预应力CFRP加固混凝土梁的试验研究

为了揭示预应力碳纤维布加固混凝土构件的效果,分别采用普通碳纤维布和预应力碳纤维布对4根钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验研究。试验分析了预应力碳纤维布加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、抗弯刚度等性能指标,并分别比较了预应力碳纤维布与普通碳纤维布、不同预应力水平碳纤维布的破坏形态及加固效果。试验结果表明,采用预应力碳纤维布加固混凝土梁可以充分发挥碳纤维布的高强性能,预应力碳纤维布加固的混凝土梁要比普通碳纤维布加固混凝土梁的承载力、刚度等性能指标都有明显提高,而且预应力水平越大,提高的效果越明显。     

受压区加固的旧桥预应力混凝土空心板的破坏荷载试验研究

通过某已使用10年的旧桥预应力混凝土空心板受压区加固后的破坏荷载试验研究,对受压区加固后的旧桥预应力混凝土空心板的破坏机理、变形性能及极限承载能力等进行了研究,为旧桥预应力混凝土空心板的加固设计及单板受力问题的分析解决提供了试验依据.     

碳纤维布加固旧桥预应力混凝土空心板的破坏荷载试验研究

通过某已使用10年的旧桥预应力混凝土空心板受拉区碳纤维布加固后的破坏荷载试验研究,对受拉区加固后的旧桥预应力混凝土空心板的破坏机理、变形性能及极限承载能力等进行了研究,为旧桥预应力混凝土空心板的加固设计及单板受力问题的分析解决提供了试验依据.     

碳纤维布加固预应力混凝土空心板试验研究

为研究碳纤维布加固预应力混凝土空心板在近似均布载荷作用下的受力性能和加固效果,通过8块按工程实际尺寸设计制作的预应力混凝土空心板试件,在近似均布载荷作用下的试验,研究不同的碳纤维布粘贴方式及粘贴数量,对碳纤维布加同预应力混凝土空心板受力性能和加固效果的影响:阐述了加固后试件承载力提高程度、裂缝开展情况,及载荷-应变、载荷-挠度的变化.试验结果表明:在近似均布载荷作用下,采用碳纤维布加固预应力混凝土空心板,可以有效提高承载力:40%～120%左右,加固效果明显.     

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.     

预应力FRP加固工程结构技术研究进展

围绕国内外预应力FRP加固技术的研究现状以及最新进展,从预应力FRP加固混凝土结构、预应力FRP加固钢结构、预应力FRP加固中关键技术的研究等方面进行了综述。试验研究表明：预应力FRP加固混凝土能显著提高构件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,改善受弯构件在长期荷载的力学性能,提高构件的疲劳寿命;预应力CFRP加固钢梁后,其屈服荷载和极限荷载相对于对比梁都有明显的提高,其提高的程度随着预应力CFRP的用量和预应力水平的提高而增大;预应力CFRP加固对钢梁的刚度提高作用也比较明显,对低强度的钢材,提高效果更明显;采用预应力FRP加固工程结构的关键问题在于预应力的施加体系、预应力控制值、预应力损失和端部的锚固。     

采用闭合预应力钢丝绳-聚合物砂浆加固RC框架节点技术研究

首先评述目前国内外有关RC框架节点加固技术研究现状,指出现有节点加固方法存在的问题.在前期研究成果的基础上,提出采用闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点的新技术,对该技术的基本思想、施工过程和技术优势进行详细阐述.为验证该加固方法的有效性,开展闭合预应力钢丝绳加固RC框架节点抗震性能试验,试验结果表明预应力钢丝绳加固RC框架节点可有效提高梁柱节点核心区受剪承载力,加固试件由对比试件的节点剪切破坏转变为梁端弯曲破坏.     

损伤方钢管混凝土框架加固后的抗震性能

为了保证加固框架在抗震区应用的安全性，采用加强节点，梁端削弱的方法对震后钢管混凝土框架进行加固，为考察加固后的框架是否满足延性框架的要求，通过拟静力试验，对比分析了损伤加固框架和原框架的抗震性能．研究表明，损伤加固后的方钢管混凝土框架不仅承载能力有了大幅度的提高，并且延性系数好。满足延性框架的要求，耗能能力接近原框架，说明加固效果显著．     

某水泥生料库加固设计及有限元分析

对某水泥生料钢筋混凝土筒仓结构进行检测,采用预应力钢绞线法对其进行加固,对加固前后钢筋混凝土筒仓进行设计计算及有限元数值模拟,分析在贮料荷载作用下,加固前与加固后混凝土、钢筋的受力情况。结果表明,加固后预应力钢绞线对钢筋混凝土筒仓壁起到了很好的约束作用,裂缝宽度明显减小,混凝土的最大应力和钢筋的应力都显著降低,加固效果良好。     

预应力CFRP布加固梁的疲劳试验研究

应用课题组研发的预应力CFRP布加固混凝土梁技术,对加固梁的疲劳性能进行了试验研究.试验结果表明,在疲劳荷载作用下,预应力CFRP布加固梁的钢筋应变值显著减少,同时预应力CFRP布加固更为有效的改善了混凝土梁的抗裂性能.相对于未加固梁,加固梁的疲劳寿命有显著的增加,表现出良好的抗疲劳性能.     

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．     

基于弧长法的预应力框架结构非线性分析

根据后张有粘结预应力混凝土框架结构的受力特点，编制了适用于预应力建立和施加外荷载两个阶段的静力杆件非线性有限元分析程序．该程序直接从材料的应力一应变关系出发，考虑了混凝土的受拉硬化和受压软化，采用截面分层杆系有限元模型和弧长法，在刚度矩阵中同时考虑了材料非线性和几何非线性．经与两榀预应力混凝土框架试验结果校核，程序模拟精度较好，可用于后张有粘结预应力混凝土框架结构的计算与分析．     

预应力混凝土框架结构的抗震设计方法研究

采用传统抗震设计方法设计的预应力混凝土框架结构,很难实现"强柱弱梁"的抗震设计原则,从而可能在罕遇地震作用下形成危险的柱铰耗能机制。文章将基于弹塑性分析的设计方法引入预应力混凝土框架结构的抗震设计中,旨在通过采用更为合理的抗震设计,使得预应力混凝土框架结构的"混合耗能机制"能够得以实现;最后对2榀预应力混凝土框架结构进行了设计,并对其抗震能力进行了分析。分析结果表明,采用文章介绍的抗震设计方法,能够实现预应力混凝土框架结构预定的耗能机制,且结构的位移响应和构件的变形能够得到控制,因而是一种更为合理的设计方法。     

预应力混凝土框架结构施工图生成系统

文章研究的预应力混凝土框架结构施工图的生成系统,系预应力混凝土建筑结构软件ＰＲＣＳ的后处理开发部分。系统以简单图形支撑软件为平台,可完成智能选配筋、数据传递、图形生成等一系列功能,从而实现预应力混凝土结构施工图的自动生成,适用于多层多跨预应力混凝土框架结构。     

考虑区域约束的预应力型钢混凝土梁受弯承载力研究

为研究预应力型钢混凝土框架梁中型钢对混凝土约束作用及对梁承载力的影响,对前期有黏结预应力型钢混凝土框架试验进行研究。研究发现型钢能有效地约束预应力型钢混凝土框架梁中核心混凝土变形,改善受压混凝土破坏时的脆性性能,提高梁的受弯承载力。在此基础上,提出将预应力型钢混凝土框架梁作为压弯构件,参照文献的区域约束混凝土理论,在叠加基础上考虑约束混凝土的额外强度来计算梁的受弯承载力;提出考虑区域约束影响的承载力计算方法,计算结果与试验试件极限状态受弯承载力对比,计算值与试验值比值的平均值为0.98,吻合较好。     

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.     

框架结构中无粘结预应力筋极限应力

为了研究各种结构形式中影响无粘结预应力钢筋(UPS)应力变化的主要设计参数,通过非线性有限元分析给出能全面准确计算各种不同结构形式中UPS极限应力的计算公式。分析了影响UPS应力变化的主要参数综合配筋力比、预应力度、配箍率、跨高比、荷载形式、结构形式对框架结构中UPS极限应力的影响。结论是:对框架结构中UPS极限应力影响较大的设计参数有综合配筋力比、配箍率、跨高比、水平荷载效应比。修正了UPS极限应力的计算公式。结果表明:现有规范ACI318-89、BS8110、JGJ/T92-93计算结果存在局限性,特别是对承受较大水平荷载的无粘结预应力混凝土框架的设计存在不安全的情况。对修正公式、规范公式与试验结果进行了对比。在承受较大水平荷载的框架结构中采用修正公式计算UPS极限应力更准确、对结构使用更安全。     

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.     

满意优化解

本文给出几项在有限的具体方案中求出实用上的优选满意解．阐述了预应力混凝土梁中预应力钢筋较合理的配置，进行了有关试验观测和钢筋混凝土方板优选配筋的试验研究，并都给出了一些细节．此外，述及了国内对纵横向框架设计的经济比较．介绍了采用3种不同形式连粱的4层框架比较试验研究，带竖向通缝和不同布筋的竖向缝槽及不同配筋的钢筋混凝土低剪力墙的试验研究，在框架和剪力墙的试验研究中还包括了对结构延性的研究．以上4项试验研究都是在东南大学进行的．最后简述了国外对普通结构设计和具有可持续性的拆卸设计的比较．