高效预应力混凝土框架的试验研究

通过２榀预应力混凝土叠合框架１：３比例的模型试验，了解了叠合梁框架在竖向荷载作用下的受力性能。讨论了叠合梁截面应变分布特点，并分析了梁的配筋率这一主要参数对框架极限承载力和破坏形态的影响。     

活性粉末混凝土与普通混凝土叠合T梁静载抗弯性能研究

通过12片T形活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)叠合梁试件和1片NC整浇梁试件的静载试验,研究RPC受拉区高度、NC强度等级、受拉纵筋配筋率对组合梁抗弯静载力学性能的影响.结果表明:随RPC受拉区高度增加,叠合梁的受弯开裂形态从接合面处NC先裂转变为梁底RPC先裂,且开裂荷载增加,但最终受弯破坏形态与整浇梁一致;叠合梁抗弯承载力随纵筋配筋率的提高而增大;提高NC强度等级对叠合梁抗弯承载力有一定提高作用.提出叠合梁开裂弯矩的计算方法,计算结果与试验吻合良好.使用有限元软件OpenSEES对RPC-NC叠合梁正截面抗弯破坏全过程进行分析,并基于扩展有限元理论(XFEM)对OpenSEES进行二次开发,分析叠合梁受弯开裂裂纹扩展全过程,分析结果与试验吻合良好,为进一步分析RPC-NC叠合梁开裂行为提供了理论应用基础.     

预应力混凝土叠合梁的抗裂度计算

对叠合梁开裂前的应力应变关系进行分析．根据叠合梁受弯开裂的应力条件，推导出叠合梁的开裂弯矩计算公式，并将计算结果与试验结果进行比较，最后提出设计方法、建议及算例     

大跨度梁设计参数优选

为了减少大跨度梁高取值设计的计算工作量，使一次设计的梁高就能满足要求，通过对决定梁高的４个因素；满足挠度要求、最大配筋率，最小配筋率和梁断面的经济取值分析，推导出确定大跨度梁度梁高的最小取值计算公式，其结论在已完成的实际工程设计中得到了验证。     

混凝土简支叠合梁的跨中内力和配筋计算方法

叠合梁的配筋计算方法是叠合结构计算中最为重要而又尚未很好解决的一个问题．本文研究了无施工支撑混凝土简支叠合梁跨中受力区别于整体梁的各种特性，分析了形成这些特性的本质原因．研究结果表明，叠合前后受力的梁的两部分截面高度不一致导致了叠合梁与相应整体梁受力性能的差异；而叠合后受力过程中的截面塑性应力重分布及相应的弯矩转移则起着缓解、缩小这一差异的作用．文中提出的内力及配筋计算方法反映了叠合梁的这些特性，而且计算简便，计算结果比较合理．     

无粘结部分预应力高强混凝土梁延性试验研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁，研究了影响其延性的主要因素：非预应力筋配筋率、预应力筋配筋率、跨高比和荷载作用方式。试验结果表明， 随着受拉区非预应力筋配筋率和预应力筋配筋率的增大，梁的延性逐渐减小；随着受压区非预应力筋配筋率的增大，梁的延性逐渐增大。荷载作用方式对梁的延性有一定影响，跨高比对延性的影响有待进一步研究。依据试验结果建立了位移延性比与综合配筋指标的关系式。     

钢筋混凝土叠合梁抗剪承载力灰色关联分析

应用灰色系统理论，对钢筋混凝土叠合梁抗剪承载力及其关联因子剪跨比 λ、预制梁混凝土强度等级ｆｃｕ１、叠合层混凝土强度等级ｆｃｕ２ 、叠合特征参数αｈ ＝ ｈ１／ｈ、叠合特征参数α Ｍ ＝ Ｍ１ ／［ Ｍ１］进行关联度分析。分析结果表明，对叠合梁抗剪承载力影响最大的因子是预制梁混凝土强度等级ｆｃｕ１ ，其次是叠合层混凝土强度等级ｆｃｕ２ 、叠合特征参数 αｈ 和叠合特征参数α Ｍ ，影响最小的因子是剪跨比 λ     

RPC叠合梁受弯性能试验研究

为研究RPC叠合梁的受弯性能,对叠合简支梁进行抗弯承载力试验,分析了叠合梁的破坏特征、受力性能及承载力。结果表明:叠合梁与整浇梁均发生适筋破坏,叠合梁的延性较整浇梁有所降低,随着预制高度的降低延性系数也减小,表明叠合梁预制高度对延性有一定影响;由于存在"应力超前"现象和受截面有效高度比的影响,叠合梁在荷载作用下产生的受拉钢筋应力、跨中挠度和最大裂缝宽度等都显著大于整浇梁的相应值,并均具有相似的变化趋势;叠合梁的开裂荷载、正常使用极限荷载和极限荷载主要受截面有效高度比影响,且均随截面有效高度比的增大而增大。通过对试验叠合梁跨中挠度分析,提出RPC叠合梁挠度计算建议式,为同类研究提供参考。     

混凝土叠合梁跨中截面的内力转移性能

研究了二次受力混凝土叠合梁跨中截面的内力转移性能，提出了截面内力转移系数α的计算方法，较好地解释了叠合梁与整体梁的受力过程不同而受力结果基本相同的机理．     

弯曲荷载作用下PP-ECC梁裂缝发展规律试验研究

本文通过四点弯曲试验,研究PP-ECC梁在弯曲荷载作用下的裂缝发展规律,并与RC梁进行对比.研究结果表明:新裂缝的产生几乎贯穿了PP-ECC梁的整个加载阶段,并且在极限阶段呈现出多条主裂缝共同发展的破坏状态,同时,裂缝的发展模式以及发展形态也更为多元化.而RC梁表面不再有新裂缝产生,在加载后期则会出现单条较为明显的主裂缝;相同配筋率下,PP-ECC梁破坏时产生的裂缝数量远高于RC梁,裂缝数量增长率分别为420%和780%,并且随着配筋率的提高,RC梁与PP-ECC梁受拉区产生的裂缝数量逐渐减小;RC梁受拉区底部裂缝的延伸率达到了100%,而PP-ECC梁底部受拉区裂缝的延伸率则随着配筋率的提高而逐渐提高,平均延伸率为66.83%,远低于RC梁,较低的裂缝延伸率说明了PP-ECC梁具备比RC梁更好的受拉区裂缝控制能力.PP-ECC梁的最大裂缝宽度远小于RC梁,其最大裂缝宽度分别为RC梁试件的35.3%和38.5%,主裂缝的宽度随着加载级别的提升而呈现出近线性发展规律,PP-ECC梁的主裂缝的发展更为均匀稳定,并且随着配筋率的提高,RC梁与PPECC梁的最大裂缝宽度不断增大;PP-ECC梁裂缝最大延伸高度小于相同配筋率下RC梁的裂缝最大延伸高度,同时,加载过程中,PP-ECC梁的主裂缝宽度和裂缝数量发展以及主裂缝延伸高度和开裂宽度发展均体现出较高的一致性和同步性.     

预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固持荷RC梁数值分析及承载力计算

建立预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固钢筋混凝土(RC)梁的有限元模型(FEM),并利用已有的试验数据验证模型的准确性.基于有限元模型,进行不同持荷比下加固梁的力学性能研究.结果表明:建立的有限元模型可较好地解决持荷条件下钢丝绳-聚合物砂浆面层与RC梁之间单元不协调变形等问题;随着持荷比的提高,加固梁的极限承载力提高幅度逐渐减小;当预加载低于未加固梁极限承载力的20%时,混凝土损伤较小,不考虑预加载的影响;当预加载高于未加固梁极限承载力的20%时,需考虑加固材料滞后应变对加固试件极限承载力的影响.基于平截面假定和钢丝绳滞后应变,提出抗弯加固持荷RC梁的极限承载力计算公式,其计算结果与数值分析结果吻合良好.     

钢-混凝土叠合板组合梁抗震性能的试验研究

为研究钢—混凝土叠合板组合梁在低周反复荷载作用下的变形和耗能性能,完成了６根钢—混凝土叠合板组合梁在低周反复荷载作用下的试验。对试验结果进行了讨论和分析。试验研究结果表明,钢—混凝土叠合板组合梁具有良好的整体性能及抗震性能,文中给出了组合梁的变形延性指标、刚度折减系数等计算公式,结果对于钢—混凝土叠合板组合梁的抗震设计具有较好的参考价值。     

钢-混凝土组合梁负弯矩区板裂缝的研究

对四根反向加载钢—混凝土简支组合梁和两根两跨连续钢—混凝土组合梁进行了试验研究，对组合梁负弯矩区的工作性能进行了探讨。结果表明，配筋率、力比及栓钉连接件间距是影响负弯矩区混凝土板裂缝宽度的主要因素。在试验研究的基础上建立了钢—混凝土组合梁负弯矩区平均裂缝间距和裂缝宽度计算公式。根据文中建议公式所得到的计算结果与实测值吻合较好。研究成果已应用于工程设计     

部分充填式钢箱-混凝土组合梁的负弯矩区裂缝宽度

对4根反向加载的部分充填式钢箱-混凝土组合梁进行单调受弯试验,并对影响组合梁负弯矩区裂缝的因素进行分析.根据试验与理论分析,完善考虑混凝土收缩应力的部分充填式钢箱-混凝土组合梁负弯矩区开裂弯矩计算方法.对负弯矩区不同力比的组合梁裂缝宽度试验观测值与各文献计算值进行对比.结果表明:力比是影响组合梁裂缝发展的主要因素,栓钉的布置和钢梁内充填的混凝土对裂缝的发展也有影响.     

钢-混凝土组合梁纵向抗剪非线性分析

在钢-混凝土组合梁中,栓钉传递的剪力作用在混凝土板上,当横向钢筋配筋率低于一定值时,混凝土板会发生纵向剪切破坏,从而会导致组合梁的极限承载力降低,不能充分发挥组合梁的优势.采用了ANSYS软件对组合梁进行了非线性有限元分析,并结合试验结果探讨了横向钢筋对组合梁极限受弯承载力的影响,同时对组合梁的挠度及滑移进行了分析.计算结果表明,为保证组合梁混凝土板不发生纵向抗剪破坏,横向钢筋配筋率应不小于0.6%,利用给出的模型可反映出栓钉对混凝土板的作用.     

部分填充砼窄幅钢箱组合梁非线性有限元分析

为研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁力学性能,考虑组合梁剪力连接件剪切滑移的非线性、材料非线性、几何非线性等因素,建立了非线性有限元模型分析部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区全过程的受力性能。用有限元法计算得到了试验梁荷载-挠度曲线、纵向钢筋的荷载-应变曲线和承载能力等结果。通过与试验结果进行比较,有限元分析计算值与试验实测值吻合较好,验证了有限元模型分析的有效性。利用有限元模型对组合梁进行了参数分析,研究结果表明,增大翼板配筋率和钢箱底板厚度对提高组合梁极限承载能力和开裂后刚度作用显著,对提高组合抗裂能力作用不明显;充填混凝土对提高组合梁极限承载能力作用明显,充填高度达到钢箱高度一半后对承载能力提高的效率降低;钢箱顶板厚度达到10mm后,继续增大对组合梁承载能力提高影响不明显。     

部分充填砼钢箱连续组合梁抗裂性能分析

针对部分充填砼钢箱连续组合梁裂缝控制问题,开展超高性能混凝土(UHPC)翼板-部分充填砼钢箱连续组合梁抗裂性能研究,探讨该组合梁裂缝控制的新途径.通过3根部分充填砼钢箱连续组合梁试验,得到挠度、滑移和裂缝的开展特征.基于ABAQUS软件建立部分充填砼钢箱连续组合梁有限元分析模型,分析UHPC翼板部分充填砼钢箱连续组合梁关键参数对受力性能的影响.结果表明:负弯矩区采用UHPC翼板能显著提高组合梁抗裂性能;当负弯矩区UHPC翼板长为0.3倍跨径、厚度为1/3翼板总厚时,能满足裂缝控制要求且经济合理;与普通混凝土相比,高应变强化UHPC初裂荷载提升2.3倍,可视开裂荷载提升7.6倍.     

部分充填混凝土-钢箱连续组合梁裂缝特征

对5根部分充填混凝土-钢箱连续组合梁进行静力加载试验,研究组合梁在负弯矩作用下的混凝土面板的裂缝开裂和发展特征.根据试验结果与理论分析,综合考虑力比、栓钉间距对部分充填混凝土-钢箱连续组合梁裂缝特征的影响,对比负弯矩区裂缝宽度试验值与各文献计算值.结果表明:力比对裂缝最大宽度的影响较大,栓钉可引起次生裂缝的产生,故应将力比及栓钉连接件的间距作为部分充填混凝土-钢箱组合梁中支座区最大裂缝宽度计算的重要参数.     

钢-高强混凝土组合梁栓钉剪力连接件的设计计算

近年来,钢 混凝土组合结构和高强混凝土结构在中国发展很快。通过栓钉剪力连接件将钢梁和高强混凝土有机地结合,形成钢 高强混凝土组合梁在桥梁和建筑结构领域具有广阔的应用前景。为了探讨钢 高强混凝土组合梁中栓钉剪力连接件的性能,为钢 高强混凝土组合梁的剪力连接件的设计提供依据,通过钢 高强混凝土组合梁试验和推出试验,对栓钉剪力连接件在高强混凝土组合梁中的性能进行了研究。通过试验研究,对钢 高强混凝土组合梁中栓钉剪力连接件承载力的计算提出了建议。它对钢 高强混凝土组合梁设计具有实用参考价值。     

砖墙基础托换的钢梁-砖砌体Timoshenko组合梁模型分析

将钢夹梁和钢梁间的砖砌体等效为组合梁, 基于Timoshenko 弹性梁理论, 建立了钢梁-砖砌体组合梁弯曲变形的控制方程, 给出了钢梁-砖砌体组合梁弯曲变形的解析解. 在此基础上, 考虑砖砌体墙的拱效应, 研究了砖砌体墙的基础托换问题, 得到了不同型号工字钢夹梁的钢梁-砖砌体组合梁最大挠度和最大应力, 以及基础单段托换的最大长度. 研究结果表明: 钢梁-砖砌体组合梁挠度和应力随着工字钢型号编号的增加而减小, 但钢梁承担的荷载以及锚栓承担的压力不变. 同时, Timoshenko模型的组合梁挠度大于Euler模型的组合梁挠度, 但两种模型的应力及紧箍压力相同. 因此, Euler 组合梁模型可用于基础托换设计中的强度分析, 而刚度分析建议采用Timoshenko 组合梁模型.