预应力钢骨混凝土梁力学性能试验研究

摘要

论文以杭州市钱江四桥下承式系杆拱桥的预应力钢骨混凝土系梁为原型,按照相似原理设计制作了一系列缩尺的后张预应力钢骨混凝土工字形模型梁.通过模型试验,研究了后张预应力钢骨混凝土梁的力学性能.试验参数包括:含钢率、配筋率、初始预应力和水平拉力等.试验模型梁共有11片,按照三种配钢率分为三组,即:SRC_Ⅰ、SRC_Ⅱ和SRC_Ⅲ组;每组又按照不同初始预加力分成A、B、C三个系列;SRC_Ⅲ组的A、D、E梁对不同水平拉力的情况进行了比较.试验的量测内容有混凝土应变、普通钢筋应变、预应力钢筋应变、钢骨应变以及梁的整体变形和裂缝等.通过对试验数据的分析,总结了后张预应力钢骨混凝土梁在拉、弯荷载共同作用下的力学性能,如混凝土应变的发展、普通钢筋和预应力钢筋应变的变化、钢骨应变变化及其分布、挠度变化和裂缝的分布等,提出了后张预应力钢骨混凝土梁在拉弯荷载共同作用下的正截面极限承载力的简化计算方法.

目录

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第一章绪论

1.1钢骨混凝土结构的发展概况

1.2课题选取的背景和研究目

1.3主要研究内容

1.4论文结构

第二章预应力钢骨混凝土梁模型试验设计与规划

2.1试验模型梁设计

2.1.1试验工程背景及模型梁原型的提出

2.1.2相似常数的确定

2.1.3模型梁截面设计

2.1.4模型梁的参数选取

2.1.5模型梁构造和配筋图

2.2试验材料

2.2.1混凝土的制备和性能

2.2.2普通钢筋的力学性能

2.2.3型钢的力学性能

2.2.4预应力筋的力学性能

2.3试验方法

2.3.1试验装置和加载方法

2.3.2测试项目、测点布置和测试方法

2.3.3量测仪器规格

2.3.4极限状态的判定

2.4本章小结

第三章预应力钢骨混凝土梁受力性能

3.1概述

3.2 SRC_Ⅰ组模型梁的受力性能

3.2.1 SRC_Ⅰ_A梁

3.2.2 SRC_Ⅰ_B梁

3.2.3 SRC_Ⅰ_C梁

3.3 SRC_Ⅱ组模型梁的受力性能

3.3.1 SRC_Ⅱ_A梁

3.3.2 SRC_Ⅱ_B梁

3.3.3 SRC_Ⅱ_C梁

3.4 SRC_Ⅲ组模型梁的受力性能

3.4.1 SRC_Ⅲ_A梁

3.4.2 SRC_Ⅲ_B梁

3.4.3 SRC_Ⅲ_C梁

3.4.4 SRC_Ⅲ_D梁

3.5试验梁破坏形态

3.6本章小结

第四章预应力钢骨混凝土梁试验结果的比较分析

4.1混凝土截面的应变分布

4.2同截面等高度处钢骨和普通钢筋的应变比较

4.3参数影响分析

4.3.1型钢配钢率的影响

4.3.2纵向钢筋配筋的影响

4.3.3预应力的影响

4.3.4水平拉力的影响

4.4裂缝的发生及发育情况比较分析

4.4.1初裂阶段

4.4.2裂缝发育阶段

4.5试验梁的变形分析

4.6本章小结

第五章预应力钢骨混凝土梁正截面极限承载力计算

5.1钢骨混凝土梁正截面承载能力计算方法比较

5.1.1基于钢结构理论的计算方法

5.1.2基于简单叠加理论的计算方法

5.1.3基于普通钢筋混凝土构件承载力算法的计算方法

5.2预应力钢骨砼梁在拉弯荷载共同作用下正截面极限承载力计算

5.2.1破坏形态与特征

5.2.2极限状态构件截面应力分布

5.2.3拉弯构件极限承载力计算

5.2.4理论计算结果与试验结果比较分析

5.3预应力钢骨混凝土拉弯构件正截面极限承载力简化分析法

5.3.1基本假定

5.3.2正截面承载力基本公式推导

5.4本章小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2模型试验存在的问题

6.3建议

参考文献

致谢