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.     

徐变对PC连续梁支座沉降附加内力的影响

为分析徐变对PC连续梁支座沉降附加内力的影响,提出一种通过体系转换描述连续梁支座沉降附加内力状态的思路,借助现行桥梁设计规范给出的连续梁徐变内力重分布公式以及徐变应变的积分表达式,推导出老化系数的计算公式.假设支座沉降的发展规律与混凝土徐变发展规律相同,建立考虑徐变影响的总变位协调方程.选取咸河大桥5跨连续梁为算例,分别计算缓慢沉降和瞬时沉降条件下的徐变次弯矩及最不利弯矩.结果表明:徐变对连续梁支座沉降引起的弹性弯矩有很大的消减作用,使实际最终弯矩不足弹性弯矩的1/2,瞬时沉降时的徐变次弯矩可达到缓慢沉降时的3倍;连续梁支座沉降引起的徐变次弯矩及最不利弯矩均与抗弯刚度成正比,与跨度的平方成反比;连续梁支座沉降最不利弯矩的峰值发生在中间支座截面处,其值为第一个内支座截面最不利弯矩的1.25倍.     

先简支后连续梁桥施工顺序对结构的内力影响

二次负弯矩预应力筋的张拉和临时支座的拆除是先简支后结构连续体系桥梁施工的关键工序,不同的施工顺序会对结构内力产生不同影响。通过4跨50mT梁的具体工程实例,对二次负弯矩预应力筋的张拉和临时支座的拆除不同的施工程序进行计算分析。分析表明：梁端湿接缝的预应力张拉顺序对结构内力产生一定的影响,临时支座的拆除顺序也会对结构内力产生一定的影响。     

钢筋混凝土框架梁支座负弯矩纵向钢筋长度探讨

分析了钢筋混凝土梁支座负弯矩钢筋长度确定存在的问题，对钢筋混凝土梁支座负弯矩钢筋长度确定新方法进行了探讨，并举例说明新方法的应用。     

简支转连续梁桥单(双)支座脱空受力分析

针对先简支后连续梁桥经常出现的支座脱空现象,利用大型桥梁专用有限元软件分别模拟单支座和双支座两种支承形式下不同支座脱空位置,分析支座脱空后桥梁支座反力的变化规律及支座脱空对桥梁内力的影响。研究结果表明,边支座脱空较中支座脱空对相邻支座影响大;在恒载作用下支座脱空导致相邻主梁墩顶负弯矩增大,在活载作用下主梁内力变化较小。     

部分充填混凝土连续组合梁桥支座处截面极限强度的塑性理论分析

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥是钢箱-混凝土组合梁与矩形钢管混凝土结构结合的一种新型组合结构梁桥.基于一般钢箱-混凝土连续组合梁桥中支座负弯矩区因混凝土翼板开裂而导致抗弯强度、局部稳定性不足的特点,提出了一种部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥,并对其中支座负弯矩区的正截面强度和支座截面抗剪性能进行了塑性理论分析.     

变截面连续梁的三弯矩方程

本文在变截面梁(轴)变形的简便数值解法——平均弯矩法的基础上,提出了变截面连续梁的三弯矩方程。用此方程不仅可求解不同跨度变截面梁的内力(支座弯矩),而且能解跨距内截面变化的连续梁的内力(支座弯矩)。     

桥台对连续梁桥纵向地震响应的影响

以一座带桩基础U形座式桥台的连续梁桥为背景,采用非线性时程方法,研究主梁、桥台和台后填土相互作用对桥梁结构纵向地震响应的影响,探索地震作用下容许桥台背墙进入弯曲屈服或背墙底剪断对桥梁支座位移、桥墩延性需求和桥台单桩弯矩地震响应的影响,并以桥台背墙的屈服弯矩、台梁之间间隙和墩高为参数进行参数分析.结果表明,与容许桥台背墙进入弯曲屈服相比,容许桥台背墙底部被剪断工况中的支座纵向位移、桥墩位移延性需求和桥台单桩弯矩明显减小;增大桥台背墙屈服弯矩可减小支座位移,桥墩位移延性需求随桥台背墙屈服弯矩增加呈现先逐渐增加再趋于稳定的趋势,桥台单桩弯矩呈现逐渐增加的趋势;减小伸缩缝间隙的大小可减小支座纵向位移,但可能会增大桥墩位移延性需求.     

阶状变截面连续梁

在用三弯矩方程解连续梁时,通常是对每个中间支座列出一个三弯矩方程。随着跨数增加,方程数目也相应增加。虽然每个方程中只含有相邻两跨三个支座处的弯矩,但当跨数很多时,要从这些联立方程中解出所有未知弯矩,也并不十分简便。纵然中间支座处的弯矩求出,而梁中内力仍需进行一番计算才能得到。特别是当需计算每跨变形以便进行刚度设计时,计算工作量仍颇大。 本文提供的方法是:去除中间支座以得基本静定系统,然后借助于幂级数求解梁的挠曲线。不论跨数多少,最后都归结为解只含两个未知量的两个联立方程,其余未知量都在运算过程中自动代换而消失。挠曲线方程既已求得,梁中内力就可简单地通过求导而得到。 文中顺便给出静定梁和简单超静定梁在复杂分布载荷下的内力的简易求法。     

解析刚性支座连续梁的单弯矩方程式

本文提供出一个公式,单弯矩方程式,用它可以直接解出连续梁中任意支座处的弯矩值。     

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.     

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.     

两跨非对称加载预应力混凝土框架的试验

通过对1榀近于足尺的两跨预应力框架的试验研究,从塑性内力重分布的角度入手,分析了影响后张有粘结预应力混凝土框架弯矩调幅的相关因素--控制截面的相对受压区高度、次弯矩、柱梁线刚度比以及柱顶裂缝的开展情况.结果表明,后张有粘结预应力混凝土框架由一跨增加到多跨,其调幅特性仍然没有发生变化,即主要受控制截面混凝土相对受压区高度及次弯矩的影响,柱梁线刚度比也对弯矩调幅起一定作用;其次,多跨预应力框架的塑性铰只出现在加载跨上,最终结构破坏也是由于加载跨的破坏,对非加载跨的影响很小.     

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。     

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.     

单环预应力作用下混凝土压力管道受力分析研究

以弹性地基梁理论为基础,提出了无限长、半无限长和有限长预应力混凝土压力管道在单环预应力作用下的内力理论计算公式,并将计算结果与三维有限元分析结果进行了对比。得到了预应力筋束最大间距的计算方法,以保证压力管道各横断面能够建立相同均匀的预压应力;提出了预应力筋束分步张拉施工与荷载控制方法,以减小管壁混凝土的轴向次弯矩。研究结果对避免预应力张拉施工阶段在管壁混凝土内表面出现环形裂缝及合理进行预应力筋束布设等具有一定工程应用价值。     

无粘结部分预应力混凝土连续梁弯矩重分布分析

探讨了无粘结部分预应力混凝土连续梁的弯矩重分布问题，涉及了弯矩重分布中预加力次力矩的影响。提出非线性的桁架有限元模式。应用于无粘结部分预应力混凝土连续梁内力重分布的分析。     

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·     

无黏结部分预应力砼梁恢复力模型的研究

基于OpenSEES软件的二次开发平台,对无黏结部分预应力混凝土梁的截面恢复力模型进行了研究.根据试验统计和理论分析,建立了无黏结部分预应力混凝土梁的截面弯矩-曲率滞回模型,并通过编制Visual C++程序,将其植入到OpenSEES软件的材料子类中,用于无黏结部分预应力混凝土结构的非线性计算,分析过程中无需迭代计算无黏结预应力筋的应力增量,解决了无黏结部分预应力混凝土结构受力分析的关键问题.利用OpenSEES软件,基于已建立的无黏结部分预应力混凝土梁的截面恢复力模型,选用基于柔度法的非线性梁柱单元,采用位移控制,计算了低周反复荷载作用下无黏结部分预应力混凝土梁的弯矩-挠度滞回曲线,计算曲线与试验曲线吻合良好,说明已建立的无黏结部分预应力混凝土梁的截面恢复力模型的可靠性,为无黏结部分预应力混凝土结构的非线性计算提供了理论依据.