钢-混组合连续梁负弯矩区开裂弯矩的研究

通过对钢-混凝土之间应变差的计算分析,求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,该方法考虑了钢梁和混凝土之间剪切滑移的影响,能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算结果与试验结果进行比较,证明这种计算方法是可行的。     

钢—混组合连续梁负弯矩区开裂弯矩的研究

通过对钢-混凝土之间应变差的计算分析,求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,该方法考虑了钢梁和混凝土之间剪切滑移的影响,能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算结果与试验结果进行比较,证明这种计算方法是可行的。     

再生混凝土梁开裂弯矩与抗弯刚度计算方法

为研究再生混凝土梁的抗弯性能，验证公路桥梁规范中开裂弯矩与抗弯刚度的计算方法对再生混凝土梁的适用性，设计1根普通混凝土梁和2根再生骨料取代率分别为50%、100%的再生混凝土梁进行抗弯性能试验，并将试验值与规范计算值进行对比。结果表明：与普通混凝土梁相比，再生混凝土梁的开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩均偏小，分别约为普通混凝土梁的66.0%、85.4%及88.3%，其中再生混凝土梁的开裂弯矩降低幅度最大；再生混凝土梁的跨中挠度随着再生骨料取代率的增加而增大，且大于普通混凝土梁的跨中挠度；按照公路桥梁规范的计算方法，再生混凝土梁的开裂弯矩计算值较试验值大25%左右，而跨中挠度计算值较试验值小10%左右，即公路桥梁规范的抗弯刚度计算值大于试验值；公路桥梁规范关于开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法不直接适用于再生混凝土梁。利用国内外既有典型试验数据，分别对公路桥梁规范中开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法进行修正，并对修正后的方法进行验证。修正后方法的计算值与试验值吻合较好，预测精度较高，可分别用于计算再生混凝土梁的开裂弯矩和抗弯刚度。     

PPC构件的短期挠度计算

本文介绍了以有效惯性矩为基础计算部分预应力混凝土（ＰＰＣ）构件短期挠度的４种计算方法。对计算值与实测数据进行了比较，提出了各种方法预测短期挠度的精度。最后导出了ＰＰＣ构件中消压弯矩开裂弯矩的简化计算公式及工程设计应用图表。     

考虑预应力筋增量的混凝土梁开裂弯矩计算公式研究

根据GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《混凝土结构基本原理》中对预应力梁开裂弯矩的分析,考虑梁体外加荷载引起的预应力细微变化,推导出一种先张法和后张法预应力混凝土梁开裂弯矩的计算公式。将按该计算公式得到的计算结果与规范计算结果进行对比,结果表明该公式更能反映梁体的实际受力变化。将试验数据与计算结果进行比较,结果表明两者符合程度良好,计算结果小于试验数据,结构偏于安全。     

钢-混连续组合梁的徐变等温法

为了研究钢-混连续组合梁徐变,考虑永久荷载作用下的徐变效应与负弯矩区混凝土开裂效应之间的耦合效应,采用了徐变等温法,将徐变效应等效为与时间无关的温度梯度作用效应,避免了有限元徐变非线性分析中的显式隐式积分选择、迭代不收敛等困难,为工程实用计算提供了一种简单方便的方法。基于力法截面分析建立了平衡和变形协调方程组,基于曲率等效原则推导了钢-混组合梁永久作用徐变等效温度梯度的解析和简化两套计算公式,能够用于静定组合梁和超静定组合梁分析,对强迫位移等其他荷载类型解析解推导起到了借鉴作用。徐变后超静定连续梁的内力和变形转化为"按照材料和结构力学方法计算温度梯度作用超静定结构内力(截面重分布内力和超静定支座次内力)和变形"。对永久作用下超静定连续梁,提出正弯矩区徐变等效温度梯度的抛物线加载方式。结果表明:等效温度梯度模型应用便洁、精度较好,约束系数是徐变效应的关键影响参数;连续组合梁负弯矩区开裂之后应力释放,在挠度增加不大的情况下出现有利的弯矩重分布(负弯矩减幅达20%以上,正弯矩增幅约16%),而徐变会缓解开裂重分布弯矩和应力释放程度;徐变会显著地加重开裂后的跨中挠度;缓解或加重作用程度与型钢大小等因素有关。     

预应力混凝土空心板静载试验方法研究

根据预应力混凝土结构的计算原理，研究预应力混凝土空心板现场静载试验方法，建议以空心板控制截面的开裂弯矩耿进行最大试验加载设计，为了通过预应力混凝土空心板现场静载试验来了解其在使用阶段结构性能，研究并提出静载试验的等效弯矩计算方法。文中还介绍20m先张法预应力混凝土空心板现场静载试验设计与结果。     

预应力高强混凝土箱梁极限承载力理论及试验研究

以设计强度等级C70的预应力高强混凝土箱梁为研究对象展开足尺破坏试验,用来研究其受力全过程。本文介绍了试验的方法、流程,记录了从初始加载至弯曲破坏的荷载位移曲线。在试验的基础上,采用有限元软件建立模型以及参照规范中相应公式计算试验梁开裂弯矩、破坏弯矩,两者与试验数据比较分析,得到了较为满意的结果。研究表明:单梁的开裂弯矩值与规范算法、有限元模型计算结果三者吻合较好,三者的两两比值为0.99~1.02;此外,采用有限条代法计算所得破坏弯矩与试验结果吻合较好。     

钢-混凝土连续组合梁桥裂缝问题的研究综述

对钢-混凝土连续组合梁桥而言,负弯矩区混凝土板由于承受较大拉应力而开裂,从而引起钢筋及钢梁腐蚀等严重问题,影响了结构耐久性和承载能力。因此,负弯矩区混凝土板裂缝控制是设计中的重要一环,控制效果直接关系到结构的安全性和耐久性。该文结合最新的研究进展,对组合梁负弯矩区混凝土板的开裂特点、影响因素、裂缝宽度计算、裂缝控制措施等几个方面进行总结、阐述,希望能对连续组合梁桥负弯矩区的裂缝控制有所帮助。     

用支座位移法对组合梁桥施加预应力

钢-混凝土组合连续梁桥的中间支座附近为负弯矩区,会导致桥面混凝土开裂,缩短使用寿命。本文结合常州市马公桥工程的建设,对采用支座位移法来施加预应力,避免桥面混凝土开裂的技术进行了研究。通过对施工过程中的实测数据和仿真计算结果的比较,明确实际效果,得出有关经验和建议。     

钢-UHPC组合梁负弯矩区受力性能试验

为解决钢-混组合梁负弯矩区桥面板的开裂问题，以桥面连续钢-混组合梁为研究对象，负弯矩区桥面板采用超高性能混凝土（Ultra-High-Performance Concrete，UHPC）代替传统普通混凝土，对其抗裂性能展开研究，并设计3根不同负弯矩区接口形式的钢-UHPC组合梁，采用一种独特的转角加载方式进行全过程静力加载试验，获得转角、临界开裂荷载、应变等关键试验数据；基于Abaqus的混凝土塑性损伤模型建立试验梁的非线性有限元模型，并对试验过程进行模拟。研究结果表明：钢-混组合梁负弯矩区采用UHPC，能明显提高负弯矩区的开裂性能、有效解决了负弯矩区桥面板的开裂问题；建议了合理的负弯矩区接口形式及负弯矩区UHPC纵向铺设长度取0.1L；采用黏结滑移理论，提出了简易的UHPC裂缝宽度计算公式。     

CFRP筋钢骨混凝土组合梁受弯性能

为研究CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)筋钢骨混凝土组合梁的抗弯性能,试验设计了3片CFRP筋钢骨混凝土组合梁,其中对比参数包括不同弹性模量的受拉主筋和不同CFRP筋配筋率,通过静载试验得到了钢骨混凝土组合梁在应变、挠度、裂缝开展以及抗弯承载能力等方面随着荷载增加...     

钢管混凝土轴压与纯弯荷载-变形关系曲线实用计算方法研究

在数值计算和试验研究成果的基础上,探讨了钢管混凝土轴压强度承载力和抗弯承载力指标取值问题。在大范围参数分析的基础上,通过分析荷载—变形全过程关系各阶段的力学性能和特点,提出了钢管混凝土轴压σsc ε关系和纯弯M φ关系全过程曲线的实用计算公式,实用计算公式的计算结果与数值计算结果、试验结果吻合较好。最后提出了钢管混凝土轴压强度、抗弯承载力和抗弯刚度的简化计算公式,简化计算公式的计算结果与大量试验结果吻合较好。     

PC梁开裂截面应力计算的简化方法探讨

根据预应力混凝土粱再开裂正截面预应力钢筋的应力计算经验公式,推导梁正截面首次开裂后再开裂过程中中性轴位置和受压区边缘混凝土正应力的计算新方法,其间考虑了预应力混凝土梁正截面首次开裂以及疲劳荷载重复作用对钢筋和混凝土应力增长的影响,并通过算例对新方法与现有方法的计算结果进行比较,验证了新方法的简便合理性。     

考虑防火涂料的PC箱梁时空温度场及刚度退化试验研究

为了明确涂有防火涂料的预应力混凝土（PC）箱梁火灾温度场及火灾后的刚度退化性能,针对3片有、无膨胀型防火涂料的PC简支箱梁开展了火灾模型试验研究。基于预应力混凝土梁受火性状推导了刚度衰变率与挠度衰变率关系方程,通过分析混凝土箱梁截面时空温度场分布状态,基于分区域理论提出了一种PC箱梁受火损伤后初始截面等效刚度简化计算方法,并基于自振频率推导了受火梁动刚度计算公式;对模型梁进行了火灾后的静力逐级加载和动力性能试验,分析了受火梁挠度、频率等静、动力参数的变化规律,研究了受火损伤状态对箱梁静、动力特征参数的影响;基于理论计算和试验数据对比分析了受火梁静、动力刚度在不同损伤状态下的退化规律。研究结果表明：膨胀型防火涂料的使用显著降低了预应力混凝土箱梁的高温敏感性,混凝土温升速率明显下降,大幅降低了混凝土结构温度,有效减少了混凝土结构开裂和爆裂现象;受火试验梁的截面静刚度随荷载增加而逐渐减小,且初始损伤越大,进入弹塑性阶段发展越快,越早达到结构极限承载力;初始损伤状态对结构截面静刚度的影响大于对结构动刚度的影响,且截面静刚度衰减速率比动刚度衰减速率更快。提出的受火梁静、动刚度及固有频率的简化计算方法可为火损箱梁的结构静、动力性能初评估提供理论依据。     

连续配筋混凝土路面温度应力分析

基于钢筋混凝土间粘结滑移的线性和非线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)在温度荷载作用下的力学模型以及按接触理论推导的有限元刚度矩阵。得出了考虑粘结滑移线性和非线性本构关系的有限单元数值解,据此分析了降温荷载作用下路面应力、位移的分布规律。同时讨论了裂缝间距和配筋率、配筋方式对裂缝宽度的影响。结果表明,在相同的降温荷载作用下,随着裂缝间距的增大,钢筋和混凝土的应力呈现非线性增加;采用不同配筋方式对裂缝宽度的影响较大,建议设计时尽量采用小直径多根数的配筋方式。按接触有限元法进行温度应力的非线性分析,为今后的科研和设计提供了很好的理论依据。     

UHPC梁受剪性能试验与抗剪承载力计算方法

为研究超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC）薄腹梁受剪性能和抗剪承载力计算方法，设计制作11片模型梁开展荷载试验，试验参数包括纤维率、纤维种类、配箍率、剪跨比和混凝土强度。分析了试验梁破坏形态、裂缝开展过程和主要因素对梁体受力响应影响规律。试验结果表明：UHPC梁的受力过程分为弯曲开裂前弹性阶段、"桥联作用"失效前和"桥联作用"失效后3个阶段。UHPC梁剪切破坏具备一定延性且有明显征兆，为半延性-半脆性破坏。由于纤维"桥联作用"，UHPC梁剪切开裂后呈多条剪切裂缝同时开展现象，破坏过程伴随着纤维持续从基体里拔出的"滋滋声"。此外，配置适量箍筋可使梁体破坏模式从脆性剪切破坏向更具延性的弯曲破坏转变。基于Rankine破坏准则，推导出剪压区混凝土简化强度准则；考虑T形截面翼缘的影响，提出腹板抗剪有效宽度计算方法；通过极限平衡法，得到考虑翼缘影响的混凝土抗剪贡献计算式。基于分项叠加思想，建立考虑混凝土、箍筋和纤维抗剪贡献的UHPC梁抗剪承载力理论计算式。该公式形式简单，物理意义明确，可以考虑纤维率、剪跨比和梁体尺寸等影响因素。用试验结果对提出的计算式进行验证，得到抗剪承载力理论计算值和试验值比值均值为0.94，标准差为0.17，计算结果表明提出的计算式可以较好地预测UHPC梁的抗剪承载力。     

钢筋UHPC矩形截面受弯构件的钢筋应力简化计算

为建立钢筋UHPC矩形截面受弯构件的钢筋应力简化计算方法，首先基于UHPC结构计算的基本假定建立了钢筋应力数值计算方法，然后推导并修正了考虑UHPC抗拉贡献的钢筋应力简化公式，最后通过与国内外文献相关试验结果进行对比，对所提出的钢筋应力简化公式的适用性进行了验证。结果表明：①数值计算方法所得钢筋应力预测值与实测值整体吻合良好，证明了该方法的有效性。②由于忽略了UHPC的抗拉贡献，直接采用GB 50010—2010规范和JTG 3362—2018规范推荐钢筋应力公式计算所得UHPC构件的钢筋应力误差较大。③根据UHPC结构计算基本假定推导出UHPC受弯构件开裂截面钢筋应力简化公式，并结合参数分析结果建议简化公式中系数α取值0.85，β取值0.50；钢筋应力在125~400 MPa范围时，简化公式预测效果较好；但当钢筋应力在40~125 MPa范围时，由于过高估计UHPC的抗拉贡献，简化公式预测结果明显偏小，甚至出现负值。④为避免简化公式过高估计UHPC抗拉贡献，改进了UHPC受拉贡献系数β的取值方法，进而得到了钢筋应力修正公式；修正后钢筋应力计算值在裂缝发展阶段内，与实测值、数值分析值均整体吻合良好，且与其他文献的钢筋应力试验值吻合也较好，表明修正公式的适用性也较好，可为UHPC结构设计规范的编制提供参考。