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关键词： 预应力混凝土结构   应力腐蚀   腐蚀疲劳   早期损伤演化  

摘要： 对应力影响下预应力筋腐蚀性能的相关研究进行了综述,从腐蚀现象和腐蚀效应两方面总结了相关研究的成果。腐蚀现象的研究关注腐蚀起始和点蚀形成、点蚀演化和裂纹成核、裂纹扩展和金属断裂的整个发展过程。预应力筋中的应力影响钝化膜的形成和破坏,进而影响点蚀敏感性。因点蚀演化在蚀坑处形成微裂纹是应力腐蚀开裂的典型特征,分析裂纹扩展模式和断口形貌可以确定该断裂模式。腐蚀效应的研究重点关注有应力历史的腐蚀预应力筋的力学性能退化,研究表明强度和延性均有不同程度的降低,关于应力水平/应力幅对性能退化的影响规律仍需进一步研究。

关键词： 预应力混凝土结构   张拉顺序   有限元分析   施工工况   内力结果   分析对比  

摘要： 预应力混凝土结构在铁路站房结构中大量应用,跨度大、承载力高的承轨层、高架层等诸多梁构件常采用预应力混凝土结构。混凝土梁预应力不同张拉顺序会对结构内力产生一定影响。本文以重庆西站站房预应力结构为工程背景,通过有限元软件考虑混凝土徐变、收缩等因素影响,基于预应力框架结构模型进行不同工况下预应力张拉顺序研究,综合对比分析支座反力、节点位移、板及梁内力结果,提出最优施工(顺序)方案。分析结果可为相关预应力混凝土结构设计和施工提供指导。

关键词： 预应力混凝土结构   纤维复合材料筋   先张法   夹具锚固性能   受力性能  

摘要： 随着滨海地区的发展，传统的钢筋混凝土结构的耐腐蚀和疲劳性能受到严重的挑战;尤其是在沿海港区，由于特殊的氯离子腐蚀环境，使得结构的可靠性和稳定性受到极大的限制。近年来。新型纤维复合材料筋（简称FRP筋）逐渐出现在人们的视野中，这种FRP材料拥有多种优势（1）自重小;（2）抗拉强度大;（3）抗疲劳能力强;（4）耐腐蚀性能好。凭借上述优点，FRP筋逐渐成为替代传统钢制钢材普通钢筋解决常规结构特殊环境（沿海、化工）下耐久性问题的重要尝试，将FRP筋与预应力技术相结合，利用预拉力提供的刚度与延性，改善筋材本身低弹模导致的混凝土结构易开裂等结构问题，可有效发挥FRP筋材的高强性能。因此，将FRP筋尤其是经济应用前景更高的BFRP筋（玄武岩纤维复材筋）应用于预应力混凝土结构，使其随着科技发展逐渐成为纤维复合材料推广与应用的一个重要方向。　　现阶段，一般工程将预应力张拉方法分为先张法和后张法，两者的主要区别在于是否在混凝土构件凝固后张拉筋材应力。先张法较于后张法，拥有较为简便的工序，生产过程节省材料，制作成本低，对锚固要求低（对时间、空间要求低），且响应如今我国大力推行的建筑装配式与建筑工厂化、预制化的号召。随着对此研究方向的深入了解，当下许多研究学者的研究重点集中在FRP加固体外预应力混凝土构件、后张法FRP筋预应力构件受弯、受拉性能研究，以及FRP材料投入到结构外部加固和补强等方面的研究，对先张法预应力FRP筋构件的夹具种类研究、锚固方式研究、锚固性能分析和先张法预应力结构受力性能等研究较为欠缺。因此，本文开展对先张法预应力FRP筋构件的夹具锚固性能和预应力结构受力性能等试验，目的在于推动新型FRP筋与先张法预应力结合的预制化构件的工程进度发展。　　鉴于此，本文采用先张法对预应力FRP筋混凝土结构的锚固性能和结构力学性能进行了探究，主要研究内容和结论如下：　　（1）提出了一种新型先张法夹具，开展预应力BFRP筋夹具锚固性能研究。对不同种类的FRP筋进行工程适用性选取，主要研究抗拉强度以及松弛率对FRP筋、预应力FRP筋构件产生的影响，并考虑到张拉方式、张拉效率与实际工程经济效益，选出综合性能较优的BFRP筋。针对不同锚固方法进行优劣性分析（夹片型、粘结型和摩擦型），最终根据与BFRP筋和先张法预应力方法适配性选取粘结型夹具，为后续预应力FRP筋夹具研发与锚固性能分析提供参考意见与理论指导。最终试验结果表明新型夹具持力稳定，短期性能较好。　　（2）开展了BFRP筋松弛研究，结果表明筋材应力损失较小，松弛率较低，可投入实际工程使用。使用本课题组创新研制的先张法粘结型夹具进行张拉持荷试验，即对BFRP筋在预应力条件下松弛率分析，根据试验情况与计算情况分析各种预应力损失，结合起来判断高应力幅值下BFRP的松弛率。　　（3）对先张法预应力BFRP筋构件进行了结构性能试验。对先张法预应力BFRP筋构件受力过程、裂纹发展、开裂现象和位移挠度等方面进行了研究分析。试验结果表明：预应力的参与结构工作和施加预应力幅值的增大对BFRP筋构件有如下影响：显著限制构件挠度位移;减缓裂缝的出现和发展;显著提高结构抗弯能力与抗裂能力。但是较低应力幅值，在高应力幅值情况下，受力分析和数值采集存在误差较大的情况。最终提出了预应力BFRP筋受弯构件关键结构参数的分析计算方案、设计方法。　　1）抗裂验算：不同应力幅值的计算开裂荷载和试验开裂荷载基本吻合，可利用普通钢筋混凝土结构的计算方式对先张法预应力BFRP筋受弯构件进行大致评估。静力试验中，各预应力FRP试验梁裂缝宽度随荷载等级的增大，最终曲线近似呈线性增长。　　2）承载力计算：不同应力幅值的计算极限荷载和试验极限荷载基本吻合。预应力对结构极限承载能力影响微乎其微，但能增大构件正常使用时的承载力（一定受力区间以内），对减少构件的弯曲变形、延缓开裂有较好的作用。　　3）挠度变形：根据预应力FRP梁受弯试验，发现预应力的增加显著增加了开裂挠度在总挠度中的比例。在结构构件正常服役情况下，预应力构件能以较小的挠度完成正常承载力需求，提高了结构构件的工作性能。　　（4）对先张法预应力FRP筋构件进行了ABAQUS有限元分析，主要模拟出跨中荷载-挠度曲线、裂缝发展趋势和开裂荷载，对其进行分析预测并与试验值比对。其误差可能的原因是高应力幅值情况下ABAQUS分析数值偏差较大。

ISBN: (纸本)9787112290802

关键词： 预应力混凝土结构   性能评价   有效预应力   高斯混合模型   最小样本量  

摘要： 有效预应力是影响既有预应力混凝土结构服役性能的关键因素,准确评估有效预应力的实时分布特征是科学评价既有结构服役性能的根本前提。然而,由于预应力筋深埋于混凝土中、测量难度大,行之有效的有效预应力原位检测方法近年来才逐步得到推广与应用,关于有效预应力“实测概率统计特征—结构真实分布评价”的研究尚不完善,即使实测出零散的有效预应力数据也无法准确表征结构内有效预应力分布特征。此外,现有评价方法主要从结构设计态出发,依据理论公式对结构有效预应力值进行推定,未考虑有效预应力不均匀性及不确定性的实际分布特征,基于实测数据的结构服役性能评价方法严重缺失,导致评价结果偏差较大,为结构的服役带来安全隐患。因此,本文拟结合预应力结构体系的有效预应力分布规律对结构服役性能针对性评价开展系列研究,主要研究工作如下:(1)考虑预应力损失各影响参数的离散特征,建立了基于实测数据的总体有效预应力分布模型。基于张拉控制应力、摩阻系数等主要影响参数的统计特征,开展典型混凝土构件有效预应力的Monte Carlo数值模拟,探明结构内预应力损失概率分布规律;结合总体预应力损失规律,引入高斯混合模型对实测总体有效预应力概率分布准确表征,借助最大期望算法(EM)对模型解构处理,为后续预应力结构体系研究提供理论依据。(2)结合抽样样本的统计特征,建立了工程化的既有结构总体有效预应力序贯抽样方法。在服从不同分布的总体中随机抽样以模拟不同结构有效预应力实测结果,引入95%保证率条件下的评价特征值对结构服役性能进行定量表征,以“估计置信区间/估计均值”为约束条件,分析在该限定条件下的不同样本量特征值估计精度,建立了最小样本容量计算方法,探明不同预应力分布情况下对应的合理样本数目。(3)结合规范中极限状态设计法,建立了基于承载力评价特征值的构件承载能力推定方法。考虑构件内每根预应力筋对构件承载能力作用的累加效应,定义了承载力评价特征值,提出应用正态分布叠加原理与特征加权法结合提取承载力评价特征值的计算方法。并使用Monte Carlo数值模拟验证了多组模型应用特征加权法计算承载力评价特征值的准确性。(4)以某实际工程为例,验证了最小样本容量理论的有效性与服役性能评价的准确性。以长期服役后的无粘结预应力混凝土板为工程背景,结合最小样本理论,通过临界应力法获取结构有效预应力实测样本,并采用设计复核法与特征值法分别进行结构服役性能评价。结果表明,与现行评价方法相比,特征值法能在保证结构的安全性和可靠性条件下较好地拟合实际情况,可为既有预应力混凝土结构的性能评价和加固设计提供参考依据。

关键词： 道路桥梁工程   预应力混凝土结构   界面剪力   有限元软件ABAQUS  

摘要： 预应力混凝土结构的性能对于道路桥梁工程具有重要的影响。本研究以有黏结预应力混凝土结构为对象,通过理论推导和数值模拟手段,对其力学性能进行研究。建立预应力混凝土结构中钢筋与混凝土界面摩擦作用的力学模型,对结构内部界面剪力进行了推导。在有限元软件ABAQUS中建立数值模型,对结构整体性能进行分析。研究结果表明:钢筋—混凝土界面剪力在端部出现峰值,由端部向内呈现先减小后增大的规律,并且在剪力改变方向的位置轴力出现峰值。预应力施加完成后,拉应力主要由受拉区的混凝土及钢筋来承担。当荷载值不断增大时,混凝土跨中开始出现细观裂缝并逐渐扩展,模型进入弹塑性阶段,拉应力逐渐由混凝土向钢筋传递。直到荷载达到某一极限值,下部受拉钢筋达到抗拉强度,发生屈服。

关键词： 结构设计原理   课程建设   LBL教学法   PBL教学法   融合教学法  

摘要： 为提高土木工程专业的教学质量和培养更多卓越的复合型专业人才,根据结构设计原理课程的特点、结合以授课为基础的教学法(LBL)和以问题(或项目)为基础的教学法(PBL)的优缺点,在课程的预应力混凝土结构教学中采用PBL和LBL相融合的教学方法。教学效果表明,采用PBL与LBL相融合教学法,不仅使学生能够较全面、系统地掌握课程的内容,同时提高学生学习的积极性和主动性,分析问题和解决问题的能力;更重要的是学生的实践能力和创新能力有所提高。

关键词： 信息研究院   铝合金结构   文件通知   技术标准   预应力混凝土结构   标准化工作改革   住房和城乡建设部   立体库房  

摘要： 各有关单位:为贯彻落实《国务院关于印发深化标准化工作改革方案的通知》以及住房和城乡建设部办公厅相关文件精神,根据中国工程建设标准化协会相关文件通知,由亚太建设科技信息研究院有限公司(原住建部科技信息研究所)与有关单位共同主编的《库架一体式钢结构立体库房技术标准》《预应力混凝土结构监测技术规程》《预应力铝合金结构技术规程》三本CECS标准已经通过中国工程建设标准化协会审核并正式批准立项。

关键词： 京津冀区域   住房和城乡建设   安全技术规范   北京市建筑设计研究院有限公司   市场监督管理局   预应力混凝土结构   深入落实   协同  

摘要： 为深入落实京津冀区域协同发展战略,由北京市住房和城乡建设委员会联合天津市住房和城乡建设委员会、河北省住房和城乡建设厅组织中建一局集团建设发展有限公司等单位主编的《装配式建筑施工安全技术规范》、北京市建筑设计研究院有限公司等单位主编的《预应力混凝土结构技术规程》2项北京市地方标准作为京津冀区域协同地方标准,已经北京市市场监督管理局、北京市住房和城乡建设委员会共同批准发布。

关键词： 超高性能混凝土组合梁   有限元分析   抗弯承载力   预应力混凝土结构   普通混凝土  

摘要： 为有效预测预应力超高性能混凝土−普通混凝土(UHPC-NC)组合梁的抗弯承载力,首先基于有限元方法建立纯弯曲作用下预应力UHPC-NC组合梁的数值分析模型,考虑材料非线性及复杂界面接触等问题,分析预应力筋配筋率、普通钢筋直径、普通钢筋强度等级以及高跨比等参数对预应力UHPC-NC组合梁抗弯承载力的影响规律;然后,基于平截面假定和截面平衡条件以及UHPC、普通混凝土、预应力筋和钢筋的本构关系,并考虑受拉区UHPC对抗弯承载力的贡献,提出预应力UHPC-NC组合梁的抗弯承载力理论计算公式,并将理论计算值与有限元模拟值进行对比。研究结果表明:提高预应力筋配筋率、普通钢筋直径和高跨比可以有效提高预应力UHPC-NC组合梁的抗弯承载能力;抗弯承载力公式计算值与有限元模拟值吻合良好,可为预应力UHPC-NC组合梁的设计和应用提供参考。