力超高强混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.此外,利用现行规范(GB 50010-2010)计算有腹筋预应力超高强混凝土梁受剪承载力的计算结果离散性较大,计算结果不稳定.     

冻融后预应力混凝土受弯构件最大裂缝宽度研究

试验研究了5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的力学性能. 通过对实验过程的分析及得到的荷载-挠度曲线,研究遭受冻融作用后预应力混凝土受弯构件使用阶段最大裂缝宽度随冻融次数的变化规律,参考规范法,将试验得到的最大裂缝宽度值与理论计算值进行对比,从而建立反映冻融影响的预应力混凝土受弯构件的最大裂缝宽度计算公式,在计算遭受冻融作用后的预应力混凝土受弯构件的最大裂缝宽度时,受力特征系数取1. 8更为合适. 这一结果为我国寒区的预应力混凝土结构的变形验算提供了参考.     

钢筋混凝土T形截面受扭构件翼缘钢筋的作用

根据42根钢筋砼T形截面受扭构件的试验结果,本文分析了翼缘配筋(纵筋和箍筋)对构件抗扭强度的影响,指出翼缘钢筋的作用是构件抗扭能力中的一个重要部分,不可忽略;从延性分析结果,说明翼缘钢筋对增大构件的延性性能有显著的作用。     

波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭性能全过程分析

为获得波形钢腹板混凝土组合箱梁在纯扭矩作用下全过程的扭矩-扭率曲线,基于混凝土开裂前后2个阶段,建立了组合箱梁纯扭性能全过程分析模型.针对混凝土开裂前阶段,考虑截面宽高比和波形钢腹板形状的影响,提出了组合箱梁弹性扭转刚度的修正公式,同时引入普通钢筋和预应力筋的影响,修正了组合箱梁开裂扭矩计算公式.对于混凝土开裂后阶段,针对RASTM T中混凝土已开裂和忽略混凝土拉应力的不合理假定,提出了考虑扭率计算值修正的组合箱梁纯扭转非线性分析方法.然后,利用C++语言编制了组合箱梁纯扭性能全过程分析计算程序.分析结果表明,模型计算值与试验值吻合良好.该模型可准确预测波形钢腹板混凝土组合箱梁纯扭转受力全过程的扭矩-扭率曲线.     

部分预应力混凝土受弯构件延性的试验研究

通过18根无腹筋部分预应力砼单筋梁的试验.研究了部分预应力砼受弯构件的延性,以及相对受压区高度和PPR对延性影响,并提出了一种计算延性系数的方法,该方法同样适用于计算普通钢筋砼和预应力砼构件。根据试验结果,建议部分预应力砼构件考虑地震作用时,其相对受压区高度不大于0.25。