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建筑科学 2020年第11期36卷 90-100页

作者：郑志远周焕廷中建三局绿色产业投资有限公司湖北武汉430040 武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

为研究带几何缺陷的预应力连续组合梁抗火性能,建立了预应力连续组合梁在高温下的非线性有限元模型。通过屈曲分析引入最不利模态缺陷,考察了梁的跨中挠度、预应力筋内力、截面弯矩随温度的变化,研究了荷载比及预应力比对带缺陷的预应... 详细信息

为研究带几何缺陷的预应力连续组合梁抗火性能,建立了预应力连续组合梁在高温下的非线性有限元模型。通过屈曲分析引入最不利模态缺陷,考察了梁的跨中挠度、预应力筋内力、截面弯矩随温度的变化,研究了荷载比及预应力比对带缺陷的预应力连续组合梁抗火性能的影响。结果表明:跨中弯扭屈曲模态缺陷对组合梁的抗火性能影响最不利;荷载比越大,跨中挠度和截面曲率上升得越快,临界温度越低,拉索应力也保持在较高水平,最终拉索由于塑性变形过大而松弛;预应力比越大,组合梁跨中挠度下降得越慢,曲率上升得越快,在接近破坏时,不同预应力比下挠度-温度曲线接近重合,拉索应力随温度升高而增大的幅度越小,且塑性应变随温度升高而上升的速率更快。此外,预应力比对同一温度下梁的截面弯矩也有一定影响。

关键词：抗火性能有限元法预应力连续组合梁荷载比预应力比

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部分波形钢腹板预应力连续组合梁受力性能分析

部分波形钢腹板预应力连续组合梁受力性能分析

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作者：邱俊峰湖南大学

学位级别：硕士

针对预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区存在的混凝土板预应力效率低,钢腹板易发生局部屈曲等问题,论文提出了在负弯矩区梁段采用波形钢腹板代替平面钢腹板、其余区段仍采用平面钢腹板的混合设计方法,并对这种部分波形钢腹板预应力连续... 详细信息

针对预应力钢-混凝土连续组合梁负弯矩区存在的混凝土板预应力效率低,钢腹板易发生局部屈曲等问题,论文提出了在负弯矩区梁段采用波形钢腹板代替平面钢腹板、其余区段仍采用平面钢腹板的混合设计方法,并对这种部分波形钢腹板预应力连续组合梁的静力工作性能进行了较为系统的分析,主要内容如下:(1)综述了连续组合梁整体稳定、局部稳定及波形腹板屈曲强度的计算方法,基于有限元特征值分析理论,分析不同腹板高厚比下部分波形腹板连续组合梁的稳定性及相应的失稳模式,对稳定临界承载力及按塑性铰理论计算的塑性极限承载力进行对比,并验证了不同高厚比下波形腹板的屈曲强度。(2)通过理论计算及有限元分析,对部分波形腹板预应力钢-混凝土连续组合梁未开裂弹性阶段的受力性能进行研究,主要考察混凝土板中的预应力效率、开裂荷载、弯矩分配及主梁变形情况。分析发现,采用波形钢腹板后混凝土板中有效预应力显著提高,延缓了正常使用阶段混凝土裂缝的出现;理论计算结果与有限元分析结果基本吻合,采用本文理论方法计算该类组合结构的受力和变形性能能够满足工程设计的精度要求。(3)分析了部分波形腹板预应力连续组合梁的全过程静力性能,采用ANSYS有限元软件进行该类组合梁的静力全过程模拟。分析该类结构的屈服承载力及极限承载力,并与简化计算理论结果进行对比;同时对屈服状态及极限状态下钢梁应力分布规律,主梁变形及界面滑移进行分析,系统分析该类结构全过程受力机理。通过与普通组合梁全过程分析结果进行对比,发现这种结构并未改善组合梁的屈服荷载及极限荷载。(4)对部分波形腹板预应力连续组合梁进行参数分析,通过有限元分析预应力筋、波形腹板段长度、波形腹板波高及混凝土强度等级这4个参数对结构受力性能的影响。主要考察不同参数对部分波形腹板预应力组合梁开裂承载力、屈服承载力、极限承载、各阶段主梁变形和界面滑移的影响,得出各参数下的最优模型,以供实际工程设计参考。

关键词：部分波形腹板预应力连续组合梁预应力效率开裂荷载屈服荷载极限荷载有限元分析

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预应力耐火钢⁃混凝土连续组合梁抗火性能研究

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防灾减灾工程学报 2020年第6期40卷 902-909页

作者：周焕廷郑志远伍先兴秦晗张苏鹏武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 中建三局绿色产业投资有限公司湖北武汉430100

采用有限元软件对耐火钢预应力连续组合梁在高温下的抗弯性能进行参数研究,引入了材料非线性、几何非线性以及钢梁初始几何缺陷,考察了预应力组合梁在高温下的破坏形态,耐火极限,跨中挠度随温度及时间变化的曲线,分别得到了不同受火工... 详细信息

采用有限元软件对耐火钢预应力连续组合梁在高温下的抗弯性能进行参数研究,引入了材料非线性、几何非线性以及钢梁初始几何缺陷,考察了预应力组合梁在高温下的破坏形态,耐火极限,跨中挠度随温度及时间变化的曲线,分别得到了不同受火工况与耐火钢使用截面位置对组合梁高温下抗弯性能的影响规律。结果表明:不同受火工况对普通组合梁和耐火钢组合梁的抗火性能有较大影响,组合梁在双侧受火工况下其挠度下降的幅度明显大于单侧受火工况下挠度下降的幅度,耐火时间也明显减短;在同一受火工况下,其他部分使用普通钢条件下,钢梁下翼缘使用耐火钢比腹板使用耐火钢更能有效提高组合梁在高温下的抗弯能力和耐火极限;当组合梁中钢梁下翼缘与腹板同时使用耐火钢时能显著提高组合梁的抗火性能,并达到与钢梁全截面使用耐火钢时同样的效果;仅在钢梁跨中区段内下翼缘和腹板上使用耐火钢时,耐火钢布置区段越长,则组合梁跨中挠度下降幅度越小,临界温度也越高。

关键词：结构工程抗火性能有限元法预应力连续组合梁耐火钢受火工况

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拉索防火涂层对预应力组合梁抗火性能的影响

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建筑钢结构进展 2021年第5期23卷 29-36,72页

作者：周焕廷张苏鹏郑志远秦晗伍先兴陈志华武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

采用有限元软件ABAQUS建立了用于模拟预应力组合梁在火灾下全过程受力行为的模型,研究拉索防火涂层对预应力连续组合梁抗火性能的影响。考察组合梁跨中挠度、拉索应力及塑性应变随温度的变化,分析了预应力组合梁在高温下的温度变化和破... 详细信息

采用有限元软件ABAQUS建立了用于模拟预应力组合梁在火灾下全过程受力行为的模型,研究拉索防火涂层对预应力连续组合梁抗火性能的影响。考察组合梁跨中挠度、拉索应力及塑性应变随温度的变化,分析了预应力组合梁在高温下的温度变化和破坏模式。结果表明:钢梁下翼缘与腹板升温较快,二者温差很小,而腹板与上翼缘的温差较大;混凝土截面各测点处升温速率由下至上依次降低,上表面与下表面的最高温度差可达约700℃;当拉索有5 mm厚防火涂层时,在升温前期其温度随时间延长而上升的幅度比无防火层时温度上升的幅度要小,同一升温时间下,二者温度差值最大可达175℃;而当升温时间达到13 min时,二者温差开始减小,直至升温时间为60 min时,其温度曲线基本重合;预应力连续组合梁在高温下的破坏形态主要以跨中挠度变形过大为主,中间支座处腹板与下翼缘发生对称弯曲变形;防火涂层延缓了拉索的温度上升,在同一荷载和温度下拉索能够承担的应力更大,对组合梁的抗弯贡献也更大。

关键词：预应力连续组合梁抗火性能有限元法预应力拉索防火涂层破坏形态

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预应力钢—混凝土连续组合梁力学性能分析及承载力计算

预应力钢—混凝土连续组合梁力学性能分析及承载力计算

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作者：杜欢欢湘潭大学

学位级别：硕士

预应力钢－混凝土连续组合梁（Prestressed Steel-Concrete Continuous Compositebeams，简称PCCB）是在普通组合梁的基础上采用预应力技术形成的一种横向承重组合构件，通过栓钉等剪力连接件使得钢筋混凝土板与钢梁两个部件共同承受荷... 详细信息

预应力钢－混凝土连续组合梁（Prestressed Steel-Concrete Continuous Compositebeams，简称PCCB）是在普通组合梁的基础上采用预应力技术形成的一种横向承重组合构件，通过栓钉等剪力连接件使得钢筋混凝土板与钢梁两个部件共同承受荷载、协调变形的一种梁。预应力钢－混凝土连续组合梁除了具有普通钢－混凝土连续组合梁的优点外，还具有以下几个优点：提高了组合梁的极限承载能力;增大了结构的弹性工作范围;充分利用了材料性能，减少了连续组合梁的高度、减轻了组合梁的自重并减小了地震对组合梁的作用;改善了组合梁的疲劳和断裂性能;增加了强度储备，提高了梁的可靠度;推迟组合梁中混凝土的开裂，并且延长了组合梁的使用寿命等。本文在已有的试验基础上，针对预应力钢－混凝土连续组合梁的受力性能，采用有限元分析方法，运用ANSYS软件，建立了考虑混凝土与钢梁交界面之间纵向滑移的、预应力钢－混凝土连续组合梁的三维非线性有限元数值分析模型，对试验全过程进行了数值模拟，并将有限元计算结果与试验结果进行对比，验证了所建立数值分析模型的合理性。利用该模型分析和研究了预应力钢－混凝土连续组合梁的受力性能，以及破坏机理，探讨了若干参数（钢梁强度等级、混凝土强度等级、钢梁腹板厚度、加载方式、混凝土板厚度及纵横向配筋率等）对预应力钢－混凝土连续组合梁受力性能的影响。此外，在预应力钢－混凝土连续组合梁试验研究，以及变形分析的基础上，对预应力钢－混凝土连续组合梁的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载进行分析计算。并且利用以上公式，将理论计算值与试验结果作比较，进行分析研究，为工程设计提供参考依据。

关键词：预应力连续组合梁受力性能非线性有限元分析承载力计算

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