负弯矩作用下结合梁挠度计算方法研究

钢－砼结合梁在负弯矩作用下，随着荷载逐渐增加，混凝土板中的裂缝不断产生和发展，梁的刚度也随之逐渐下降，荷载－挠度关系趋于非线性，因而材料力学中求挠曲线的二次积分法对负弯矩作用下的砼－钢结合梁无法获得解析解。本文提出了求钢－砼结合梁负弯矩作用下挠度的数值积分法，把非线性问题转化为短区间的线性问题，推导了计算公式，建立了计算模型，编写了电算程序，通过反复迭代计算先获得结合梁截面的弯矩－曲率（M－φ）关系，再根据这一关系进一步求得结合梁各截面的给定荷载下的挠度，从而可绘出梁的某一级荷载下的挠曲线或某一截面的荷载－挠度（P－Δ）曲线，本文利用编写的电算程序对芜湖桥的两根大型试验结合梁T1，T2梁进行了试算，并与实测结果进行对比，计算结果与实测结果吻合较好。     

体外配置CFRP筋预应力混凝土箱梁收缩徐变效应分析

以体外配置CFRP筋预应力混凝土箱梁1 001 d的长期受力性能试验为基础,采用徐变换算截面法对收缩徐变效应引起的截面应力重分布规律进行分析。理论分析与试验结果对比表明,徐变换算截面法能较好地分析持续荷载作用部分预应力箱梁的收缩徐变效应。运用双线性法和曲率法对试验箱梁的长期挠曲变形进行预测,两种分析方法预测结果基本一致,建议取长期挠度增长系数为2.45,此时长期挠度变形理论预测值与实测结果吻合较好。对现行设计规范进行有关参数修正后,持续荷载作用下预应力混凝土箱梁的最大裂缝宽度理论值与实测结果吻合较好。研究成果将为CFRP筋在体外预应力箱梁中的推广应用提供参考。     

考虑纵向剪力重分布影响时组合梁界面滑移及挠度变形的理论分析

为了在有关组合梁界面滑移及挠度变形的研究中考虑纵向剪力重分布的影响,本文以受均布荷载作用的简支组合梁为对象,研究栓钉等柔性连接件塑性变形引起的纵向剪力重分布.根据连接件的受力状态,将界面受力全过程划分为3个工作阶段,建立相应阶段的纵向剪力简化计算模型,推导轴向力和截面曲率方程,进而得到组合梁界面滑移及挠度变形的计算公式,并将本文计算结果与按我国钢结构设计规范建议的折减刚度法得到的计算结果进行比较.比较结果表明,在分析组合梁各受力阶段的界面滑移及挠度时,需考虑界面纵向剪力重分布的影响.     

关于规定曲率弯矩方程弯矩正负号的问题

阐明了曲率弯矩方程的物理概念及用此方程建立梁(柱)弯曲微分方程的思路,论述了在建立梁(柱)弯曲微分方程中规定弯矩正负号(简称这种规定)引起的问题:1)这种规定破坏了曲率弯矩方程所反映的物理概念及用曲率弯矩方程建立梁(柱)弯曲微分方程的思路;2)这种规定导致了梁(柱)截面内力矩与梁(柱)曲率正负号无关的错误概念;3)按这种规定建立梁(柱)弯曲微分方程须记住弯矩正负号的规定,与此种规定对应的坐标系,不考虑梁(柱)曲率的正负号等3条内容,否则得出错误结果。建议材料力学在阐述梁(柱)弯曲微分方程中删去这种规定,以避免上述问题。     

活性粉末混凝土梁受弯非线性全过程分析

采用活性粉末混凝土（RPC）材料的单轴拉压应力—应变关系,考虑RPC梁受力特性,以平截面假定及数值积分法为基础,根据内力平衡关系编制RPC梁的截面计算分析程序,计算其弯矩—曲率关系曲线。在此基础上利用共轭梁法,进一步得出RPC梁的荷载—挠度关系曲线,获得任意一级加载后的任意节点的位移,从而达到对RPC梁进行全过程分析的目的。用7组RPC梁的三分点破坏加载试验对数值计算结果进行验证,试验结果表明：RPC梁受力全过程中平截面假定仍然适用,数值计算出的配筋PRC梁的荷载—挠度全曲线、破坏形态以及极限荷载与试验结果吻合良好;无筋RPC梁试验结果均小于理论计算结果,且相差较大,无筋RPC梁的最终破坏模式为单一裂缝的脆性破坏。建议设计RPC梁时,在受拉区配置一定量的抗裂分布钢筋。     

不锈钢钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

基于三根不锈钢钢筋混凝土梁和一根普通钢筋混凝土梁的试验结果,对不锈钢钢筋混凝土梁的受力性能进行了较为系统的分析和研究.结果表明,与普通钢筋混凝土梁相比,不锈钢钢筋混凝土梁的极限承载力和裂缝宽度为0.3 mm时的对应荷载值均有所提高,但增加幅度较小,而梁的挠度值却有较大程度的增加.因此建议不锈钢钢筋混凝土梁的裂缝宽度和极限承载力可按现行混凝土结构设计规范计算,但挠度计算需要适当修改.     

大跨度高铁斜拉桥钢-混结合主梁收缩徐变研究

为研究钢混结合主梁混凝土桥面板的收缩徐变对大跨度高铁无砟轨道斜拉桥的影响,以昌吉赣客专赣江特大桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立全桥精细化数值分析模型,考虑钢混结合梁混凝土桥面板不同的加载龄期,分析结合梁斜拉桥在收缩徐变效应下变形及受力的变化。结果表明:赣江特大桥结合梁在施工成桥初期至运营5年后,钢混结合梁混凝土桥面板收缩徐变引起面板及钢箱梁的应力变化情况均满足规范要求,桥面板及钢箱梁在施工成桥1年后收缩徐变完成50%以上,3年后完成80%左右;桥面板混凝土的加载龄期越长,混凝土收缩徐变对桥梁结构变形和受力的影响越小,并在混凝土加载龄期达到180 d后对桥梁结构的影响呈稳定趋势,将结合梁桥面板预制存放180 d后再进行吊装,可有效降低混凝土收缩徐变对此种结构正常使用期间力学行为的影响。     

武汉轨道交通40 m简支钢-混结合梁设计

钢-混凝土结合梁桥具有刚度大、噪声小、建筑高度低等优点.武汉轨道交通40 m简支钢-混结合梁上跨既有京广铁路,与地面高差较大,采用分段吊装和拖拉就位相结合的方法架设钢梁.本文比较了三种施工方案,分析了不同施工方案对钢梁的应力的影响;并采用改变混凝土收缩徐变系数的方法,来分析收缩徐变对结合梁应力重分布的影响,即混凝土桥面板对主梁应力的贡献.     

波形钢腹板钢底板混凝土组合梁的挠度分析

研究目的:为精确分析波形钢腹板钢底板混凝土组合梁在长期荷载作用下的挠度变化,在纳入组合梁剪切变形效应、剪力滞效应及收缩徐变效应对挠度计算影响的基础上,采用能量变分法推导出波形钢腹板钢底板混凝土组合梁的控制微分方程与自然边界条件,得到波形钢腹板钢底板混凝土组合简支单箱双室箱梁分别在跨中集中荷载和满跨均布荷载作用下的挠度计算公式;利用所得公式计算荷载作用7d、1 000d和3650 d时的挠度值,与ANSYS数值解以及不考虑收缩徐变效应的计算值进行对比,并通过了模型试验结果的验证。研究结论:(1)本文挠度计算值与ANSYS数值解及模型试验结果吻合良好;(2)波形钢腹板钢底板混凝土组合简支箱梁在跨中集中荷载和满跨均布荷载作用1000 d后,跨中挠度分别增大了9.12%和12.94%;(3)在3650 d后,跨中挠度分别增大了14.69%和18.32%,显然收缩徐变效应对组合箱梁挠度计算的影响不可忽略;(4)本文研究可为同类波形钢腹板钢底板混凝土组合梁的挠度计算提供参考。     

型钢加固钢筋混凝土梁弯矩-曲率关系的研究

根据材料(混凝土和钢材)的本构关系,对型钢加固钢筋混凝土梁的截面弯矩—曲率性能进行了分析,包括初始弯矩M1、型钢截面高度ha和原钢筋混凝土梁配筋率sρ等,继而对型钢加固钢筋混凝土梁的截面M-φ关系进行了较为系统的研究,为工程应用提供便利。     

基于分布式应变传感的混凝土梁监测方法研究

裂缝、挠度和弯矩是评价混凝土梁使用性能和安全性能的关键指标,实施全面监测一般需要多种传感方法,成本高,系统不易维护.为此,本文提出一种基于分布式应变传感的混凝土梁关键指标全面监测方法.首先,基于电阻应变传感技术,提出了分布式长标距应变传感器,并通过试验验证其优良的应变传感性能.然后,将应变输入纤维模型,建立了裂缝、挠度和弯矩的理论解析方法.最后,通过室内模型静载试验对提出的方法进行了验证.研究结果表明:文中提出的方法可准确评估裂缝、挠度和弯矩,误差可控制在10％左右.     

预应力混凝土梁在应力传递时的反挠度计算与应用

根据“荷载平衡”的概念,把预应力混凝土梁中的预应力筋简化为作用于混凝土梁体上的荷载,由静力平衡分析给出“平衡荷载”和梁在应力传递阶段的“反挠度”的计算方法,并通过实测验证,揭示反挠度在预应力混凝土梁的设计和施工中的应用。     

钢筋混凝土井字梁的设计及挠度控制

普通钢筋混凝土在大距度井字梁结构中很少应用，主要是氏不易满足规范要求，通过两个工程实例，对大跨度钢筋混凝土井字梁的挠度控制及挠度计算中的一些关键问题作了介绍。     

考虑加劲肋的悬挂式单轨轨道梁挠度研究

为研究悬挂式单轨轨道梁的加劲肋对其整体挠度的影响,建立了静活载作用下超静定变截面梁的力学模型,以模拟其变刚度条件下的弯曲变形,并推导出轨道梁任意截面的转角和弯曲挠度变形的一般方程。应用Matlab软件编程实现了梁最大挠度的计算机求解,并根据求解结果对悬挂式单轨轨道梁进行了初步的结构优化设计探讨。     

蜂窝梁弯曲变形的实用算法

基于对蜂窝梁抗弯刚度准确值的确定,对蜂窝梁弯曲变形计算中抗弯刚度既有取值进行评价。费氏空腹桁架比拟法过去长期用于估计蜂窝梁的挠度,其抗弯刚度倒数按实腹截面和空腹截面取算术平均值。对比结果表明,采用该刚度算法普遍高估了实际值,其原因在于开孔削弱了实腹梁段的抗弯效率,并提出了增大空腹截面刚度权重的加权平均法,提高了计算精度。虽然空腹截面抗弯刚度低估了蜂窝梁平均刚度,鉴于其形式简单,提出了直接采取空腹截面刚度表达式但折减其孔高的计算方法,具有实用价值。采用本文方法所得抗弯刚度值可直接代入经典力学公式计算蜂窝梁和局部蜂窝梁的弯曲挠度。     

梁体外预加应力喷补钢纤维混凝土的试验及分析

阐述在不影响正常运营的前提下，对破损钢筋混凝土梁下翼缘体外施加预应力，凿除破损混凝土后，喷射钢纤维混凝土，并利用过路列车测试其修补前后梁的受力及挠度变化。通过津浦线１１９号桥实践，证实这是一种理想的修补加固圬工梁的方法。     

组合截面混凝土梁在城市轨道交通中的应用

工形组合截面混凝土梁由预制部分和现浇部分叠合而成，由于混凝土的收缩徐变及预应力损失的影响，截面存在应力重分布现象，梁的受力、变形计算与全截面预应力梁相比有所不同。文章以25m跨度的工形组合梁为例，介绍组合截面梁在城市轨道交通中的应用。     

钢筋混凝土单筋矩形梁正截面承载力分析

研究目的:通过引入经济配筋率,分析配筋率、梁截面尺寸与抗弯承载力之间的关系,推导出按正截面承载力要求进行梁高估算的直接公式,并提出综合考虑抗弯承载力及挠度验算的方法来进行单筋矩形梁正截面优化设计,从而町简便地确定合理的截面尺寸及纵向配筋量.并探讨纵向配筋率的变化对挠度及最大裂缝宽度的影响,以及配筋率与极限弯矩、荷载效应标准组合弯矩值之间的关系.研究结论:利用正截面承载力估算梁高的直接估算式,能在满足梁正截面承载力要求及经济配筋的同时,结合满足挠度控制要求的跨高比限值进行截面设计.又可对某些大截面尺寸受弯构件采用正截面承载力及挠度控制的方法进行优化设计.对常用的配筋率范围ρ∈[0.6%,1.5%],在梁截面尺寸、材料强度等级不变的情况下,当荷载增加时,按极限承载力设计的配筋率随之增加,此时尽管梁的刚度有所提高,但其跨中挠度值也增大.因此,在进行最大裂缝宽度计算时,虽由于荷载的增大会导致相关参数变化,但配筋率的增大能较好地控制裂缝宽度.     

多跨现浇梁“桩-柱-梁式支架法”施工过程计算与分析

"桩-柱-梁式支架"是采用桩基对局部地基进行加固,并配合大直径钢管立柱及贝雷片纵梁,共同形成的一种支架形式。建立"桩-柱-梁式支架"施工阶段有限元模型,分析梁体应力及挠度在各施工阶段的变化规律。结果表明:"桩-柱-梁式支架法"施工多跨混凝土现浇梁,能够控制施工过程中梁体截面不出现拉应力,减小梁体的竖向挠度,确保施工完成后梁体的整体线形,提高现浇梁施工质量。同时,施工过程中,支架可重复倒用,大大节约了施工成本。     

城市轻轨预应力混凝土轨道梁徐变性能试验研究

通过4根1：5城市轻轨预应力混凝土轨道梁模型的500d长期试验，对其时随性能进行较系统的研究与分析，重点考察混凝土种类、截面上下缘应力差等因素对轨道梁徐变变形、徐变应变、截面曲率、钢筋应力及预应力筋应变等的影响。基于龄期调整有效模量法，编制步进法时随有限元分析程序，实现轨道梁徐变变形的时随全过程分析。应用该程序对本文试验结果进行模拟分析，计算值与试验结果吻合良好。在试验研究、时随全过程分析及美国规范ACI 318-02的基础上，提出综合考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式、钢筋配筋率及截面上下缘应力差的城市轻轨轨道梁徐变变形设计建议。研究成果为我国城市轻轨预应力混凝土轨道梁的工程设计与应用及有关规范的编制提供了依据和参考。