缓粘结预应力混凝土悬臂梁的受力性能试验研究

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缓粘结预应力体系是一种新型预应力体系,它是无粘结预应力和有粘结预应力两种体系的结合,其在施工阶段如同无粘结预应力一样快捷方便,在使用阶段又如同有枯结预应力一样安全可靠。为了深入地了解缓粘结预应力混凝土构件的受力性能,本文以缓粘结预应力混凝土悬臂梁作为研究对象,在介绍了缓粘结预应力混凝土发展历史以及国内外对缓粘结预应力混凝土梁受力性能研究现状的前提下,主要做了以下几个方面的工作: 本文对三根缓粘结预应力混凝土悬臂梁和一根有粘结预应力混凝土悬臂梁的受力性能进行了试验研究。对试验梁的设计与制作,试验过程和试验现象进行了详细的描述,并对试验结果进行了的分析,给出了各试验梁的破坏图片,分析对比了各试件在各级荷载的裂缝分布和发展特征,挠度的变化特点及其承载能力。 结合悬臂梁试件自身裂缝的特点和受拉钢筋在裂缝之间的应力发展规律,推导了计算缓粘结预应力混凝土悬臂梁裂缝宽度的一般公式。根据试验结果和以往研究确定了最大裂缝宽度计算公式的各个参数,从而建立了直接以最大裂缝宽度为计算目标的裂缝宽度计算公式。 对各试件的荷载-挠度曲线进行了分析。通过与我国现行设计规范中计算公式的比较,考虑到预应力混凝土悬臂梁在正常使用荷载作用下截面刚度的特殊变化规律,给出了在保持规范公式形式不变的前提下的修正公式。 对比分析了缓粘结预应力混凝土构件和有粘结预应力混凝土构件的受力性能,分析了影响预应力筋极限应力的主要因素。给出了缓粘结预应力筋的极限应力和缓粘结预应力混凝土悬臂梁的极限承载力的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,表明本文所提出的计算方法是可行的。 根据缓粘结预应力混凝土悬臂梁在不同荷载作用下的受力试验,对比了试件在弯剪和弯剪扭复合作用力下的裂缝发展规律及试件破坏特征,推导了缓粘结预应力混凝土悬臂梁在复合作用力下的开裂弯矩和强度相关方程,分析了扭矩对试件极限承载力的影响。 运用Ansys软件,对试验模型进行了实体建模,分析了缓粘结预应力混凝土悬臂梁的裂缝开展、挠度、预应力筋应力、极限荷载情况,通过对关键参数的对比,模拟在不同影响因素影响下,模型的极限承载力、极限状态下预应力筋应力增量、极限挠度值的变化情况。
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