预应力双作用提篮式钢管砼拱与钢-砼空腹夹层板组合结构的研究与应用

探讨一种崭新结构－预应力双作用提篮式钢和 与钢－砼组合空腹夹层板组合结构的力学特性与应用前景。由于提篮式拱的两侧拱肋向桥面倾斜，使得吊索随之相向倾斜，通过预应力将钢－砼组合结构将桥面板拉紧。吊索下端与桥面下缘连接，连接点在桥面板中性层以下，使得索中的预应力沿桥面板的分力对桥面产生一个有利于钢－砼组合空腹桥面板的内力重分布的附加弯矩。通过自编的索－板有限元程序和大型通用程序Algor12对根据某桥梁实际现场条件设计的组合结构模型进行离散化的动静力分析，得到了比较满意的结果。证实了预应力双作用提篮式拱与钢－混凝土组合空腹夹层板组合结构是一种可以用于工程实践的优良空间结构。     

楼板对新型组合暗梁楼盖静力性能的影响

在钢-混凝土新型组合暗梁楼盖结构中,楼板的各参数变化是影响该新型组合暗梁楼盖结构性能的重要因素.为了考察钢筋混凝土楼板的混凝土强度等级、混凝土楼板的配筋率、混凝土楼板的厚度等参数对文中新型组合暗梁楼盖结构受力、变形特性的影响,运用大型通用有限元分析软件ANSYS对其进行各参数变化状态的非线性有限元分析.分析结果表明:混凝土楼板的配筋率对新型组合暗梁楼盖结构抗弯刚度和承载力的影响非常显著,而混凝土强度等级和混凝土楼板的厚度对其影响次之;钢暗梁和混凝土楼板的应力状态均随着楼板的配筋率、楼板厚度和混凝土强度等级的改变而变化.     

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.     

新型轻钢铆接桁架组合楼板试验研究

由于铆接在薄壁型钢连接中兼具施工和受力的优势,本文提出一种新型轻钢铆接桁架组合楼板并探讨其受弯性能。以配钢率和铆钉间距为参数,对3块组合板进行了静力加载试验。试验结果表明: 组合楼板有较高的刚度、抗弯承载力和延性;楼板截面在弹性阶段符合平截面假定;配钢率和铆钉间距对组合楼板的受弯性能均有较大影响,配钢率对刚度和抗弯承载力的影响最显著;通过合理地设置配钢率和铆钉间距,可以保证底部钢板与型钢、混凝土相互协调,共同受力,实现组合作用。     

组合楼板抗弯承载力研究

为研究压型钢板-混凝土粘结成整体的组合楼板共同受力时,特定型号的压型钢板及配筋条件下混凝土组合楼板的抗弯承载能力,依据试验现象分析,确立了简化的破坏模式.对简化破坏模式进行了受力分析,并利用虚功原理推导出组合楼板的抗弯承载力设计表达式,给出了试验采用的压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力计算公式.研究表明:压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力和压型钢板、配筋相关,压型钢板-混凝土组合楼板的工程设计应考虑压型钢板、受力钢筋的贡献.     

混凝土双向板单向布置预应力钢筋的力学性能研究

介绍了单向布置预应力钢筋的混凝土双向板在荷载作用下的应力、应变。通过理论分析和有限元计算结果的比较,深入了解了两种预应力钢筋布置方式对预应力混凝土双向板工作性能的影响。结合相应指标的对比分析,从工程安全性和经济性的角度考量单向布置预应力钢筋代替双向布置预应力钢筋的可行性。     

钢-混凝土新型组合暗梁楼盖的静力性能试验

为了考察暗梁对钢-混凝土组合楼板静力性能的影响,对钢-混凝土组合暗梁楼盖进行了均布荷载作用下的试验,并对有、无暗梁楼盖进行了对比分析.研究了该新型楼盖结构的受力变形全过程.研究结果表明,在钢-混凝土组合楼板中嵌入钢暗梁后,极大地提高了钢-混凝土组合楼板的承载能力和刚度,改善了其静力工作性能.     

单向布置并张拉预应力筋双向板的设计方法

针对双向板难以实现双向布置并张拉预应力筋的问题,提出在双向板中单向布置并张拉预应力筋的设计思想.给出此类双向板的承载力及预应力效应计算、裂缝及变形验算等设计要点,并对单向布筋的四边简支双向板进行分析,探讨了预应力筋布置形式对其极限荷载、主次弯矩分布、裂缝及变形的影响.结果表明,预应力筋总量相同时,中间板带布筋越多,对结构越有利.     

叠合楼板极限承载力研究

目的研究装配式混凝土结构中叠合楼板在竖向荷载作用下的极限承载力,为叠合楼板配筋设计提供参考.方法基于ABAQUS有限元分析软件对底部2块与3块预制板拼接,工程中常用预制厚度与现浇层厚度,以及长宽比1.0~1.5范围的30组叠合楼板在竖向荷载作用下进行数值计算分析,得到沿拼缝方向按单向板配筋且垂直拼缝方向固定构造配筋、竖向荷载作用下四边简支的叠合楼板极限承载力;并计算在楼板极限承载力不变的前提下,按照双向板进行计算,得出沿拼缝方向受力筋面积可减少的比率.结果沿拼缝方向按单向板配筋、垂直拼缝方向固定构造配筋的叠合楼板,如果拼缝方向作为长方向,当长宽比为1∶1.5时,其实际极限承载力比按照单向板计算值可提高17%;长宽比为1∶1时,承载力可提高39%,长宽比为1.5∶1时,承载力可提高98%.极限承载力相同时,按照双向板计算,当长宽比为1∶1.5时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少17%,可按照平行拼缝方向的单向板计算;当长宽比为1∶1.2时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少30%,;当长宽比为1∶1时,预制板中沿拼缝方向受力筋可减少40%;当长宽比为1.2∶1时,预制板中沿拼缝方向配筋可减少60%;当长宽比为1.5∶1时,预制板中沿拼缝方向受力筋计算上可不配,叠合板相当于垂直拼缝方向受力为主的单向板.结论同尺寸、不同预制厚度与现浇层厚度的叠合楼板,现浇层厚度与预制板比值越大,承载力越大;底部2块预制板的叠合楼板与相同配筋的底部3块预制板的叠合楼板相比,承载力较低.叠合楼板应避免拼缝与楼板中线重合的布置,且当长宽比大于1.5∶1时,建议沿短边方向布置预制板.     

CTSRC楼板承载力计算及实荷试验

钢网构架混凝土复合结构体系(CTSRC)是一种新型结构体系,它由工厂预制的钢构骨架和现场浇筑其中的混凝土构成墙体和楼板,从而形成整体结构。为研究钢网构架混凝土复合结构楼板的受力性能并确定设计计算方法,进行了6块单向楼板的静载试验破坏;基于试验结果提出一种等效钢筋混凝土梁的计算方法和一种截面条带计算方法,进行了分析比较;建议采用基于截面条带法的承载力计算方法,并编写了计算程序。最后,对实际结构中此新型楼板体系进行堆载试验,获得实际结构中楼板的受力性能。试验结果表明:建议的设计计算方法可行,且此楼板具有较高的承载力安全储备。     

钢与高强混凝土预应力组合梁承载力计算

根据预应力组合梁结构特性及实际受力情况,分别建立了预应力组合梁在不同受力阶段的截面应力及组合梁抗弯极限承载力的计算公式,通过试验验证了理论公式的正确性·研究结果表明,在承受正弯矩预应力组合梁的钢梁下翼缘施加预应力时组合梁的承载力提高幅度较小,而在承受负弯矩组合梁的钢梁上翼缘和混凝土板中施加预应力均可提高组合梁的承载力,并且在混凝土板中施加预应力效果最为明显·     

部分波形钢腹板预应力连续组合梁性能分析

针对预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区混凝土板预应力效率低、钢腹板易发生局部屈曲等问题,提出了在负弯矩区梁段采用波形钢腹板代替平面钢腹板的混合设计方法.采用理论计算和有限元分析方法,对部分波形钢腹板预应力连续组合梁的受力和变形性能进行分析,并与传统的预应力连续组合梁对比.研究结果表明,混合设计方法充分利用波形钢腹板轴向刚度低、抗屈曲能力强的特点,显著提高连续组合梁负弯矩区混凝土板的预应力效率和开裂荷载,尤其适用于大、中跨径的预应力连续组合梁结构.     

预应力后张和先张法联合加固受弯板试验研究

采用预应力钢丝平铺布置加固混凝土受弯板时,若用高抗拉强度的复合砂浆覆盖钢丝成本太高.针对这种情况,提出用普通高强水泥砂浆代替前述砂浆,采用预应力钢丝后张法和先张法联合加固的新方法施加预压应力,使板受拉区混凝土及覆盖砂浆均产生预压应力.详细阐明了该方法的原理和实施工艺,通过钢筋混凝土受弯板的加固试验研究和数值计算分析,表明该方法的加固原理和施工工艺是可行的.其关键是需要在结合面喷涂环氧类界面剂,以保证结合面不产生剥离破坏.从而无需使用昂贵的高抗拉强度复合砂浆,降低加固成本,且经加固处理后截面受力性能更好.     

高效预应力叠合板的试验研究

针对预应力叠合板工程应用中两方面的问题进行了研究：一方面通过增设钢筋桁架增加叠合前预应力薄板的刚度和承载力以增加其适用跨度;另一方面通过钢筋桁架提高预应力薄板和后浇混凝土交接面的抗剪承载力,并利用空心成孔管减轻叠合板自重。首先通过理论分析提出了新型叠合板在叠合前的刚度和承载力计算公式,通过足尺模型试验验证了钢筋桁架提高预应力薄板刚度和承载力的效果,并初步验证了理论分析所得刚度和承载力公式的可靠性。     

不同剪力连接程度预应力钢-混凝土组合连续梁的试验研究

探究剪力连接程度对预应力钢—混凝土组合梁中混凝土和钢梁的界面的剪切滑移、截面刚度、挠度变形、极限强度等受力性能的影响 .试验选用栓钉剪力连接件 ,设计 3根不同剪力连接程度的预应力组合连续梁 ,采用跨中加载集中力 ,探究预应力组合梁静载受力全过程受力特性 .     

密拼叠合板拼缝构造及受力性能试验研究

为了研究拼缝构造对密拼预应力钢筋混凝土叠合板受力性能的影响,提出一种增强型密拼缝构造,并设计了3组叠合板试件的抗弯性能试验.试验对各组试件的承载能力、刚度、破坏形态、裂缝和变形性能进行系统性研究,并分析拼缝叠合板的拼缝传力性能和预应力叠合楼盖的双向受力特性.试验结果表明：增强型密拼缝连接能够提高叠合板的垂直拼缝方向的抗...     

无粘结预应力双向板张拉损失

通过６块无粘结预应力双向板的试验,研究了板中无粘预应力筋的预应力损失及其相互影响规律。试验结果表明：两个方面张拉钢筋的交互影响很小,设计中可不考虑;当预应力筋间距大于３倍板厚时,可不考虑相邻张拉的影响,同时给出了相应的计算公式。     

无粘结预应力双向板变形计算方法研究

通过6块无粘结预应力双向板试验,研究了影响双向板变形的主要因素;结构形式、预应力筋配筋率,将边梁对简支板跨中最大挠度的影响转化为荷载与支座条件系数来考虑;对两个方面的预应力筋和非预应力筋对简支板跨中最大挠度的影响,用换算配筋率（αpρ）参数来反映,建立了无粘结预应力简支板短期刚度和变形计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

二层钢框架—组合楼板体系抗倒塌试验研究

框架梁设计时按组合梁考虑混凝土楼板刚度,设计2层钢框架—组合楼板结构体系,采用卷扬机对拟失效柱突然施加水平力将其从体系中"去除",进行抗倒塌试验研究剩余结构抗倒塌性能.试验结果表明:由于组合楼板的加强作用,试验框架具有较高的冗余度,组合楼板和框架梁共同作用,提供了较高的抗弯刚度,使得框架柱失效后形成新的荷载路径,各构件未发生继发性破坏.由此可见,采用组合楼板时,按现行规范进行设计的框架结构具有较高的冗余度,混凝土楼板在框架结构抗倒塌性能分析中的作用需要进一步评估.     

无粘结部分预应力砼受弯构件的极限强度

通过12块单向板和11根简支梁的试验,分析了无粘结部分预应力砼受弯构件的预应力筋极限应力和极限抗弯强度.试验结果表明,当非预应力有粘结钢筋受拉区截面积的配筋率大于0.4％时,配筋指标和跨高比是影响预应力筋极限应力和极限抗弯强度的主要因素.提出了预应力筋极限应力经验公式,并对无粘结部分预应力砼受弯构件进行了全过程分析,理论分析结果和试验结果符合良好.