后张有粘结预应力混凝土框架弯矩调幅的试验

通过对两榀近于足尺的预应力框架的试验研究,从塑性内力重分布入手分析了影响后张有粘结预应力混凝土框架弯矩调幅的主要因素有:截面的相对受压区高度、次弯矩、梁柱刚度比、柱顶裂缝的开展情况等,并认为次弯矩对预应力框架调幅的影响很大,特别是当截面相对受压区高度较大时,次弯矩调幅起控制作用.     

预应力型钢混凝土框架梁弯矩调幅试验研究

为研究预应力型钢混凝土框架梁的内力重分布及弯矩调幅规律,完成了2榀预应力型钢混凝土框架的竖向静力实验.结果表明:预应力型钢混凝土框架梁能够实现内力重分布,梁端截面荷载曲率曲线近似为线性.采用有限元分析软件对试验框架进行了仿真模拟,并对试验框架梁型钢截面尺寸、相对受压区高度的参数进行分析.基于试验及有限元分析结果,提出了预应力型钢混凝土框架梁端塑性铰长度计算公式,并给出了以梁端控制截面在极限荷载下的弹性弯矩计算值与张拉引起的次弯矩之和为调幅对象、以相对受压区高度和塑性转角为自变量的调幅系数计算公式.     

无粘结碳纤维筋预应力连续梁板弯矩调幅研究

无粘结CFRP筋部分预应力混凝土连续梁板因配有一定数量的非预应力有粘结钢筋,其在整个加荷过程中存在一定的塑性内力重分布现象。利用无粘结CFRP筋部分预应力混凝土连续梁板全过程分析程序,考察中支座控制截面综合配筋指标、跨中控制截面综合配筋指标、预应力度、加载方式、跨高比及CFRP筋弹性模量等参数对该类连续梁板弯矩调幅的影响规律。基于仿真分析结果,建立了该类连续梁板弯矩调幅系数计算公式,可以此为依据进行连续梁板的塑性设计。     

预应力型钢混凝土框架试验研究和设计理论

基于两榀预应力型钢混凝土框架的竖向静力试验,对其破坏形态、裂缝的开展与分布、刚度变化、弯矩调幅等特征进行研究.试验结果表明:预应力型钢混凝土框架梁发生类似于钢筋混凝土适筋梁的正截面受弯破坏,属延性破坏,框架梁端形成塑性铰实现了塑性内力重分布,位移延性比大于3,弯矩调幅值为30%左右,弯矩调幅值高于普通预应力混凝土结构.最后分析了次内力产生的本质,提出考虑次内力包括次弯矩、次轴力的预应力型钢混凝土结构的抗弯极限承载力、抗裂度、刚度及最大裂缝宽度计算公式,计算结果与试验数据较吻合.本文计算理论反映了现代预应力设计理论的新思想,为《预应力混凝土结构设计规范》的编制提供依据.     

超静定预应力混凝土结构弯矩调幅取值建议

预应力混凝土结构塑性计算理论与设计方法是理论界和工程界十分关注且较为棘手的问题之一。通过对比国内外混凝土设计规范和各研究机构对超静定预应力混凝土结构考虑塑性内力重分布的弯矩调幅设计建议,讨论相对受压区高度ξ和塑性转角θp对超静定预应力混凝土结构弯矩调幅设计建议的影响。提出合理安全的弯矩调幅设计建议。     

CFRP布加固无粘结预应力连续梁受力性能试验研究

对10根经历了极限荷载的无粘结预应力混凝土连续梁用粘贴CFRP布进行了加固.完成了10根加固梁的试验,考察了平截面假定的适用性、无粘结筋的应力增长情况、加载过程中裂缝的分布与开展、跨中变形的发展、试验梁的破坏特征等.基于试验结果,建立了考虑原梁受荷历程影响的正截面承载力计算方法,提出了以中支座控制截面在极限荷载下的弹性弯矩计算值MLoad与张拉引起的次弯矩Msec之和(MLoad Msec)为调幅对象,以相对塑性转角θp/h0为自变量的调幅系数β的计算公式.     

双坡折线形混凝土框架实验及有限元分析

对某双坡折线形混凝土框架进行竖向静载实验,研究双坡折线形混凝土框架在竖向静载作用下的破坏机制、承载能力、竖向位移延性比及弯矩调幅规律;利用ABAQUS软件建立试件的有限元模型,以该模型进行参数分析,考察相对受压区高度、梁起坡角度对弯矩调幅的影响。结果表明:双坡折线形混凝土框架为三铰破坏机制;框架梁发生类似适筋梁正截面受弯破坏,属于延性破坏,竖向位移延性比为2.53;试件弯矩调幅系数为37.66%,极限状态时,拱效应提高了其框架承载力,但是加大了框架柱的侧向位移;利用ABAQUS软件建立的试件有限元模型的模拟结果与实验吻合较好。     

预压装配式框架梁端设计与分析

文章基于对一榀两层两跨预压装配式预应力混凝土框架同时施加竖向荷载和水平低周反复荷载,研究了预压装配式预应力混凝土框架的梁端截面延性并对比了在正反向水平荷载作用下梁端的弯矩调幅能力.结果表明,预压装配式预应力混凝土框架梁端形成塑性铰后有足够的转动能力,且梁端允许的弯矩调幅值最大可达17.1％,说明预压装配式预应力混凝土框架具较好的延性,设计时应考虑塑性内力重分布的影响.     

竖向及水平加载下预应力框架塑性角的对比

通过单层两跨预应力框架，对竖向及水平加载下的塑性铰出铰模式，控制截面塑性铰所需转动能力以及其所能提供的塑性转动能力等方面进行了对比研究．在研究过程中考虑了相对受压区高度和预应力度影响．研究结果表明，当各塑性铰均具有足够转动能力时，竖向及水平加载下的塑性铰出铰模式存在很大差别．其中竖向加栽下，预应力框架梁能达到完全的塑性内力重分布，而水平加栽下则不能-此外，随相对受压区高度增加，竖向加栽下完成完全塑性内力重分布时所需塑性铰转动能力呈递增趋势；而水平加载下完成最大塑性内力重分布时所需塑性铰转动能力却呈递减趋势．     

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.     

预应力混凝土框架结构“强柱弱梁”设计方法研究

针对预应力混凝土框架梁设计方法的特殊性,本文以8度区(0.2g)抗震等级为二级的多层多跨预应力混凝土框架结构为例,研究规范对预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数取值的合理性,提出以梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩的方法进行预应力混凝土框架结构设计.分别以梁端地震组合弯矩和梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩设计8榀预应力混凝土框架,在OpenSees中建立其基于纤维梁柱单元的数值分析模型,并对其进行静力弹塑性分析与动力时程分析.研究表明:按现行规范设计的预应力混凝土框架结构,在罕遇地震下底层柱端出铰严重,提高其柱端弯矩增大系数,可以有效地改善结构屈服机制;04规程中柱端弯矩增大系数的取值偏小,规程修订时应给予适当提高,对抗震等级为二级的预应力混凝土框架结构,其柱端弯矩增大系数的取值≥2.0;本文建议二级PC框架按梁端实际抗震受弯承载力调整柱端弯矩,其取值为1.4.     

无粘结预应力RPC简支梁受弯性能分析

活性粉末混凝土是一种新型超高性能混凝土材料,为了详细评估非预应力筋配筋率、预应力筋配筋率、混凝土强度、非预应力筋屈服强度等对预应力混凝土梁的受弯性能的影响,建立了上述各种参数影响下的无粘结预应力砒,C简支梁的有限元模型。通过对比分析研究得出随着非预应力筋配筋率和无粘结预应力钢绞线配筋率的提高,跨中极限弯矩增大,跨中极限挠度和钢绞线应力增量降低;随着非预应力筋的屈服强度、混凝土轴心抗压强度的提高,跨中极限弯矩和挠度也缓慢增大,力筋应力增量相应增加。为实际工程预应力RPC结构的优化设计提供参考数据。     

梁柱截面强弱不同的三类预应力框架试验分析

“柱强于梁”、“梁强于柱”和“梁柱等强”的3种情况在单层预应力框架或多层预应力框架的顶层中是可能出现的．通过4榀预应力混凝土框架在竖向荷载下的试验,对三类预应力混凝土框架的极限荷载、正常使用下的变形、位移延性、塑性内力重分布进行了研究．试验分析结果证明,当截面相对受压区高度较小时,这三类预应力框架均能实现完全的塑性内力重分布,具有较好的位移延性,在正常使用荷载下裂缝宽度和挠度均能满足混凝土结构设计规范的要求．     

预应力混凝土超静定结构中的次弯矩

针对现有预应力混凝土正截面承载力计算方法中对次弯矩的考虑 ,文章阐述了在特殊布筋形式及高次超静定的井式梁结构中 ,次弯矩的形状、大小、正负均不同于一般连续梁和框架结构 ,次弯矩不再是对支座有利对跨中不利 ,次弯矩图在支座间也可能不是直线 ,指出了有关技术规程的局限     

钢筋混凝土带腋撑框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构。设置的腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接。该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的框架梁端、框架柱端的弯矩值、剪力值大幅度减少。试验结果表明,该新型结构在荷载作用下,首先在梁腋撑处的外侧形成塑性铰,然后梁跨中才出现塑性铰,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计,可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力。进行了该新型结构的非线形有限元分析,讨论了强柱系数、轴压比、剪跨比、配箍率等参数对该新型结构的抗侧承载力和极限位移的影响。     

深水区高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥弹性地震响应研究

针对深水库区高墩大跨径预应力混凝土刚构桥的结构特点,考虑桩-土相互和动水之间的耦合作用,采用等代刚度法和大型通用有限元程序ANSYS,对某预应力混凝土刚构进行了线弹性地震响应分析,分别研究了横梁设置位置对下部结构和上部结构顺桥向和横桥向的地震响应特点。研究结果表明:随水深与墩高比h/H的加大,顺桥向地震波作用下,主梁根部及各跨跨中竖向弯矩增幅较大,其余变化较小;横桥向地震波作用下,边墩墩顶以及中墩墩顶和墩底横向弯矩增幅较大,其余变化较小。     

柱端弯矩增大系数对PC框架结构

根据我国现行《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ 140-2004),以设防烈度为8度(0.2 g)地区的多跨多层预应力混凝土框架结构柱端弯矩增大系数为研究对象,对其合理取值问题进行了探讨.在SAP2000与PERFORM-3D软件中,采用局部纤维铰梁单元,对6个PC平面框架建立了弹塑性分析模型,并对其进行了静力弹塑性分析(Pushover分析)与动力弹塑性时程分析.计算结果表明:按照现行规范设计的PC框架,基本上可以满足8度区罕遇地震作用下的抗震要求,但是结构在大震作用下形成的是以底层柱端出铰为主的梁柱铰屈服机制,对结构抗震不利;随着柱端弯矩增大系数的增加,结构的局部构件抗震性能以及屈服机制均有很大程度的改善,当边柱和中柱的柱端弯矩增大系数分别增加到2.0,1.8时,预应力混凝土框架结构能够实现对结构抗震有利的以梁出铰为主的梁柱铰屈服机制,甚至是梁铰屈服机制.因此,建议在进行预应力抗震技术规程的修订时,适当提高框架结构柱端弯矩增大系数的取值.