高桩码头预应力横梁加固技术研究

以钢筋混凝土结构非线性有限元分析理论为基础,利用数值模拟建立分离式钢筋混凝土模型及其相应的本构关系和破坏准则,计算分析了预应力横梁在不加固和加固两种工况下应力、挠度和极限承载能力等参数结果,总结了预应力横梁在梁底增大截面后施加体外预应力加固技术的优势和不足,为该加固技术的实际应用提供了基础。为验证该加固技术的实际效果,通过物理模型试验分别对未加固和加固后的横梁进行了荷载试验。结果表明:经加固后的横梁极限承载能力有较大幅度提高,加固效果明显,不足之处是达到极限承载能力时在加固区的4个边角区会有应力集中现象,造成局部混凝土出现损伤,这需要在实际加固工程中引起注意并在后续研究中加以解决。     

钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究

近年来,钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中得到了越来越广泛的应用。本文简要介绍了在传统结构加固改造技术的基础上发展起来的两种新型组合结构加固改造技术,包括钢板-混凝土组合加固技术和组合加宽技术,并对其研究情况进行了综述。通过5个桥梁加固改造的工程实例,论述了组合结构技术在桥梁加固改造中的应用优势。将钢-混凝土组合结构技术应用于既有桥梁加固改造中,能克服传统结构加固技术的不足,大幅提高结构刚度和承载能力,改善结构耐久性,延长结构使用寿命,提升结构使用功能,同时施工快速方便,对周围环境影响小,符合可持续发展战略,具有广阔的发展前景。     

预应力FRP在混凝土结构中的应用研究与发展

介绍了国内外预应力FRP技术的研究现状,主要涉及了FRP材料的物理性能及预应力FRP筋作为结构受力筋和预应力FRP片材加固技术的国内外研究成果,最后对预应力FRP技术在国内的研究与应用提出了建议。     

碳纤维加固无梁楼盖板柱节点的抗震性能

在原有钢管混凝土柱无梁楼盖结构开裂的情况下,对钢筋混凝土柱沿正截面粘贴碳纤维,柱端位置横向包裹碳纤维三个条带来加强对受拉碳纤维的约束作用,提高其整体强度,并检验被加固结构在侧移作用下的抗震性能。根据荷载-位移滞回曲线和应变-位移曲线,分析了结构的耗能能力、延性系数等抗震指标,结果表明该结构具有足够的抗震性能。     

CFRP约束预压混凝土棱柱的轴压试验研究

通过42个混凝土棱柱体的轴压试验,研究了混凝土、CFRP约束混凝土和CFRP约束预压混凝土3种情况的棱柱体试件在轴压力作用下的应力-应变关系,与此同时还得出了混凝土方柱在预压后用CFRP加固再受荷时,试件的峰值应力随预加轴压比的增加的变化规律,并给出了考虑预加轴压比影响的峰值应力的计算公式,为在役混凝土结构构件的加固设计提供试验依据.     

耗能减震技术在抗震加固工程中的简化设计

介绍了阻尼器型屈曲约束支撑和阻尼器型屈曲约束钢板墙这两种耗能减震技术的简化设计方法,并通过这种简化设计方法使阻尼器型屈曲约束支撑这种耗能减震技术在抗震加固工程中的得到了应用,从案例分析结果看,这种耗能减震技术简化设计方法为结构抗震设计提供了可靠、便利的设计依据,是一种合理有效的抗震途径或结构振动控制技术手段,可应用于抗震加固工程的设计理论和分析。     

某教学楼框架结构的抗震加层加固设计

介绍了某混凝土框架结构教学楼使用屈曲约束支撑的加层改造和抗震加固设计。工程中采用钢结构将已有的4层混凝土框架结构增加到7层,增层后混合结构的自震周期加长,侧向变形增大,地震层剪力增大。设计中对原有混凝土梁柱和基础采取了包钢和加大截面等加固方法;通过增加屈曲约束支撑调整增层后结构的刚度分布,增加结构的冗余度,显著改善了结构破坏机制,提高了加层后结构的抗震能力。还给出了加层钢柱脚节点等关键构造的做法,为类似加固加层改造工程提供参考。     

碳纤维加固混凝土结构抗震性能的初步研究和应用

简要介绍了纤维聚合材料（FRP）的发展和在建筑结构加固方面的应用情况，探讨了碳纤维加固技术的优点和待解决的问题，为混凝土结构碳纤维抗震加固的试验研究提出了可行性方案。     

纤维加固混凝土圆截面短柱抗震性能试验研究

通过对3根抗剪不足的混凝土圆截面短柱的拟静力试验,不仅验证了横向包裹的碳纤维布能提高短柱的抗剪承载力,改善混凝土的变形性能,从而提高短柱的抗震性能,同时验证了具有一定破损的短柱经碳纤维布强约束加固后,同样具有良好的抗震性能。文章最后对碳纤维布加固短柱的延性提高机理进行了分析。     

设有圈梁与构造柱的砌体结构预应力筋抗震加固试验研究

通过对设有圈梁与构造柱的砌体结构采用体外预应力筋加固和未加固模型进行双向拟动力试验,对墙体裂缝开展、结构耗能、结构损伤等指标进行对比分析,探讨体外预应力筋加固对砌体结构抗震能力的影响.试验结果表明:体外预应力筋产生的约束力对限制裂缝开展、防止圈梁与预制楼板的脱空效果明显砌体结构在体外预应力筋加固后的总滞回耗能大于未加固...     

预应力混凝土结构非线性地震反应分析

本文针对预应力混凝土与普通混凝土不同的受力特点,提出了适合于分析预应力混凝土结构抗震性能的非线性有限元模型。模型首先将混凝土结构离散为杆单元,然后对各杆单元按分层组合原理分成许多混凝土层、预应力钢筋层和普通钢筋层,计算混凝土分层单元、预应力钢筋和普通钢筋的应力和应变,最后,根据钢筋与混凝土之间的粘结－滑移关系高速钢筋变形,根据混凝土弹性模量调整结构及杆单元变形,通过对普通混凝土构件和三个预应力混凝     

钢筋混凝土圆截面桥墩抗震加固方式对比分析

为研究不同加固方式对钢筋混凝土(RC)圆截面桥墩抗震性能的影响,利用OpenSees有限元软件建立了普通RC桥墩以及分别采用钢套管、碳纤维增强聚合物(CFRP)、体外预应力筋进行加固的桥墩数值分析模型,对模型输入远断层地震动,进行增量动力分析。以墩顶峰值位移角与震后残余位移角为指标,对比分析了桥墩加固前后的地震响应。结果表明:采用钢套管、体外预应力筋和CFRP加固后,RC桥墩的峰值位移与震后残余位移均减小,钢套管加固方式对桥墩峰值位移的降低幅度最大,体外预应力筋加固方式对抑制桥墩震后残余位移的效果最好;随着剪跨比的增大,3种加固方式对桥墩在地震动作用下位移响应的抑制作用均逐步减小;随着轴压比的增大,3种加固方式对RC桥墩峰值位移的抑制作用逐步降低。     

高强钢绞线网-聚合物砂浆加固钢筋混凝土板的抗爆性能数值分析

为研究高强钢绞线网-聚合物砂浆加固混凝土板的抗爆能力,用混凝土HJC动力本构模型,建立了混凝土板、炸药及考虑空气介质影响的流固耦合有限元计算模型。用动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,对在爆炸荷载作用下加固前、后混凝土板的破坏形态和抗爆性能进行了数值分析。研究结果表明：混凝土板用高强钢绞线网-聚合物砂浆加固后,抗爆炸冲击能力明显提高。当小药量爆炸时,板顶、板底同时加固的效果明显优于板底单一加固;当药量较大时,板顶、板底同时加固的效果与板底单一加固相差不大。     

新型预制预应力混凝土框架结构有限元分析

为了研究新型预制预应力混凝土框架结构的抗震性能,本文采用ABAQUS软件对试验节点进行有限元分析,验证了建模方法的正确性,并以试验节点为原型,建立相应的两层两跨的新型预制预应力混凝土平面框架模型。采用低周往复加载方式分析了新型预制预应力混凝土框架结构和现浇框架结构的滞回性能,并模拟了新型预制预应力混凝土框架结构在不同的初始荷载、预应力筋数量及控制应力和U形筋配筋率下的滞回性能。结果表明,新型预制预应力混凝土框架和现浇框架的滞回性能非常接近;框架轴压比、预应力筋数量和U形筋配筋率对新型预制预应力混凝土框架的滞回性能有影响,而梁上荷载和预应力筋控制应力的影响较小。     

机械连接预应力实心方桩承台节点抗震性能试验研究

预应力管桩在高烈度抗震设防地区已禁用,而普通钢筋混凝土方桩成本较高。首先针对卡扣式机械连接预应力混凝土实心方桩、PHC管桩和普通钢筋混凝土方桩与承台处的节点进行拟静力试验,并利用试验数据针对Park-Ang损伤模型进行了修正,进行了损伤指数分析。研究结果表明:预应力方桩比普通钢筋混凝土方桩的抗裂性能明显好,而预应力混凝土实心方桩承台节点耗能能力和延性低于预应力管桩和普通钢筋混凝土方桩;截桩施工导致桩端部损失部分预应力,相比较未截桩试件屈服荷载和极限荷载均减小,节点裂缝开展较早,损伤较未截桩试件严重;增配普通钢筋试件的滞回曲线比较饱满,水平承载能力和位移延性得到提升,节点抗震性能得到提升与改善;预应力混凝土实心方桩损伤前期较小,而一旦发生损伤后,损伤指数发展较快。     

Numerical simulation of reinforcement strengthening for high‐arch dams to resist strong earthquakes

This paper focuses on analyzing the nonlinear seismic response of high‐arch dams with cantilever reinforcement strengthening. A modified embedded‐steel model is presented to evaluate the effects of the strengthening measure on alleviating the extension and opening of cracks under strong earthquakes. By stiffening reinforced steel, this model can easily consider the steel–concrete interaction for lightly reinforced concrete (RC) members without the need of dividing them into RC and plain concrete zones. The new tensile constitutive relations of reinforced steel are derived from the load–deformation relationship of RC members in direct tension. This model has been implemented in the finite element code and its applicability is verified by two numerical simulations for RC tests. Subsequently, numerical analyses for a 210‐m high‐arch dam (Dagangshan arch dam) are conducted with and without the presence of cantilever reinforcement. Numerical results show that reinforcement strengthening can reduce the nonlinear response of the arch dam, e.g. joint opening and crest displacement, and limit the extension and opening width of concrete cracks. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Rehabilitation of earthquake damaged external RC beam‐column joints by joint enlargement using prestressed steel angles

The effectiveness of a rehabilitation method based on joint enlargement using prestressed steel angles to enhance the seismic behavior of damaged external reinforced concrete beam‐column joints was experimentally investigated. Three half‐scale joints having either non‐seismic or seismic reinforcement details were tested both before and after rehabilitation by applying lateral cyclic loading of increasing amplitudes. Two defects were considered for the two non‐seismic units, being the absence of transverse steel hoops and insufficient bond capacity of beam bottom steel reinforcing bars in the joint panel zone. The damaged specimens were rehabilitated by injecting epoxy grout into existing cracks and installing stiffened steel angles at the re‐entrant corners of the beam‐column joint, both above and below the beam, that were mounted and held in place using prestressed high‐tensile strength bars. The test results indicated that the seismic performance of the rehabilitated specimens in terms of strength, stiffness, and ductility was fully recovered and comparable with the performance of the seismically detailed specimen. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

高温后足尺有粘结预应力混凝土梁板力学性能研究

针对足尺有粘结预应力混凝土梁板高温后的抗弯承栽力开展了非线性计算分析。结果表明,综合配筋指标、有效预应力对高温后极限弯矩与常温下极限弯矩比值M_u~A/M_u的影响不大,预应力度和预应力筋的保护层厚度对M_u~A/M_u影响显著。高宽比近似相同的有粘结预应力混凝土梁,当第一排钢筋的保护层厚度相同时,受火时间为3 h,高度为700 mm的梁高温后截面承栽力下降幅度最大约为30%,高度为4500 mm的梁高温后截面承栽力下降幅度不到10%,高温后大尺度梁的力学性能优于小尺度梁。给出了考虑预应力筋保护层厚度和预应力度影响的有粘结预应力混凝土板M_u~A/M_u的计算公式,以及综合考虑预应力筋、非预应力筋合力点到梁底距离和预应力筋梁侧保护层厚度影响的有粘结预应力混凝土梁M_u~A/M_u的计算公式。     

预应力混凝土冠梁计算模型

提出了一种基于预应力混凝土的基坑冠梁的计算模型,其基本原理是利用预应力的等效荷载作用,在基坑支护结构冠梁中采用预应力混凝土,对基坑支护结构提供主动支护作用。结果表明：采用预应力混凝土冠梁可以提高基坑支护体系坑顶的刚度,改善深基坑支护结构的受力,降低工程成本;计算模型简单,具有内撑和拉锚的功效,施工更方便,质量容易控制;预应力混凝土冠梁能够充分发挥预应力钢筋的抗拉作用,减小支护结构的顶部位移和增加悬臂式支护结构的支护深度;冠梁中的预应力钢筋能够回收和重复利用,经济环保。因此,预应力混凝土冠梁在基坑支护中具有很好的推广和应用价值。     

FRP（钢绞线）加筋混凝土梁正截面受弯承载力计算

纤维增强复合筋、不锈钢绞线等高强材料作为混凝土梁的受力筋可以充分发挥强度高、耐腐蚀性能好等优点,在土木工程中得到了广泛应用。为了分析此类高强材料加筋混凝土梁的受弯性能,在平截面假定基础上,对混凝土和受力纵筋分别采用混凝土Hongnestad模型和线弹性模型,通过平衡条件,推导了FRP（钢绞线）加筋混凝土梁受弯承载力的计算公式,并与国内外82根简支梁的试验结果进行了对比。研究结果表明：加筋混凝土梁抗弯强度试验值与理论值之比的平均值为1.07,标准差为0.14。建议公式可以较好地计算FRP（钢绞线）加筋混凝土梁的受弯承载力。实际工程构件抗弯截面设计时,建议安全配筋率取1.4倍平衡配筋率,设计截面弯矩取0.625倍理论受弯承载力,以使构件具有足够安全储备。