基于摄动法的体外预应力梁基频分析

进行了5根体外预应力全预应力梁的试验,探讨了利用摄动法原理进行体外预应力梁弯曲振动问题的求解.通过理论分析,建立求解体外预应力简支梁的自振频率的微分方程,以普通钢筋砼简支梁的自振频率为基准,利用摄动法原理将其转化为线性方程来求解,简化了计算过程,并将计算结果与有限元分析及试验结果进行了对比分析,结果表明:利用摄动法原理进行体外预应力全预应力梁动力性能的分析是简便可行的.     

体外预应力加固混凝土简支梁的反拱挠度分析

为了在施加预应力阶段准确地计算混凝土梁的反拱挠度,在计算过程中将混凝土梁的抗弯刚度分为有裂缝抗弯刚度和裂缝闭合抗弯刚度.试验采用6根体外预应力加固混凝土简支梁进行研究,先将混凝土梁加载至一定裂缝宽度,再进行体外预应力加固.在试验过程中发现,从张拉预应力初始阶段到张拉预应力结束,由于混凝土梁裂缝的逐渐闭合,混凝土梁的抗弯刚度是逐渐增大的.通过对混凝土梁的截面分析,将混凝土梁的抗弯刚度分为有裂缝抗弯刚度和裂缝闭合抗弯刚度,提出了体外预应力加固混凝土简支梁反拱挠度的计算方法,并用试验结果与计算公式的计算值进行了对比分析,结果表明,计算结果与试验结果吻合较好.     

考虑滑移效应的体外预应力钢-混凝土组合梁自振频率分析

为了研究滑移与体外预应力对钢-混凝土组合简支梁自振频率的影响,提出了适用组合梁自振频率计算的静力折减刚度法和动力刚度修正系数法.以一根跨径为5 m的钢-混凝土组合简支试验梁为研究对象,分别采用静力折减刚度法、动力刚度修正系数法及换算截面法计算梁的自振频率,并将计算值与试验实测值进行对比.结果表明,采用动力刚度修正系数法计算得到的体外预应力组合梁的自振频率更接近于实测值,采用静力折减刚度法和换算截面法计算得到的梁的自振频率与实测值之间存在较大误差.当体外预应力值为100 k N时,换算截面法和静力折减刚度法与实测值的误差分别为19.3%和7.9%,动力刚度修正系数法误差则仅为2.9%.     

体外预应力CFRP筋混凝土梁正截面抗弯试验研究

为研究体外预应力CFRP筋混凝土结构的正截面抗弯特性,研制了CFRP后张预应力筋夹片式锚具,对1片体外CFRP筋直线布置体外预应力混凝土梁和2片体外CFRP筋曲线布置体外预应力混凝土梁进行了正截面抗弯试验研究.试验结果表明:体外预应力CFRP筋混凝土梁受力过程与体外预应力钢筋混凝土梁有较多相似之处;跨中设一转向块的体外预应力CFRP筋混凝土梁的开裂荷载和极限承载力均比不设转向块的体外预应力CFRP筋混凝土梁要大,而跨中极限挠度则比不设转向块的体外预应力CFRP筋混凝土梁要小.在跨中设置转向块,可有效提高体外预应力CFRP筋混凝土梁的极限抗弯承载能力.按所推导的体外预应力CFRP筋混凝土梁的极限抗弯承载力理论公式,计算值与试验实测值吻合良好.     

体外预应力对波形钢腹板箱梁自振频率的影响分析

为了研究体外预应力对波形钢腹板箱梁动力特性的影响,推导了波形钢腹板箱梁在体外预应力作用下的自振频率计算公式.以5.2 m缩尺波形钢腹板试验梁为对象,利用有限元软件ANSYS建立了预应力波形钢腹板箱梁的模型,对其进行了模态分析.通过对试验梁模态试验的自振频率测试数据与理论计算值以及有限元分析数据进行对比,证明了理论公式推导的正确性,论证了有限元模型的适用性.采用理论计算和有限元数值计算相结合的方法,研究了体外预应力钢束拉力、锚固位置以及截面积对波形钢腹板自振频率的影响.研究结果表明:三者对波形钢腹板箱梁自振频率的影响均较小,在实际工程中可以忽略体外预应力对波形钢腹板箱梁动力特性的影响.     

体外预应力混凝土简支梁固有频率研究

为研究预应力与固有频率间的关系和影响固有频率变化的因素,对3根体外预应力混凝土简支梁分级施加预应力并进行动力测试,然后使用MATLAB软件根据试验数据拟合刚度公式,并将计算结果与试验值进行对比分析,结果表明:预应力梁的自振频率受支座约束形式和体外预应力筋偏心距与布置形式的影响大于预应力自身对频率的影响,预应力效应是多种因素共同作用的结果,固有频率总体上随预应力的增加而增大;经过刚度修正后的公式能较好的反映自振频率随预应力的变化趋势,一阶频率的计算值与试验值符合得很好;二阶频率的计算值和试验值误差较大,有待进一步研究;三阶频率易受其他因素影响而失真,缺乏研究的价值。     

预应力梁固有频率的试验研究

进行了5根预应力梁的动力试验,结果表明:预应力梁的固有频率随预应力的增加而增加,这与经典的轴力作用下各向同性材料梁的理论分析结果完全相反.为此,将预应力梁视为各向同性材料梁,采用IstOpt软件对试验数据进行拟合,得到梁频率计算时的刚度修正公式,并将频率计算结果与试验结果及相关文献上的三个修正公式的计算结果进行了对比分析,结果表明:提出的计算公式用于梁的一阶频率计算时,计算值与实测值误差较小,而且能较好地反映频率随预应力的变化趋势,比已有的修正公式更适用;计算梁的二阶频率时误差稍大,也具有一定的适用性;进行梁的三阶及以上频率的计算时存在较大误差,有待进一步的研究.     

体外预应力FRP筋混凝土梁承载力计算

纤维增强塑料(FRP)作为一种新型高性能的结构材料,具有轻质、高强和抗腐蚀等特点,在土木工程中是一种具有发展前景的新型预应力筋用材。采用应变折减的方法推导了体外预应力FRP筋混凝土梁承载力的计算方法,并将计算结果与试验数据进行了对比。研究结果表明本文推导的计算方法可以作为体外预应力FRP筋混凝土梁承载力的计算公式。     

体外预应力混凝土简支梁的非线性数值分析

采用合理的基本假定,以分层法建立截面内力平衡方程,并推导了考虑摩擦平衡的体外预应力筋应力增量的计算方法。以此理论为基础编制了体外预应力混凝土梁非线性全过程受力分析程序,并用此程序对一些试验梁进行分析。结果表明,计算结果和实测结果吻合良好,该程序能够对体外预应力混凝土梁进行较精确的非线性全过程受力分析。     

HSLWAC梁收缩和徐变预应力损失试验

对5根高强轻骨料混凝土梁、1根低强轻骨料混凝土梁和1根普通混凝土梁进行了持续1年的预应力损失试验,并进行了与普通混凝土对比的收缩和徐变材性试验.试验结果表明,相同强度的轻骨料混凝土的早期收缩小于普通混凝土,后期收缩大于普通混凝土;相同强度的轻骨料混凝土徐变系数小于普通混凝土;轻骨料混凝土梁的预应力损失比普通混凝土梁的预应力损失大.结合编制的混凝土结构时随性能分析程序,基于材料收缩徐变试验进行分析,计算结果与试验结果吻合较好.采用多种规范方法对所做试验和文献的预应力损失进行了分析对比,建议了高强轻骨料混凝土梁预应力损失计算公式.     

有粘结预应力加固简支梁动力刚度试验研究

基于有粘结预应力加固简支梁动力特性试验,提出了动力刚度加固概念,并根据试验结果推导了加固梁固有频率计算公式。利用大型有限元分析软件ANSYS进行了验证分析,结果表明计算公式具有较好的工程实用性,可为有粘结预应力加固设计提供一定参考。     

考虑滑移效应的空间预应力混凝土组合式模型

提出一种考虑滑移效应的空间预应力混凝土组合式模型,通过预应力钢筋和混凝土交点处的虚拟节点,将模拟两者交界面的黏结单元嵌入滑移模型.基于位移有限元框架,由虚功原理推导滑移模型的有限元平衡方程,并编制计算程序.该模型允许预应力钢筋以任意形式穿过混凝土单元,网格划分灵活,虚拟节点的自由度在平衡方程的集成过程中得到约减.通过预应力混凝土矩形截面简支梁算例,滑移模型在材料弹性阶段计算结果的正确性得以验证,可作为预应力混凝土空间非线性有限元程序开发的基础.     

体外预应力混凝土简支梁全过程分析

该文在分析体外预应力钢筋与混凝土主梁变形的基础上，通过截面内力平衡方程和变形协调关系，对体外预应力混凝土梁进行了从加载到破坏的全过程分析，得到了极限状态下体外筋的极限应力和混凝土梁的极限抗弯强度。利用该文介绍的计算方法，可以考虑不同的荷载形式、不同的截面形式及不同的普通钢筋用量等因素对主梁极限状态的影响，并能得到中间过程及破坏阶段混凝土、普通钢筋、预应力钢筋的应变和应力。通过该文理论得到的计算结果得到了试验的验证。     

大偏心体外预应力节段梁的非线性分析

预应力梁的体外筋等效为其作用在梁上的等效荷载,并由荷载作用前后锚具和转向座的不同位移计算出体外筋的变形和力,进而对体外预应力梁进行非线性分析．基于此通用方法,文中用3种方法分析大偏心体外预应力节段梁．(1)假设节段梁为通长的现浇梁,忽略节段单元内的普通钢筋,只考虑通长的预应力筋．(2)假设节段梁为通长的现浇梁,同时假设普通钢筋也是通长的．(3)在节缝处加设一个节缝单元,其长度与钢筋的最小锚固长度有关．在节缝单元中,只考虑穿过其中的预应力筋;而对于节段单元,还考虑其中的普通配筋．试验和理论计算表明,大偏心体外预应力现浇梁和节段梁的受力性能相近,且主要取决于体外筋．可用方法(1)分析大偏心体外预应力节段梁．     

简支梁桥体外预应力筋受活载作用的应力变化

利用研发的体外预应力混凝土桥梁结构弹性阶段非线性分析专用程序 ,对几种典型跨径体外预应力混凝土简支梁桥的体外预应力钢束在汽车活载作用下的应力变化进行分析 ,研究了结构跨高比、体外预应力钢束与结构的粘结关系、转向块间距等参数对计算结果的影响 .同时也与相同条件下的传统体内预应力结构的预应力钢束的应力变化幅度进行比较 .这项研究是体外预应力钢束体系疲劳评价研究的一部分     

先简支后结构连续T梁主梁间不均匀收缩效应分析

预应力混凝土先简支后结构连续T梁桥在T梁预制、存放、架设安装及后期梁体更换过程中,各主梁间易因龄期差而在梁内产生次内力。为计算T梁桥各主梁间因龄期差产生的不均匀收缩效应,通过合理选择收缩预测模型、理论推导及有限元计算,对该效应进行了分析。结果表明,各主梁间不均匀收缩效应对结构影响较大,效应值可达梁内预应力效应22%及以上,应在结构设计及施工过程中加以控制,减小该效应对结构的不利影响。     

装配式混凝土简支斜梁桥基频实用计算公式

以一座典型装配式混凝土简支梁桥为工程背景,采用数值分析方法开展斜交角、跨径、桥面宽度和横向扭转刚度对斜梁桥基频的影响分析.结果表明:随着斜交角增长,桥梁前三阶竖向振型对应频率增大;随斜梁桥跨径增大,结构整体竖向刚度降低,基频明显减小,减小速率趋缓;受斜梁桥弯扭耦合力学特征影响,基频随截面抗扭刚度增加显著提高.依据各关键参数对斜梁桥基频的影响分析结果,在现行规范桥梁基频估算公式的基础上,提出考虑截面抗扭刚度和斜交角的混凝土简支斜梁桥基频估算改进公式.通过多座实桥试验数据验证改进公式的精度和适用性.     

预应力对预应力简支梁自振频率的影响

建立了有粘结预应力简支梁振动特性的理论分析模型,并研究了预应力大小对不同布索形式的预应力简支梁自振频率的影响;应用有限元分析软件ANSYS对三种布索形式的预应力简支梁进行了模态分析,验证了理论分析的正确性与适用性;理论分析模型和有限元模型分别从理论和数值上证明了预应力大小对有粘结预应力简支梁的动力特性没有任何影响。