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基于IWOA-LSTM算法的预应力钢筋混凝土梁损伤识别 被引量：5
1
作者 范旭红 章立栋 +2 位作者 杨帆 李青 郁董凯 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期105-112,119,共9页
为准确识别桥梁结构的损伤程度,制作了桥梁的关键构件——预应力钢筋混凝土梁,进行三点弯曲加载试验.收集了损伤破坏全过程的声发射(AE)信号,通过AE信号参数分析,将梁的损伤破坏过程划分为4个典型阶段.构建了长短时记忆神经网络(LSTM)模... 为准确识别桥梁结构的损伤程度,制作了桥梁的关键构件——预应力钢筋混凝土梁,进行三点弯曲加载试验.收集了损伤破坏全过程的声发射(AE)信号,通过AE信号参数分析,将梁的损伤破坏过程划分为4个典型阶段.构建了长短时记忆神经网络(LSTM)模型,根据经验设置LSTM模型的超参数容易导致网络陷入局部最优而影响了分类结果,提出采用Sine混沌映射和自适应权重来改进鲸鱼优化算法(WOA),对LSTM进行超参数寻优.设计了IWOA-LSTM算法模型,训练识别试验梁各损伤阶段的AE信号特征参数.定型网络结构,并识别同种工况下其他梁的AE信号.结果表明:IWOA-LSTM算法模型识别准确率均超过或接近92%,相较于普通LSTM模型,IWOA-LSTM模型识别准确率提高了约7%. 展开更多
关键词 预应力钢筋混凝土梁 声发射 损伤识别 长短时记忆神经网络 改进的鲸鱼优化算法
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酸雨腐蚀下预应力混凝土梁承载力研究 被引量：1
2
作者 许开成 黄凌娟 +3 位作者 易彬 张立卿 杨宏宇 陈梦成 《建筑结构》 北大核心 2025年第13期80-88,共9页
为研究酸雨腐蚀下预应力混凝土梁承载力的退化规律,制作了6根后张法预应力混凝土T形截面梁,采用通电加速方法对钢绞线进行不同程度的腐蚀,随后进行静力加载试验。结果表明:试验梁在荷载作用下均出现典型的弯曲破坏特征;试验梁开裂荷载... 为研究酸雨腐蚀下预应力混凝土梁承载力的退化规律,制作了6根后张法预应力混凝土T形截面梁,采用通电加速方法对钢绞线进行不同程度的腐蚀,随后进行静力加载试验。结果表明:试验梁在荷载作用下均出现典型的弯曲破坏特征;试验梁开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均随着钢绞线腐蚀率的增大而下降,随混凝土强度等级的增大而上升。试验梁的荷载-挠度曲线均满足双折线变化规律,试验梁延性系数随腐蚀程度的增加而降低,随混凝土强度等级的增加而上升;基于腐蚀后预应力混凝土梁本构模型,提出了钢绞线腐蚀预应力混凝土梁承载力计算方法,发现计算值与试验值吻合良好,证明了此承载力计算方法具有一定可行性。 展开更多
关键词 预应力混凝土梁 酸雨腐蚀 静力性能 承载力计算
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界面滑移和剪切变形对钢-UHPC组合梁长期挠度影响研究
3
作者 邓继华 颜凌志 +1 位作者 周亚栋 朱平 《应用力学学报》 北大核心 2025年第4期879-888,共10页
超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)与普通混凝土(normal concrete,NC)较大的收缩徐变特性差异使得钢-UHPC组合梁与钢-NC组合梁的长期挠度增长明显不同。为科学合理计算钢-UHPC组合梁在长期荷载作用下的挠度,综合考... 超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)与普通混凝土(normal concrete,NC)较大的收缩徐变特性差异使得钢-UHPC组合梁与钢-NC组合梁的长期挠度增长明显不同。为科学合理计算钢-UHPC组合梁在长期荷载作用下的挠度,综合考虑界面滑移和剪切变形的影响,通过迭代计算钢-UHPC界面滑移,引入Timoshenko梁理论以考虑组合梁的剪切变形,采用按龄期调整的有效模量法考虑UHPC徐变特性,提出钢-UHPC组合梁长期挠度的计算方法。在对现有文献中钢-NC组合梁的实测值与计算值进行验证的基础上,再对尺寸相同的钢-UHPC梁与钢-NC梁进行对比分析研究。结果表明:若只考虑收缩徐变,钢-NC梁第500天挠度计算值相对于加载初期增大2.64倍,常温养护与高温蒸养的钢-UHPC梁挠度则分别增长31.86%与4.4%;在加载初期,滑移使计算梁挠度均增大13.35%左右,在第500天,滑移会使钢-NC梁挠度增大23.66%,使高温与常温养护的钢-UHPC梁挠度分别增大24.37%与17.78%;剪切变形造成的挠度增量会随时间增至初期的数倍,但该挠度增量远小于总挠度值,可见滑移与收缩徐变对钢-UHPC梁挠度的影响较大而剪切变形的影响较小。 展开更多
关键词 钢-UHPC组合梁 收缩徐变 界面滑移 剪切变形 长期挠度
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腐蚀钢筋预应力混凝土梁抗弯性能试验研究
4
作者 许开成 卢子健 +3 位作者 黄鸿睿 邱日旭 易彬 张立卿 《实验力学》 北大核心 2025年第4期515-527,共13页
预应力混凝土结构在服役期间由于受到环境腐蚀的作用,会造成钢筋腐蚀,从而使结构出现不同程度损伤,导致结构承载力下降。为了探究钢筋腐蚀对预应力混凝土梁抗弯性能的影响,对预应力混凝土梁进行了腐蚀后的四点弯曲试验,结果表明:当钢绞... 预应力混凝土结构在服役期间由于受到环境腐蚀的作用,会造成钢筋腐蚀,从而使结构出现不同程度损伤,导致结构承载力下降。为了探究钢筋腐蚀对预应力混凝土梁抗弯性能的影响,对预应力混凝土梁进行了腐蚀后的四点弯曲试验,结果表明:当钢绞线腐蚀率相同时,试验梁的开裂荷载和极限荷载受钢筋腐蚀影响不大,但对屈服荷载影响比较明显;当普通钢筋腐蚀率为3.8%时,试验梁屈服荷载下降15.6%;钢筋腐蚀率对试验梁的屈服挠度影响较小,但对极限挠度影响较为明显;当钢筋腐蚀率为11.5%时,极限挠度下降8.6%;试验梁的开裂荷载和屈服荷载受钢绞线腐蚀影响较大,是影响预应力梁承载能力和变形能力的主要因素;当钢绞线腐蚀率为7.6%时,试验梁的开裂荷载下降32.9%。在试验的基础上,采用有限元软件ABAQUS对各腐蚀梁进行有限元模拟,并根据腐蚀后钢筋的性能劣化规律,提出了普通钢筋腐蚀和钢绞线腐蚀预应力混凝土梁承载力计算方法,计算值和模拟值均与试验值吻合程度较好。 展开更多
关键词 预应力混凝土梁 钢筋腐蚀 抗弯性能 有限元分析 承载力计算
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酸雨腐蚀环境下预应力混凝土梁疲劳性能研究
5
作者 许开成 黄鸿睿 +4 位作者 卢子健 徐靖 邱日旭 易彬 张立卿 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第3期179-192,共14页
预应力混凝土梁具有刚度大、自重轻、易施工等优点,在我国高速铁路桥梁工程中得到了广泛应用。酸雨地区桥梁结构服役期间常因环境腐蚀和疲劳荷载耦合作用,导致结构耐久性降低、内部疲劳损伤严重等情况发生,大大降低了桥梁服役寿命。为... 预应力混凝土梁具有刚度大、自重轻、易施工等优点,在我国高速铁路桥梁工程中得到了广泛应用。酸雨地区桥梁结构服役期间常因环境腐蚀和疲劳荷载耦合作用,导致结构耐久性降低、内部疲劳损伤严重等情况发生,大大降低了桥梁服役寿命。为研究酸雨腐蚀对铁路桥梁疲劳损伤发展过程及疲劳寿命的影响,对预应力混凝土梁进行腐蚀后的疲劳加载试验,研究了钢筋(腐蚀率4%、8%、12%)和钢绞线(腐蚀率8%)腐蚀对预应力混凝土梁破坏形态、荷载-挠度曲线、应力-应变曲线及疲劳寿命的影响。研究结果表明,酸雨腐蚀后预应力混凝土梁的疲劳破坏由底部受拉钢筋发生脆性断裂而引起,属于脆性破坏;随着疲劳加载次数的增加,钢筋、钢绞线和混凝土均发生一定程度的性能退化,试验梁整体刚度衰减,疲劳寿命随钢筋腐蚀率的增大呈现三阶段变化趋势;基于疲劳荷载作用下试验梁刚度退化规律,提出了酸雨腐蚀环境下预应力混凝土梁疲劳寿命预测公式,可用于评估钢筋、钢绞线腐蚀情况下预应力混凝土梁疲劳寿命。 展开更多
关键词 预应力混凝土梁 酸雨腐蚀 疲劳损伤 刚度退化 疲劳寿命
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静载下碱式硫酸镁水泥混凝土梁抗弯性能退化的数值模拟研究 被引量：1
6
作者 曾翔超 余红发 麻海燕 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期205-209,共5页
碱式硫酸镁水泥混凝土有具有快凝、高强、抗水和抗腐蚀等优点,但对其抗弯构件只进行了初步试验研究。为了进一步探索高强碱式硫酸镁混凝土梁的力学性能,本文进行了C50碱式硫酸镁水泥混凝土梁静载下抗弯性能退化的数值模拟,研究其极限承... 碱式硫酸镁水泥混凝土有具有快凝、高强、抗水和抗腐蚀等优点,但对其抗弯构件只进行了初步试验研究。为了进一步探索高强碱式硫酸镁混凝土梁的力学性能,本文进行了C50碱式硫酸镁水泥混凝土梁静载下抗弯性能退化的数值模拟,研究其极限承载力、变形等。结果表明,如考虑梁受拉区的碱式硫酸镁水泥混凝土开裂后的部分抗拉能力,碱式硫酸镁水泥混凝土梁的正截面受力过程可以被Ansys有限元较精确的数值模拟;梁的配筋率越大,极限承载力也越大,随着配筋率增长,抗弯承载力趋于相同;经参数敏感性分析发现,梁截面高度的增长对梁弯矩的增长贡献更大。本文对碱式硫酸镁水泥混凝土在建筑工程中的应用有重要意义。 展开更多
关键词 碱式硫酸镁水泥混凝土 Ansys 数值模拟 抗弯性能 承载力 配筋率 静载 挠度
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锈蚀PC梁疲劳寿命预测及界面滑移区量化研究 被引量：2
7
作者 戴理朝 刘静瑾 +1 位作者 涂荣辉 王磊 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期88-99,共12页
重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤,降低其使用寿命。以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数,综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响,提出考虑力筋... 重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤,降低其使用寿命。以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数,综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响,提出考虑力筋残余应变的粘结滑移区不协调变形量化方法及锈蚀PC梁疲劳寿命预测方法。然后通过试验数据验证预测方法的合理性,并讨论不同预应力、锈蚀程度和应力水平作用下锈蚀PC梁界面疲劳粘结滑移情况。结果表明:提出的预测方法可有效预测界面滑移情况及锈蚀PC梁的疲劳寿命;预应力大小是影响锈蚀PC梁发生疲劳粘结滑移的重要参数,随着锈蚀率、应力水平的提高,构件易发生疲劳粘结滑移,而预应力的增大可有效减少界面疲劳粘结滑移的发生;在高应力水平下更严重的应变不协调会导致更大的残余滑移,滑移量曲线及其斜率随着应力水平的提高而整体抬升、变陡。 展开更多
关键词 预应力混凝土 锈蚀 疲劳寿命 应力水平 粘结滑移
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疲劳荷载作用对预应力长期损失影响试验研究与理论分析
8
作者 王宇威 潘钻峰 +1 位作者 曾滨 许庆 《工程力学》 北大核心 2025年第11期1-9,共9页
区别于有粘结预应力筋,无粘结筋与混凝土不存在应变协调,钢绞线中的应力是构件相关而非截面相关,导致无粘结预应力长期损失计算较为复杂。针对承受持续性疲劳荷载的无粘结预应力混凝土梁,该文考虑了混凝土徐变、收缩和预应力筋松弛的相... 区别于有粘结预应力筋,无粘结筋与混凝土不存在应变协调,钢绞线中的应力是构件相关而非截面相关,导致无粘结预应力长期损失计算较为复杂。针对承受持续性疲劳荷载的无粘结预应力混凝土梁,该文考虑了混凝土徐变、收缩和预应力筋松弛的相互影响,以及非预应力筋的约束作用,建立了无粘结预应力长期损失计算模型,模型纳入了疲劳荷载下的徐变应变本构以及考虑疲劳损伤的预应力筋松弛。通过4根无粘结预应力混凝土梁28 d持荷预应力损失试验验证了该文模型的正确性,并与现行规范计算值进行了对比,结果表明:该文提出的计算模型能够准确反映疲劳荷载特征对无粘结预应力长期损失的影响。 展开更多
关键词 无粘结 预应力长期损失 疲劳荷载 徐变 松弛
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RBP-UHPC变截面悬挑梁足尺受弯试验研究
9
作者 何林忆 熊学玉 +1 位作者 包联进 陈建兴 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期50-60,共11页
为了探究缓粘结预应力超高性能混凝土(RBP-UHPC)悬挑梁的受力性能,以上海大歌剧院悬挑楼梯为背景,进行了2根足尺RBP-UHPC变截面悬挑梁的受弯性能试验.试验结果表明,加载过程中,各关键截面依次开裂,关键截面附近裂缝最密集;离关键变截面... 为了探究缓粘结预应力超高性能混凝土(RBP-UHPC)悬挑梁的受力性能,以上海大歌剧院悬挑楼梯为背景,进行了2根足尺RBP-UHPC变截面悬挑梁的受弯性能试验.试验结果表明,加载过程中,各关键截面依次开裂,关键截面附近裂缝最密集;离关键变截面越远,裂缝越短越稀疏;悬挑梁破坏截面在距离梁根部2.6 m;越接近破坏截面的UHPC和钢筋应变发展越快,越早达到UHPC的弹性压应变和钢筋的屈服应变;两根梁破坏截面的安全裕度分别为1.97和1.81,具有较好的结构性能,能够满足实际工程的强度要求.提出了带有结构板的π形变截面RBP-UHPC悬挑梁抗弯承载力的计算模型.相比于现有规范,本文模型的计算结果与已有试验的结果吻合最好,且偏于安全. 展开更多
关键词 缓粘结预应力 超高性能混凝土 变截面 悬挑梁 受弯试验
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体外预应力钢-混组合梁长期挠度的有限元分析 被引量：1
10
作者 秦卫雄 谭建平 +1 位作者 李端峰 邓继华 《交通科学与工程》 2025年第3期82-91,共10页
【目的】准确与方便地计算体外预应力钢-混组合梁的长期挠度。【方法】提出一种能综合考虑体外预应力筋、组合梁界面滑移及混凝土收缩徐变影响的有限元分析方法。首先,采用伯努利梁单元模拟钢-混组合梁中混凝土板和钢梁两个梁层,对离散... 【目的】准确与方便地计算体外预应力钢-混组合梁的长期挠度。【方法】提出一种能综合考虑体外预应力筋、组合梁界面滑移及混凝土收缩徐变影响的有限元分析方法。首先,采用伯努利梁单元模拟钢-混组合梁中混凝土板和钢梁两个梁层,对离散的柔性剪力连接件则采用连续界面黏结滑移模型模拟,在考虑界面滑移的基础上建立组合梁单元模型,同时在模拟组合梁梁层的伯努利梁单元内部增设水平位移自由度,以改善采用常规低阶梁单元模拟梁层而有可能出现的“曲率闭锁”现象;其次,结合已有的多段多节点杆单元模型模拟体外预应力筋,用混凝土初应变法分析收缩徐变效应,提出能考虑收缩徐变效应的体外预应力钢-混组合梁有限元分析方法。研制出相应程序,对两个算例进行计算及参数分析,并与相关文献进行了对比。【结果】体外预应力筋对组合梁跨中挠度具有显著的抑制作用,降幅达43.7%;在收缩徐变效应下,跨中挠度随时间持续增大,累计增幅达134%,并在5000 d后趋于稳定;在体外预应力筋截面面积相同的条件下,对比不同张拉应力工况发现,相较于无预应力状态,体外预应力筋可使跨中挠度最大降低15.54%。【结论】体外预应力筋及张拉应力值是长期挠度的重要影响因素。本文所提分析方法正确,可为分析其他体外预应力结构提供借鉴。 展开更多
关键词 钢-混组合梁 体外预应力 收缩徐变 长期挠度 有限元分析
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不同砖雕加固剂的修复效果
11
作者 曾翔超 余红发 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第8期2301-2307,共7页
砖雕文物具有独特的文化属性,故对其进行原位修复的技术和材料有更高要求。针对砖雕修复过程中补砖和原位保护古灰浆的需要,首先采用碱式硫酸镁水泥基(镁基)、钙基水硬性石灰、硅基硅溶胶加固剂制作仿制砖,对3种仿制砖与古材的相容性、... 砖雕文物具有独特的文化属性,故对其进行原位修复的技术和材料有更高要求。针对砖雕修复过程中补砖和原位保护古灰浆的需要,首先采用碱式硫酸镁水泥基(镁基)、钙基水硬性石灰、硅基硅溶胶加固剂制作仿制砖,对3种仿制砖与古材的相容性、晶相组成、抗压强度、孔隙度特性、毛细吸水性能和耐腐蚀性等进行测试,发现镁砖性能最优;然后用黏结性和渗透加固性等指标来评价3种加固剂应用于砖雕文物修复的有效性,发现碱式硫酸镁水泥基加固剂含量为30%、含水量为44%~50%的渗透溶液加固效果最佳、体积稳定性好。本文能对碱式硫酸镁水泥基修复材料在砖石文化遗产修复领域的应用提供参考。 展开更多
关键词 砖雕 碱式硫酸镁水泥基加固剂 水硬性石灰 硅溶胶 仿制砖 黏结性
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接缝处纵向钢筋连续预制混凝土节段梁试验研究
12
作者 端木祥永 俞承序 +2 位作者 邹宇 王胜斌 徐栋 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期851-859,共9页
预制混凝土节段梁桥在城市基础设施建设中具有十分重要的地位。针对传统设计中接缝处钢筋断开的问题,提出了接缝处纵向钢筋连续设计方案。研究的主要目的是提升节段梁的抗裂性能以及结构耐久性。通过简支节段梁的荷载试验并结合数值分析... 预制混凝土节段梁桥在城市基础设施建设中具有十分重要的地位。针对传统设计中接缝处钢筋断开的问题,提出了接缝处纵向钢筋连续设计方案。研究的主要目的是提升节段梁的抗裂性能以及结构耐久性。通过简支节段梁的荷载试验并结合数值分析,对比了新型接缝与传统接缝在开裂荷载、极限承载能力、变形特性和破坏模式方面的差异。研究结果表明:接缝处纵向钢筋连续布置对节段梁的抗裂性能有明显提高。提出的二维有限元模型可有效模拟接缝处纵向钢筋连续节段梁以及传统节段梁的全过程受力行为,提出的极限承载能力公式可较准确预测节段梁的受力性能。相关研究表明,接缝处纵向钢筋连续接缝设计为提高预制混凝土节段梁的工程应用性能提供了新思路。 展开更多
关键词 接缝 纵向钢筋连续 预制节段梁 大剪跨比 有限元模型
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缓黏结预应力悬挑梁短期预应力损失研究
13
作者 何林忆 熊学玉 包联进 《施工技术(中英文)》 2025年第4期34-40,共7页
以上海大歌剧院的露天悬挑楼梯为背景,对一根长15.04m的足尺缓黏结预应力悬挑梁进行预应力筋张拉测试,并对悬挑梁中3种不同长度的缓黏结预应力筋(RBPT)进行短期预应力损失和伸长值的研究。研究结果表明,张拉初始阶段RBPT的应力增长较小... 以上海大歌剧院的露天悬挑楼梯为背景,对一根长15.04m的足尺缓黏结预应力悬挑梁进行预应力筋张拉测试,并对悬挑梁中3种不同长度的缓黏结预应力筋(RBPT)进行短期预应力损失和伸长值的研究。研究结果表明,张拉初始阶段RBPT的应力增长较小,之后应力与张拉力成线性增长的关系。RBPT单位长度中曲率效应造成的预应力损失比长度效应造成的预应力损失大。预应力损失中考虑黏滞力的影响后,得到本试验6℃下RBPT的摩阻系数κ,μ及黏滞系数ψ。按照规范JGJ 387—2017《缓黏结预应力混凝土结构技术规程》计算得到的RBPT有效预应力和伸长值比试验结果偏大,而根据本文考虑黏滞力后的计算公式和系数得到的计算结果与试验结果吻合较好,说明RBPT短期预应力损失和伸长值计算中需考虑黏滞力的作用,摩擦系数需根据实际张拉情况来确定。 展开更多
关键词 缓黏结预应力 悬挑梁 预应力损失 伸长值 黏滞力
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弯起钢筋及折线束对预应力混凝土工字梁抗剪性能的影响:试验研究 被引量：2
14
作者 林雪峰 任子夤 +1 位作者 郑善辉 宋军 《结构工程师》 2025年第1期133-138,共6页
设计了4个钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)工字梁试件以及3个预应力混凝土(Prestressed Concrete,PC)工字梁试件,剪跨比均为1.16,研究了腹板配筋率、弯起钢筋、直线预应力束、折线预应力束对预应力混凝土工字梁抗剪性能的影响机理... 设计了4个钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)工字梁试件以及3个预应力混凝土(Prestressed Concrete,PC)工字梁试件,剪跨比均为1.16,研究了腹板配筋率、弯起钢筋、直线预应力束、折线预应力束对预应力混凝土工字梁抗剪性能的影响机理。采用四点加载的方式进行抗剪性能试验,获得了各试件的破坏模式、抗剪承载力及荷载-挠度曲线。结果表明:腹板配箍率降低,RC工字梁的剪切破坏模式可由斜压破坏变为斜拉破坏;弯起钢筋可提高RC工字梁的抗剪刚度和抗剪承载力,且对试件的破坏模式影响较小;预应力束对PC工字梁的抗剪刚度提高效果不显著;直线预应力束与折线预应力束在提高PC工字梁抗剪承载力方面具体不同的作用机理;PC工字梁与具有相同尺寸及普通钢筋的RC工字梁相比,抗剪承载力可高出约40%。 展开更多
关键词 预应力混凝土工字梁 弯起钢筋 折线束 抗剪性能 试验研究
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预应力混凝土叠合板免支撑底板挠度控制研究 被引量：1
15
作者 李隆郅 王晓锋 +1 位作者 赵广军 祝磊 《施工技术(中英文)》 2025年第4期132-136,共5页
为探讨免施工阶段支撑预应力混凝土叠合板挠度的影响因素,根据相关设计方法并结合有限元分析,通过调整叠合层混凝土的弹性模量,模拟施工活荷载卸载后,现浇叠合层混凝土刚度变化对预制底板弹性阶段挠度恢复的影响。并根据模拟结果提出叠... 为探讨免施工阶段支撑预应力混凝土叠合板挠度的影响因素,根据相关设计方法并结合有限元分析,通过调整叠合层混凝土的弹性模量,模拟施工活荷载卸载后,现浇叠合层混凝土刚度变化对预制底板弹性阶段挠度恢复的影响。并根据模拟结果提出叠合板静载试验挠度测量的建议,根据参数计算分析得出施工阶段挠度验算中活荷载的影响。 展开更多
关键词 混凝土 预应力 叠合板 挠度 有限元分析
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装配式钢结构建筑钢梁抗剪承载力研究 被引量：1
16
作者 喻发 《中国建筑金属结构》 2025年第6期28-30,共3页
为深入探究装配式钢结构建筑钢梁的抗剪承载力,为相关工程设计和施工提供科学依据,本文运用有限元分析软件(ABAQUS)构建数值模型,设置多种条件下的钢梁抗剪承载力测试。结果显示,当截面尺寸增加到一定程度后,虽然极限承载力仍有所提升,... 为深入探究装配式钢结构建筑钢梁的抗剪承载力,为相关工程设计和施工提供科学依据,本文运用有限元分析软件(ABAQUS)构建数值模型,设置多种条件下的钢梁抗剪承载力测试。结果显示,当截面尺寸增加到一定程度后,虽然极限承载力仍有所提升,但提升幅度逐渐减小,甚至在某些情况下出现了承载力随截面尺寸进一步增大而略有下降的趋势。当剪跨比维持在2.5以下时,曲线斜率较为陡峭,但随着剪跨比的进一步增大,抗剪承载力逐渐降低。随着加载位移的增大,试件内部的应力水平逐渐提高,结构逐渐进入非线性阶段。但随着位移的增加,内部钢腹板也逐渐发挥其抗剪作用,共同维持试件的稳定性。因此,在设计和施工过程中,应充分考虑钢梁的截面尺寸、剪跨比和加载位移等因素,确保钢梁具有足够的抗剪承载力,以保证建筑结构的稳定性和安全性。 展开更多
关键词 装配式钢结构 装配式钢结构建筑 建筑钢梁 抗剪承载力 钢梁抗剪承载力
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局部锈蚀疲劳下PC梁界面行为试验研究
17
作者 周欢 戴理朝 《交通科学与工程》 2025年第5期177-187,共11页
【目的】针对预应力混凝土(prestressed concrete,PC)结构的锈蚀疲劳问题,探究锈蚀与疲劳循环对先张PC构件性能的影响规律,为解决PC结构锈蚀疲劳问题提供理论依据。【方法】开展锈蚀先张PC构件疲劳试验,通过分析钢绞线锈蚀和疲劳循环对... 【目的】针对预应力混凝土(prestressed concrete,PC)结构的锈蚀疲劳问题,探究锈蚀与疲劳循环对先张PC构件性能的影响规律,为解决PC结构锈蚀疲劳问题提供理论依据。【方法】开展锈蚀先张PC构件疲劳试验,通过分析钢绞线锈蚀和疲劳循环对构件裂缝发展、刚度以及荷载-滑移特性的影响,研究先张PC梁性能的变化规律。【结果】在局部锈蚀-疲劳荷载作用下,PC梁裂缝发展大致可分为快速增长、稳定增长和失稳增长三个阶段;疲劳循环次数增加会使试验梁抗弯刚度降低,但钢绞线局部锈蚀可减缓构件抗弯刚度的下降;钢绞线局部锈蚀和疲劳循环次数对自由端荷载-滑移影响不显著;局部锈蚀和疲劳共同作用会促进钢绞线-混凝土界面相对滑移的出现和增长。【结论】局部锈蚀和疲劳循环对先张PC梁的裂缝发展、刚度、荷载-滑移特性以及钢绞线-混凝土界面相对滑移均有不同程度的影响,其中局部锈蚀和疲劳共同作用对钢绞线-混凝土界面相对滑移影响较为突出,研究结果有助于深入理解PC结构锈蚀疲劳问题。 展开更多
关键词 锈蚀 疲劳 裂缝 滑移
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预应力次轻混凝土叠合梁受弯性能试验研究
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作者 宋兴禹 刘雁 +1 位作者 邹新兴 魏春明 《建筑技术》 2025年第20期2497-2502,共6页
为解决装配式建筑中普通混凝土叠合梁因自重大不利于抗震的问题,提出了预应力次轻混凝土叠合梁。首先,开展了次轻混凝土的配合比设计与优化工作。随后,对试件进行了受弯性能试验,研究预制叠合高度比、受拉钢筋配筋率和混凝土材料种类对... 为解决装配式建筑中普通混凝土叠合梁因自重大不利于抗震的问题,提出了预应力次轻混凝土叠合梁。首先,开展了次轻混凝土的配合比设计与优化工作。随后,对试件进行了受弯性能试验,研究预制叠合高度比、受拉钢筋配筋率和混凝土材料种类对叠合梁破坏机理、受弯承载力、短期刚度等性能的影响,并将次轻混凝土叠合梁的受力性能与整浇梁进行对比。结果表明:次轻混凝土叠合梁与普通混凝土叠合梁的极限承载力较为接近,但前者的平均裂缝间距更小;叠合高度比对次轻混凝土叠合梁受弯性能的影响并不显著,但提高配筋率最大可使叠合梁的极限承载力提高35.6%;次轻混凝土叠合梁的力学性能和变形规律与整浇梁基本一致,对该类叠合梁的开裂荷载、极限承载力及平均裂缝间距进行了计算,理论计算值与试验数据吻合较好,计算次轻混凝土叠合梁短期刚度时建议乘以0.9的系数。 展开更多
关键词 次轻混凝土 叠合梁 受弯性能 设计计算
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预应力自密实再生混凝土梁受弯性能有限元分析
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作者 余芳 胡敏 +1 位作者 姚大立 吴凡 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第5期674-680,共7页
【目的】随着建筑行业对资源循环利用和可持续发展的需求增加,再生骨料在混凝土结构中的应用已成为研究热点。然而,再生骨料的力学性能与天然骨料存在差异,其自身抗拉强度、弹性模量低及脆性高等缺点不可避免地会对预应力自密实再生混凝... 【目的】随着建筑行业对资源循环利用和可持续发展的需求增加,再生骨料在混凝土结构中的应用已成为研究热点。然而,再生骨料的力学性能与天然骨料存在差异,其自身抗拉强度、弹性模量低及脆性高等缺点不可避免地会对预应力自密实再生混凝土(PSRC)梁的受弯性能产生显著影响。为明确再生骨料在PSRC梁中应用的可行性,讨论分析了PSRC梁和预应力普通混凝土(PNC)梁的受弯性能差异。【方法】采用有限元分析方法进行研究,首先基于ABAQUS软件建立了PSRC梁和PNC梁有限元模型,通过对比模拟试件和试验试件的破坏形态、荷载挠度曲线以及极限荷载来验证建立模型的正确性和可靠性。其次在模型验证的基础上,对PSRC梁和PNC梁的开裂荷载、极限挠度、受弯承载力及受拉钢筋应变等性能指标进行了系统对比分析。最后基于受拉钢筋在开裂处的最大应变和平均应变模拟值,修正了受拉钢筋的不均匀系数,建立了PSRC梁最大裂缝宽度的计算式,并验证了其适用性和准确性。【结果】在相同配筋率下,PSRC梁较PNC梁的开裂荷载偏小,且两种混凝土梁的抗裂性能差距会随着配筋率的增大而逐渐减小;当配筋率在0.10%~2.24%范围内时,PSRC梁的极限挠度较PNC梁偏大4.04%~19.03%,而随着配筋率的持续增大,两种混凝土梁的极限挠度差距逐渐缩小直至基本消失,即混凝土材料性能对试件变形能力的影响会随着配筋率的增大逐渐减小;PSRC梁的受弯承载力与PNC梁相差幅度不超过3%,说明再生骨料的存在对受弯承载力影响并不大;在相同荷载作用下,当混凝土出现裂缝后,PSRC梁的钢筋应变曲线略低于PNC梁,由于PSRC梁开裂时间较早,受拉区混凝土传递的拉应力由裂缝处的纵筋提前承担,导致PSRC梁开裂处受拉钢筋应变偏大。【结论】本文基于开裂处应变模拟数据修正受拉钢筋应变不均匀系数,得到了确定PSRC梁的最大裂缝宽度的新方法,通过公式推导得出新方法的建议公式,并采用建议公式和GB50010—2010规范公式对最大裂缝宽度进行计算,发现新方法的计算值和实测值吻合较好,且该计算值较GB50010—2010规范公式的计算值对最大裂缝宽度的预测更加准确,为后续规范修订提供了参考依据。 展开更多
关键词 预应力 自密实再生混凝土梁 受弯性能 有限元 开裂荷载 钢筋应变 受弯承载力 最大裂缝宽度
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预应力筋黏结状态对混凝土梁力学性能的影响
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作者 李瑶 史闯 +1 位作者 范子文 阎武通 《铁道建筑》 北大核心 2025年第8期40-44,共5页
针对完全黏结、部分黏结、无黏结预应力筋的受力特性,提出了“杆单元+界面层单元”组合的预应力筋无黏结效应模拟方法,用于分析不同黏结状态下预应力混凝土梁的力学性能。基于3片简支预应力混凝土模型梁的抗弯试验结果,分别从失效模式... 针对完全黏结、部分黏结、无黏结预应力筋的受力特性,提出了“杆单元+界面层单元”组合的预应力筋无黏结效应模拟方法,用于分析不同黏结状态下预应力混凝土梁的力学性能。基于3片简支预应力混凝土模型梁的抗弯试验结果,分别从失效模式、荷载-变形曲线方面验证了模拟方法的适用性。以预应力筋无黏结区域长度为变量开展有限元模型参数分析,探究其对开裂荷载、承载力、变形能力及自复位性能的影响规律。结果表明:无黏结长度对结构开裂荷载无明显影响;结构抗弯承载力随着无黏结长度增加呈降低趋势,无黏结状态相较完全黏结状态降低了15.1%,但自复位性能指标随之提高了20.9%;结构变形能力随无黏结长度的增加呈先降低后增加的变化趋势,无黏结长度比例系数为0.4时的极限变形能力最小。 展开更多
关键词 铁路桥梁 无黏结 数值模拟 预应力混凝土梁 界面层单元 承载力 变形能力
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