预应力现浇混凝土管式空心楼盖承载性能试验研究

为研究无黏结预应力现浇混凝土管式空心楼盖的受力性能,制作了一个1/4缩尺比例的无黏结预应力现浇混凝土管式空心板柱结构试验模型,通过在试验模型管式空心楼盖上施加竖向均布荷载的试验表明,该楼盖结构具有一定的承载能力,在荷载作用下各区格板发生竖向位移后,表现形状为"碗形",最大挠度发生在管式空心楼盖各区格板的跨中。有限元计算分析结果进一步说明,无黏结预应力现浇混凝土管式空心楼盖由于空心管的平行布置而呈现正交各向异性,在平行布管方向,楼板的连续性遭到破坏,楼板刚度削弱程度较大。在平行布管方向和垂直布管方向,无黏结预应力管式空心楼盖的变形仍可按连续板跨考虑。     

高层框-剪结构预应力预制空心楼板耐火试验研究

本文通过预应力预制空心楼板防火试验,测试预应力预制空心楼板在恒定的设计均布荷载作用下的变形和挠度情况,确定两种不同防火涂料涂层厚度的预应力预制空心楼板的标准耐火极限时间。     

双向筒芯简支预应力空心楼板静力试验

为研究筒芯内模顺筒向与剪力传递方向一致的四边简支现浇预应力混凝土双向空心楼板在竖向荷载作用下的性能,完成一块净跨为8m×8m的试验板的静力加载破坏试验。结果表明,试验板在板底中部出现弯曲裂缝,沿板的对角线方向发展并形成塑性铰线,板为弯曲破坏;实测开裂荷载大于规范计算值;加载至荷载标准值时,实测跨中最大竖向位移经考虑混凝土徐变影响后小于规范限值;加载至荷载设计值时,钢筋接近屈服;钢筋屈服时施加的荷载大于按弹性理论计算的荷载,预应力钢绞线接近条件屈服强度时施加的荷载大于按塑性理论计算的荷载;试验结束时,板中心的位移达到板跨的1/63,施加的荷载为荷载设计值的1.81倍;竖向位移、板内钢筋应变及截面抗弯刚度基本为中心对称即两个方向分别对于板的中线对称。在试验的基础上提出如下设计建议:沿剪力传递方向布置筒芯内模的四边简支双向空心楼板,内肋和组间肋可不配箍筋,可视为各向同性双向板,按弹性理论计算其受弯承载力,按塑性理论计算其极限弯矩,按双向板计算截面抗弯刚度。     

四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板试验研究

对一个四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板的大比例模型进行了试验,并对其变形特征、裂缝分布、破坏形态和极限承载力等进行了研究。试验研究结果表明:均布荷载-挠度曲线近似为两折线,当拼缝之外的裂缝(垂直预应力方向裂缝和斜向裂缝等)出现时,曲线发生明显转折,楼板刚度迅速降低,因此,楼板的开裂荷载应取拼缝之外的裂缝出现时所对应的荷载;楼板开裂前,荷载主要由预应力方向承担,预应力的存在提高了楼板的开裂荷载,但降低了楼板的延性,楼板首次开裂便出现了大量斜裂缝;楼板破坏时的裂缝分布和破坏形态具有典型的塑性铰线特征。基于塑性绞线理论,推导了均布荷载作用下四边简支单向预应力双向配筋混凝土叠合楼板的极限承载力公式与塑性绞线形成位置,计算结果与试验结果吻合良好。     

预应力碳纤维布加固RC梁的受弯性能研究

通过试验分析了预应力碳纤维布加固、不同预应力水平对被加固RC梁的开裂荷载、屈服荷载及极限荷载的影响。结果表明:采用预应力碳纤维布来加固钢筋混凝土梁,可以提高其开裂荷载、屈服荷载及极限荷载;碳纤维布所施加的预应力越高,其开裂荷载、屈服荷载及极限荷载就越高。另外,本文推导出了预应力碳纤维布加固RC梁的中和轴高度、极限承载力及挠度计算公式。     

疲劳荷载下锈蚀部分预应力混凝土梁挠度试验研究

通过对6根不同锈蚀率的部分预应力混凝土梁进行静力和疲劳试验,研究了疲劳荷载下锈蚀部分预应力混凝土梁破坏形态、疲劳寿命、刚度及跨中挠度的变化规律。试验结果表明:疲劳荷载作用下,锈蚀部分预应力混凝土梁均发生以某一主筋脆性断裂为标志的正截面弯曲疲劳破坏,随着钢筋锈蚀率的增大,锈蚀试验梁的疲劳寿命显著降低。锈蚀试验梁在疲劳荷载作用下的刚度变化呈现出3个阶段:迅速下降→缓慢下降→趋于平稳。根据锈蚀梁跨中挠度的变化规律,提出了疲劳荷载下锈蚀部分预应力混凝土梁跨中挠度的计算公式,其结果与试验数据吻合程度良好。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁力学性能试验

基于预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁能够提高其承载能力的理论,进行了6根外贴预应力碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁的力学性能试验。研究了在不同预应力和不同端部锚固方式下加固后的钢筋混凝土梁的预应力损失、开裂荷载、跨中挠度、极限荷载及抗弯抗剪性能。结果表明:碳纤维布预应力在一定范围内能够决定钢筋混凝土梁的加固效果,同时在梁端部采取锚固方式能有效阻止预应力碳纤维布在放张过程中的预应力损失;预应力碳纤维布加固后梁的开裂荷载随着预应力的增大而增大,最大增大幅度达到81.8%;极限荷载在一定范围内随预应力的增大先增大后减小,极限荷载最大增大幅度为41.07%。     

高温(火灾)对无粘结部分预应力混凝土梁抗弯性能的影响

对预加载的无粘结部分预应力混凝土梁的高温(火灾)性能进行了试验研究,受热温度分别为250,450和650℃,加载试验分别在高温下和冷却后进行。研究结果表明,高温将使无粘结部分预应力混凝土梁的预应力发生改变。在升温的初始阶段,预应力筋的预应力有少量增长,当温度达到一定水平时,预应力才开始下降;高温使得无粘结部分预应力混凝土梁刚度下降,但冷却会使无粘结部分预应力混凝土梁的挠度得到一定程度的恢复;随着温度的升高,无粘结部分预应力混凝土梁的极限预应力和极限挠度增量的变小,高温后加载的试验梁的极限应力增量和极限挠度增量比高温下加载的试验梁要大;随着温度的升高,无粘结部分预应力混凝土梁的开裂荷载和极限荷载呈下降趋势,但高温中梁的开裂荷载、极限荷载值均低于高温后的梁。     

CFRP加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析

为了有效补充有限的试验研究和进一步深入探讨,采用有限元方法对碳纤维布加固预应力空心板进行了非线性有限元分析。根据4块碳纤维布加固预应力空心板的实验研究结果,建立了合理的三维有限元模型。以不同的粘贴方式为参数,进行碳纤维布加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析。结果表明:碳纤维布总用量一定时,粘贴方式为单层四幅的预应力混凝土空心板的极限承载力和延性最为显著,碳纤维布的应变最大。计算得到的荷载挠度曲线、碳纤维布的应变曲线、开裂荷载和极限荷载都与试验结果吻合较好,可以较好地模拟碳纤维布加固预应力空心板的受弯性能。     

宽扁梁现浇空心楼板竖向受力性能研究

通过对湖南某高层建筑中局部两开间布置带宽扁梁的大跨度现浇空心楼板进行现场水箱加载试验,研究空心楼板在竖向荷载作用下的竖向位移、裂缝开展及分布特征,同时引入空心层分层壳模型对该空心楼板进行了有限元受力性能分析。结果表明,在设计活荷载作用下,带宽扁梁的大跨度现浇空心楼板具有足够的抗弯刚度和抗裂能力,能够满足现行规范正常使用极限状态的要求。但由于宽扁梁与空心楼板刚度比为1.5,宽扁梁对空心楼板无法形成有效嵌固而导致竖向荷载作用下,两开间试验现浇空心楼板的竖向位移曲线、裂缝分布与单块板基本相似。分析结果亦表明,空心层分层壳模型能较好地实现对空心楼板受力性能的模拟,当宽扁梁高与空心楼板厚度比h_b/h_s≥2时,宽扁梁可实现对空心楼板的有效约束,可供实际工程选用。     

边梁对无粘结预应力混凝土板柱结构在竖向荷载作用下受力性能的影响

本文用 SAP99有限元分析程序计算了 1 5种不同几何参数的板柱结构 ,以研究边梁对无粘结预应力混凝土平板结构在竖向荷载作用下受力性能的影响 ;提出了无粘结预应力混凝土板柱结构抗震设计建议方法     

无粘结预应力混凝土梁的正常使用状态和极限状态响应

提出计算无粘结预应力混凝土梁的结构响应模型,包括正常使用荷载下、裂缝出现前后以及极限承载力状态下的挠度。模型中考虑了单调和重复荷载的影响。模型的新意是基于非线性宏观有限元对开裂后无粘结预应力混凝土梁正常使用状态的计算。这是一个梁有限单元的弯曲问题,主要通过它的均质平均惯性进行描述。模型的另一个创新是在开裂、正常使用及极限状态等全部受力阶段对无粘结预应力筋的变形进行预测。研究表明:在循环荷载下,模型对梁抗弯刚度以及由于卸载后裂缝形成的永久残余挠度都可以进行精确预测;对破坏时的承载力及挠度计算也十分精确。     

无黏结预应力型钢混凝土框架梁静力性能试验研究及有限元模拟

为研究无黏结预应力型钢混凝土(UPSRC)框架梁的静力性能,对4榀UPSRC框架梁试件进行了竖向静载试验,主要的变化参数为框架梁中普通钢筋用量、型钢用量以及框架柱尺寸。对其裂缝发展、破坏模式、荷载-位移曲线、普通钢筋及型钢应变、无黏结筋应力变化等进行了分析。结果表明：UPSRC框架梁整体呈“梁铰”破坏机制,梁端及跨中出现塑性铰,截面转动能力强;达到极限荷载时,跨中及梁端受拉钢筋均屈服,部分受压钢筋屈服,型钢受拉翼缘基本屈服,受压翼缘则处于弹性工作状态;极限荷载后,UPSRC框架梁仍有较高的承载能力;无黏结筋应力增量与跨中挠度呈良好线性关系,且已有规范计算方法低估了UPSRC构件达到极限状态时无黏结筋的应力增量值;与型钢用量及框架柱截面尺寸相比,改变普通钢筋直径对UPSRC框架梁的极限荷载以及裂缝宽度的影响最为显著。利用ABAQUS有限元软件对试验进行了数值模拟。经分析发现,该模型可较好地模拟竖向荷载作用下UPSRC框架梁的力学性能。     

混合配筋预应力混凝土双向密肋板结构性能的试验研究

本文通过四块密肋板１／３缩尺模型在短期使用荷载下和承载能力极限荷载下的试验观测，探讨了混合配筋预应力混凝土双向密肋板结构在加载过程中的性能（挠度、裂缝、破坏形式和无粘结筋极限应力状态）；并用实验数据检验了电算程序ＰＦＧ──１９９３［１３］和无粘结筋极限应力状态的改进的表达式的准确性；对极限承载力计算中次力矩的效应提出了设计建议，可供结构设计应用。     

无粘结预应力井式梁板悬挂技术夹层升板结构

本文介绍一种新的结构体系——无粘结预应力井式梁板、悬挂技术夹层升板结构。井式梁板中靠近柱子的主梁为无粘结预应力连续双梁,次梁为非预应力连续梁,技术夹层为厚8厘米的钢筋混凝土平板,用钢吊杆悬挂于井式梁的交点下,并与井式梁楼板一同提升。 本文主要结合具体工程——无锡第一棉纺织厂介绍这一体系的设计和施工方法。     

重复荷载作用下无粘结部分预应力高强混凝土梁正常使用阶段性能研究

通过26根无粘结部分预应力高强混凝土梁,研究了影响裂缝宽度及裂缝闭合和变形的主要因素,将无粘结部分预应力高强混凝土梁在使用荷载作用下的受力状态转化为偏心受压构件的受力状态,求解非预应力筋的应力,然后采用现有规范裂缝宽度计算公式来求无粘结部分预应力高强混凝土梁的裂缝宽度,并建立了重复荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁裂缝宽度计算公式;应用名义拉应力建立了闭合弯矩计算公式.将预应力筋和非预应力筋对无粘结梁跨中最大挠度的影响,用无粘结配筋指标和综合配筋指标之比η和换算配筋率αpρ这两个参数来反映,并且采用与国内有关规范相一致的直接双直线法,建立了任意荷载作用下的无粘结部分预应力高强混凝土梁变形计算公式.计算结果与试验结果吻合较好.     

混凝土连续梁(板)中无粘结预应力钢筋应力增长规律研究

把握无粘结预应力钢筋应力增长规律是准确计算无粘结预应力混凝土梁(板)刚度、裂缝开展宽度及受弯承载力的基础。首先定义了正常使用阶段无粘结预应力钢筋应力增量与有粘结非预应力钢筋增量的比值为无粘结预应力钢筋等效折减系数。然后针对无粘结部分预应力混凝土受弯构件在受荷过程中无粘结预应力钢筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可分别用于考察正常使用阶段和承载能力极限状态无粘结预应力钢筋应力增长规律的计算程序。最后基于模型试验结果和仿真分析结果,得到了无粘结预应力钢筋等效折减系数与非预应力钢筋配筋指标βs和预应力钢筋配筋指标βp的关系式,以及无粘结预应力钢筋极限应力增量与非预应力钢筋配筋指标sβ、预应力钢筋配筋指标pβ和跨高比l/h的关系式。     

连续梁中无粘结预应力筋极限应力增量

无粘结筋极限应力增量的合理计算,是较准确计算无粘结预应力混凝土梁正截面承载力和极限荷载的基础。采用弯矩-曲率非线性分析法编制了可考察预应力混凝土梁中无粘结筋极限应力增量的计算程序,通过与16根两跨预应力混凝土连续梁中无粘结筋极限应力实测值的比较,验证了该方法的精确性。最后基于仿真分析结果,得到了预应力筋配筋指标、非预应力筋配筋指标、跨高比、加载形式等参数对承载能力极限状态下连续梁中无粘结筋应力增长的影响规律;建立了无粘结部分预应力混凝土连续梁中无粘结筋极限应力增量的计算公式。     

无粘结预应力装配梁试验研究

对4个无粘结预应力装配梁试件进行低周反复加载试验,考虑预应力筋偏心位置、锚固长度、初始预应力度等参数变化。结果表明:无粘结预应力装配梁具有令人满意的抗震特性,与现浇混凝土结构相比虽然耗能低,但延性好自恢复能力强(残余变形小),较非线性大位移下试件破坏程度轻。分析了装配梁的恢复力特性、延性、耗能等性能与试验参数的关系,为无粘结预应力装配结构在地震地区的使用提供参考。