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。     

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。     

锈蚀钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力计算

锈蚀钢筋混凝土梁因钢筋锈蚀而造成钢筋截面积减小,并且由于锈蚀产物的锈胀力作用而使得混凝土产生裂缝。考虑到锈蚀钢筋混凝土梁的受剪承载力不仅与纵向钢筋的截面削弱有关,而且与裂缝之间的摩擦力以及构件在受压区未开裂部分的受剪能力有关,从这三个方面出发,建立了分析无腹筋锈蚀钢筋混凝土梁的抗剪承载力的一般方法。     

考虑预应力损失的超静定结构次弯矩精确计算法

在预应力混凝土结构中,由子孔道磨擦及锚具回缩等损失致使预应力沿预应力筋产生显著的变化。本文提出采用约束次弯矩法精确计算考虑各种预应力损失后的超静定结构的次弯矩,本文方法与等效荷载法不同,它是直接由杆件单元的主弯矩计算次弯矩的方法,本文方法的计算结果为精确解,文未附有工程应用实例。     

预应力筋局部锈蚀断裂混凝土梁抗弯性能试验研究

为了研究钢绞线腐蚀断裂对后张预应力混凝土梁受弯性能的影响,制作5片混凝土梁,在不同部位进行电化学快速腐蚀使钢绞线发生局部断裂,然后对其进行静载试验,研究钢绞线局部断裂对混凝土梁裂缝扩展、挠度变形、破坏模式和极限承载力的影响,进而探讨局部断裂的混凝土梁抗弯承载力计算分析方法和抗弯性能数值模拟方法。研究结果表明:预应力筋局部锈蚀断裂对开裂荷载影响较小,但导致构件裂缝分布发生改变,裂缝数量减小,裂缝高度不均匀性明显;构件的破坏形式由断筋局部损伤及对应区域的截面内力共同决定,若断口处弯矩较大,则很可能引起少筋破坏;反之,钢绞线断裂对破坏形式影响较小;钢绞线断裂引起混凝土梁刚度减小,其减小程度与钢绞线断裂的位置相关,钢绞线断裂在端部锚固区对梁的刚度影响很小,从锚固区到弯剪区到纯弯段,刚度减小依次增大;构件极限承载能力受钢绞线断裂位置影响,钢绞线断裂位置越靠近跨中,其抗弯承载力减小越明显。     

考虑预应力梁轴向压缩对柱中弯矩的影响

预应力筋的张拉会造成梁的轴向压缩，在柱中引起第3弯矩，但在工程设计中通常忽略这一因素影响。通过对单跨框架结构柱中第3弯矩进行推导并初步分析，认为在某些情况，梁轴向压缩引起的柱中第3弯矩是不容忽视的，同时在一定的假设条件下，发现在不同的预应力张拉施工顺序，最后在柱中引起的第3弯矩也有所不同。并在此基础上提出了可减少第3弯矩对结构的不利影响的设计和施工措施，以促进结构设计的优化。     

用约束次弯矩法直接计算预应力砼超静定结构的次弯矩

本文首次提出用约束次弯矩法直接计算预应力砼超静定结构的次弯矩,具有物理意义明确,推导公式简捷,用于计算机程序设计使其更容易与普遍砼结构程序相容,用于手算更为便捷,此法也使预应力沿预应力筋变化时的公式统一,使其计算更简捷。     

后张连续预应力筋锚固损失精确计算

基于摩擦理论,建立了预应力筋微段平衡方程,利用变形协调条件,推导了桥梁工程中典型的五段式预应力筋的锚固损失解析解,将计算方法推广到n段混合线形的预应力筋,并给出了反摩擦影响长度等于预应力筋全长时锚固损失的计算公式,最后通过算例将本文的计算方法与现行公路桥梁规范和铁路桥梁规范给出的方法进行了对比.结果表明,本文解析方法适用于弯曲角度较大或形状变化较大的预应力筋的锚固损失计算.     

考虑剪力影响时轴的强度计算

本文推导了考虑剪力影响时传动轴的强度计算公式,并通过实例与采用未考虑剪刀影响的第三、第四强度公式计算结果进行了比较,指出在小弯矩大剪力的情况下,轴强度计算时考虑剪力的必要性。     

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。     

梁体变形计算体外预应力筋应力增量

从结构变形分析着手,建立了不同布筋形式下简支梁在正常使用荷载阶段体外预应力筋伸长的计算模型,运用面向对象方法编制了基于能量原理的Windows应力增量计算程序SICPEM,并运用该程序计算了6根试验梁和体外预应力筋水平自由长度,计算的体外预应力筋应力增量与试验结果之比的均值为0.895,标准差为0.013;计算出水平体外预应力筋可以忽略二次效应的长度为梁高的10倍,与相关文献吻合良好.     

空间曲线长预应力筋摩擦损失计算

现行规范给出的预应力筋摩擦损失计算公式仅适用于平面曲线钢筋的预应力摩擦损失计算,对于空间曲线长预应力筋的预应力摩擦损失计算无明确规定。推导空间曲线预应力筋的摩擦损失计算公式,提出一种分段计算空间长预应力摩擦损失的可靠方法。     

考虑筋材对土体损伤的加筋土强度研究

从试样三轴剪切受力条件出发,分析了损伤土、素土和加筋土的极限应力莫尔圆的几何关系,得到了三者在强度联系上的数学表达式,讨论了加筋材料对损伤土强度的补偿效果.进行了损伤土、素土和加筋土的三轴试验,验证了以上解释的合理性,从而清晰地理解加筋土作用的机理.     

弯矩、剪力对预应力混凝土构件抗扭强度的影响

模拟一系列预应力混凝土弯剪扭构件,用修正斜压场理论计算各构件的抗扭强度,从而分析扭弯比、扭剪比对构件抗扭强度的影响。     

无粘结部分预应力高强混凝土梁闭合弯矩计算

通过１１根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝闭合的主要因素：预应力筋配筋率、非预应力筋配率、跨高比、荷载作用方式。用无粘结配筋指标βｐｃ和换算配筋率αｐρ这两个参数来反映对裂缝闭合弯矩的影响,应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式;计算结果与试验结果吻合较好。     

体外预应力筋极限应力的简化计算方法

为了得到一个简捷、实用、可靠的体外预应力筋极限应力设计值的计算公式,结合48片试验梁的试验数据,对常见的九种计算方法进行了评价和分析。基于评价分析结果,首先选取与试验结果相比计算准确度较高且便于应用的计算模式,然后对计算模式进行修正以满足桥梁设计的要求,最终得到一种桥梁体外预应力筋极限应力设计值的计算公式。给出两个体外预应力筋加固钢筋混凝土简支梁桥和预应力混凝土连续梁桥的极限应力计算示例,验证了公式的正确性,可供桥梁加固工程参考。     

考虑预应力筋拉应变滞后的混凝土梁刚度统一

根据裂缝间钢筋平均应变符合平截面假定,分别考虑预应力筋与非预应力筋处于相同和不同水平位置处,详细推导了裂缝截面处后张有黏结预应力筋的拉应变滞后系数.结合前期完成的刚度计算规范比较结果,借鉴精度较好的刚度计算模式,并通过大量挠度试验数据,提出了考虑预应力筋拉应变滞后特点的混凝土梁刚度计算公式.结果表明:不论对钢筋混凝土梁,还是对各类预应力混凝土梁,该刚度公式计算值与实测值均符合较好,从而将钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁的刚度公式统一起来;特别是对后张有黏结和无黏结预应力混凝土梁,相比现行混凝土结构设计规范刚度公式,该刚度公式计算精度更高,可为规范修订提供参考.     

部分预应力砼梁中无粘结筋应力增量的弯矩—曲率分析法

建立既满足纵向变形协调条件又满足梁截面Ｍ－Ｎ－Φ关系，且普遍适用的梁无粘结筋应力增量的计算方法，计算结果与已有的试验结果吻合良好。对超静定梁曲线型无粘结筋应力增量的计算表明，跨高比影响较小，其应力增量值与跨中集中荷载作用下直线型无粘结筋大致相等。     

预应力叠合梁受弯性能的试验研究

针对二次受力部分预应力混凝土叠合梁的受弯性能与普通整浇梁相比具有明显的优点的问题,为了促进叠合结构的进一步推广和应用,通过对十根叠合试验梁的试验,探讨了正常使用阶段二次受力对叠合断面应力应变状态、裂缝的形成和发展、断面的短期刚度、挠度的影响,研究表明:当h1/h较小且M1/Mcr较大时,由于扁梁弯曲效果和粘结增强效果的双重作用,叠合梁的裂缝间距明显小于整浇对比梁;预制断面上残留的荷载预应力有助于提高叠合梁的初期抗弯刚度,在进行裂缝和刚度计算时建议考虑上述有利影响;通过合理选择h1/h、M1/ M和预应力大小可以化解应力超前现象,从而使构件的初期刚度和挠度符合规范和使用要求,充分体现此类构件的经济合理的优势.