有粘结和无粘结预应力混凝土扁梁框架抗震性能试验

通过对一榀有粘结预应力混凝土扁梁框架和一榀无粘结预应力混凝土扁梁框架所进行的拟动力抗震性能试验,分析比较了它们的破坏形态、动力反应、滞回曲线、刚度退化等抗震性能。试验结果表明,有粘结预应力混凝土扁梁框架和无粘结预应力混凝土扁梁框架的各种反应没有显著的差异。无粘结预应力混凝土扁梁框架应当可以满足抗震要求。     

无粘结部分预应力混凝土梁的延性分析

本文建立了基于增量变形的既适用于有粘结部分预应力混凝土梁亦适用于无粘结部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析方法。本文的方法能够模拟构件达到其峰值承载能力后下降段的性能,并可考虑非预应力钢筋及混凝土由于结构进入承载能力下降段引起的卸载而导致的材料应力应变关系的变化情况。利用本文所建立的方法,研究了不同加载方式、跨高比、综合配筋指标（CRI）、部分预应力比率、混凝土抗压强度等对无粘结部分预应力混凝土梁延性性能的影响。研究表明,无粘结部分预应力混凝土梁的曲率延性系数随综合配筋指标（CRI）的增加而减小。对于某个给定的综合配筋指标（CRI）,对比分析了有粘结和无粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数差异情况。分析表明,综合配筋指标（CRI）在0．15—0．20之间时,无粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数与相应的有粘结预应力混凝土梁的接近;当综合配筋指标（CRI）大于0．20时,无粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数大于相应的有粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数;当综合配筋指标（CRI）小于0．15时,无粘结预应力混凝士梁的曲率延性系数小于相应的有粘结预应力混凝土梁的曲率延性系数。     

预应力混凝土梁缓凝粘合剂有效强度试验研究

缓粘结预应力混凝土梁由无粘结预应力混凝土梁转变为有粘结预应力混凝土梁的判定标准是结构投入正常使用状态的重要依据。在缓凝粘合剂不同锥入度和不同邵氏硬度条件下，对15根缓粘结预应力混凝土梁进行抗弯性能试验，建立缓粘结预应力混凝土梁开裂荷载、裂缝数量和极限承载力与锥入度、邵氏硬度的关系。同时，与2根有粘结预应力混凝土梁和2根无粘结预应力混凝土梁的抗弯性能试验作对比。结果表明：当缓凝粘合剂邵氏硬度达到50D时，缓粘结预应力混凝土梁达到有粘结预应力混凝土梁的抗弯性能，即缓粘结预应力混凝土梁转变为有粘结预应力混凝土梁。据此定义缓凝粘合剂邵氏硬度50D为有效硬度。在以上试验的基础上，制作3组缓凝粘合剂抗压试件，测得抗压试件邵氏硬度达到50D时，缓凝粘合剂抗压强度为10MPa,并定义此为有效强度。     

缓粘结部分预应力混凝土梁静载试验研究

缓粘结预应力技术是在有粘结预应力技术和无粘结预应力技术之后发展起来的一种新的预应力技术。为了掌握缓粘结预应力混凝土梁的受力性能,对3根缓粘结部分预应力混凝土梁进行了静载试验,并与1根有粘结部分预应力混凝土梁进行对比,试验过程中详细记录了试验梁混凝土应变、非预应力筋应变、缓粘结预应力筋应力增长、挠度以及裂缝开展情况,分析了预应力强度比、普通钢筋配筋率的影响,将有粘结和缓粘结部分预应力混凝土梁进行了对比。试验结果表明,缓粘结部分预应力混凝土梁的受力性能与有粘结部分预应力混凝土梁相近,甚至略优于后者。     

缓粘结部分预应力混凝土T梁试验研究及有限元分析

为了研究缓粘结预应力混凝土构件的受力性能和使用性能,对3根缓粘结部分预应力混凝土T梁和1根有粘结以及1根无粘结部分预应力混凝土T梁的受力性能进行了对比试验研究。结果表明,缓粘结部分预应力混凝土T梁的受力性能与有粘结部分预应力混凝土T梁极为相似,但明显不同于无粘结部分预应力混凝土T梁。采用有限元软件ABAQUS对缓粘结部分预应力混凝土T梁进行了非线性有限元数值模拟,分析中考虑了几何非线性和材料非线性的影响。选取适当的材料本构关系和单元类型,从梁的变形发展规律、正截面极限承载力和缓粘结预应力筋的应变发展规律等几方面与试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

缓粘结预应力混凝土梁受弯试验研究

介绍了缓粘结预应力筋的构造和工作原理,通过3根缓粘结预应力混凝土梁的受弯试验研究了其开裂弯矩、极限弯矩、裂缝分布和荷载-挠度关系等缓粘结预应力混凝土梁的受力性能,并与有粘结和无粘结预应力理论计算结果进行了对比分析,得出缓粘结预应力混凝土梁的受弯规律,为缓粘结预应力混凝土梁的设计计算提供了参考。     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土梁的抗弯试验。结果表明:研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载     

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。     

使用荷载下无粘结部分预应力混凝土叠合梁裂缝控制

给出了20根矩形截面无粘结部分预应力混凝土叠合梁(其中2根为对比梁)裂缝宽度的试验研究成果.在此基础上,结合无粘结部分预应力混凝土梁及普通混凝土叠合梁的已有成果,提出了与混凝土结构设计规范相对应的一套裂缝宽度控制计算公式.通过把无粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁及有粘结部分预应力混凝土梁、叠合梁的计算方法衔接起来,形成了统一的计算体系.经试验结果验证,这些公式计算精度较高,可满足工程设计要求.     

使用荷载下无粘结部分预应力混凝土梁的应力分析

使用荷载下无粘结部分预应力混凝土梁应力分析的主要困难,是如何确定无粘结预应力筋的应力.本文引用文献[1]提出的“等效变形区”的概念,并认为使用荷载下,无粘结预应力筋的应力和“等效变形区长度与开裂截面中性轴高度” 的比值有关.通过对无粘结部分预应力混凝土梁试验数据的分析及应用弯矩曲率数值法计算,发现这一比值基本为常数,并取为15.2.使用荷载下,无粘结部分预应力混凝土梁的应力分析和相应有粘结部分预应力混凝土梁一样方便.     

无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁力学性能

设计制作了5根不同粗骨料替换率的无粘结预应力再生粗骨料混凝土试验梁,并采用两点加载对其进行正截面受弯性能试验,研究了无粘结预应力再生粗骨料混凝土的梁破坏形态、承载力、裂缝宽度及跨中挠度等力学性能。基于试验数据建立了与《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）相协调的无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁预应力钢筋应力增量计算公式,提出了无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的最大裂缝宽度及刚度的设计建议。结果表明:再生粗骨料替换率对无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的破坏形态、裂缝宽度、跨中挠度影响不大;达到承载力极限状态时无粘结预应力再生粗骨料混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量比无粘结预应力混凝土梁的无粘结预应力钢筋应力增量大,但再生粗骨料替换率对应力增量的影响不显著。     

有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁设计

基于前期研究及《预应力混凝土结构设计规程》(DGJ 08-69—2015)的修订工作,阐述了有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁开裂阶段、正常使用阶段、承载能力极限状态下的计算公式,公式的形式与现行规范中有粘结预应力混凝土梁的计算公式统一,通过调整公式中相关参数的取值以考虑有粘结与无粘结预应力筋混合配置的影响。     

无粘结预应力混凝土受弯构件开裂截面受压区高度的计算

有粘结预应力混凝土梁开裂截面的受压区高度可由一个三次方程确定,但由于平截面假定不能用来确定无粘结预应力钢筋的应变,这个三次方程不适用于无粘结预应力混凝土梁。本文根据等效变形的原理,通过补充变形条件,推导出了计算无粘结预应力梁开裂截面受压区高度的三次方程,使无粘结预应力受弯构件在使用极限状态下开裂截面的应力计算得以顺利进行。     

缓粘结预应力混凝土简支梁试验受弯裂缝研究

通过对8根缓粘结预应力筒支梁的试验研究，分析了缓粘结预应力梁受力过程及破坏形态，运用现行规范关于有粘结以及无粘结预应力混凝土裂缝计算公式进行了裂缝计算，得出其裂缝开展与有粘结预应力梁非常接近。     

有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁在竖向低周反复荷载下的抗震性能研究

采用ABAQUS软件和清华大学开发的滞回材料本构子程序PQ-Fiber对有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁在竖向低周反复荷载下的抗震性能进行研究,重点从滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性、变形恢复能力等5个方面分析有粘结预应力筋与无粘结预应力筋相对含量对混合配置预应力筋混凝土梁抗震性能的影响。研究发现,有粘结与无粘结混合配置预应力筋混凝土梁(尤其是当无粘结筋的配筋比例在30%以内)的抗震性能是良好的。     

多种预应力技术在南京广电大厦中的应用

南京广播电视大厦工程设计中采用了多种预应力施工技术,其中包括多跨无粘结预应力混凝土平板,扁梁,大跨度有粘结预应力混凝土梁等。本文主要介绍预应力结构设计及预应力施工技术在该工程中的应用。     

有效预应力对无粘结预应力梁受力性能的影响

利用有限元方法,研究了有效预应力对无粘结预应力混凝土梁受力性能和无粘结预应力筋极限应力增量的影响.设计了以有效预应力值为变量的分别承受跨中单点集中荷载以及均布荷载作用的无粘结预应力混凝土梁,利用建立的有限元模型对这些梁进行非线性全过程分析.结果表明,随着有效预应力的提高梁的开裂荷载和开裂弯矩显著提高,若梁破坏时无粘结预应力筋仍处于弹性阶段,则梁的极限荷载和极限弯矩亦显著提高,而无粘结预应力筋极限应力增量逐渐降低.     

有粘结无粘结双向预应力在混凝土框架中的应用

在三层三跨预应力混凝土框架中，主梁采用后张有粘结部分预应力，次梁采用无粘结部分预应力。本文主要介绍主次梁双向预应力的施工工艺。     

锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载与刚度计算

参照我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中适用于预应力混凝土梁的开裂荷载计算公式,引入考虑锈蚀的参数变量来计算锈蚀预应力混凝土梁的开裂弯矩值;以我国现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ 92—2004)中的公式为框架,假定锈蚀预应力混凝土梁开裂后的短期刚度降低系数在锈蚀有粘结预应力混凝土刚度降低系数与锈蚀无粘结预应力混凝土梁刚度降低系数之间随预应力筋锈蚀率线性变化,提出锈蚀预应力混凝土梁短期刚度计算方法。按建立的锈蚀预应力混凝土梁开裂荷载及短期刚度计算方法得出的计算结果与试验结果总体上符合良好。     

纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁短期刚度试验研究

分别以碳纤维筋(CFRP筋)及芳纶纤维筋(AFRP筋)为无粘结及有粘结预应力筋,以环氧涂层钢筋为非预应力筋,进行了2组共17条梁的受弯试验。试验结果表明,纤维塑料筋(FRP筋)有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩与曲率(或弯矩与挠度)曲线接近为双折线,双折线的交点位于开裂弯矩Mcr处。基于双直线假设,利用实测试验梁的终点刚度折减系数β0.5,可求出1/β0.5对换算配筋率nfρ和预应力强度比λ的线性回归方程,并采用预应力筋粘结特征系数Ω对纤维塑料筋的面积进行折减,得到了能同时针对纤维塑料筋有粘结及无粘结部分预应力混凝土梁的统一的刚度计算公式。此外,对ACI440.4R-04提出的关于纤维塑料筋预应力混凝土梁的刚度计算公式,在有效惯性矩软化系数βd中引入预应力筋粘结特征系数Ω,从而使该刚度计算公式能够适用于纤维塑料筋无粘结及有粘结部分预应力混凝土梁的刚度计算,上述两种方法的计算结果与本文试验数据符合良好。