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摘 要：就无粘结预应力混凝土结构施工的实际情况来看，在多种因素的影响下，极易出现无粘结预应力混凝土变形的情况，给实际施工质量产生一定影响。本文就无粘结预应力混凝土变形进行简要分析，并提出科学化的技术措施，以加强无粘结预应力混凝土施工质量控制，仅供相关人员参考。
关键词：无粘结预应力；混凝土变形；技术措施
无粘结预应力混凝土是现代工程建设中比较常用的一种施工技术，其工艺简单，无需灌浆操作，摩擦阻力较小，并且便于加强施工成本管理与控制，在现代建筑工程项目建设中具有良好的应用价值。ANSYS软件在无粘结预应力混凝土变形的计算与分析中具有良好的应用价值，其强大的接触分析能力能够高效处理无粘结预应力筋与周围混凝土之间的相互作用问题，从而对无粘结预应力混凝土变形进行妥善处理，全面提高无粘结预应力混凝土施工质量。
1 无粘结预应力混凝土概述
1.1 型式
无粘结预应力混凝土主要包含两种型式，一是预应力钢筋内置型，多用于房屋结构中；二是预应力钢筋外置型，多用于大跨度房屋结构及桥梁建设中。
1.2 特点
就当前建筑行业的发展情况来看，无粘结预应力混凝土具有一定优势，其在实际应用中无需灌浆和预留空岛，便于预应力钢筋单独进行防腐处理，与有粘结预应力混凝土结构相比，无粘结预应力混凝土结构的受力性能更具优势。与此同时，无粘结预应力混凝土钢筋在相邻锚固点间呈均匀性应变，其实际抗弯极限承载力比较低，尤其是当控制截面受到外力影响与破话时，无粘结预应力混凝土钢筋的应力达不到设计强度。除此之外，无粘结预应力混凝土的抗震性较好，刚性较强，与一般应力混凝土相比具有良好的抗震性。
2 无粘结预应力混凝土梁的变形分析
2.1 试验梁模型
如图1，P1为试验梁，实际长度为3.8m，跨度为3.6m，P1梁为无粘结预应力直线不仅梁，其结构形式及配筋情况见图1。通过材料试验可知普通钢筋与钢绞线的屈服强度和弹性模量，明确混凝土立方体抗压强度以及混凝土的弹性模量。通过对P1梁分级施加预应力直至120kN，对不同大小预应力作用下混凝土梁的变形情况进行准确测量，掌握混凝土梁自加载到破坏的挠度数据，为后续无粘结预应力混凝土的变形分析以及技术措施研究提供可靠的数据支持。
2.2 有限元建模与求解
分离式模型是试验梁有限元分析中的主要模型，以混凝土单元和钢筋单元为基础，通过接触单元来实现预应力的滑移与摩擦效应模拟，合理划分网格，避免网格密度不适宜而对混凝土局部区域造成破坏。在此基础上，以降温法模拟预应力效应，基于多线性随动强化模型来明确混凝土本构关系。在此基础上，基于ANSYS软件并选用不同的基础方式，确定无粘结预应力混凝土梁的相关参数。一般情况下，点对点接触单元中的两个接触节点不可重合，因此应当以初始节点位置为基础设计初始间距，一般以0.01mm为最佳间隙，以保证求解的可靠性。
2.3 接触对的建立
无粘结预应力混凝土梁变形试验分析中，以点-点接触单元法对力筋滑移以及摩擦效应进行模拟，合理划分网格并设置划分段数，保证混凝土单元划分的合理性，确保预应力筋划分方向与预应力筋保持高度一致，在保持混凝土节点与预应力节点之间适宜距离后，实现节点的一一对应。在保证混凝土单元与预应力单元网格划分一致的基础上，于混凝土节点和预应力筋节点之间建立接触对，以保证无粘结预应力混凝土梁变形分析的准确性和科学性。
2.4 加速收敛的方法
由于混凝土与钢筋的材料非线性特征，使得混凝土开裂前与开裂后的收敛存在一定差异，一般情况下，混凝土开裂前易收敛，混凝土开裂后不易收敛。为有效加速收敛过程，应当在极易出现应力集中的部位设置标准规格的钢垫板，通常在预应力筋的锚固和集中荷载作用等部位容易出现应力集中的情况，此时所设置钢垫板的最佳厚度为10mm。依据收敛过程追踪图，可以确定子步数的大小情况，适当调整收敛精度值。在收敛困难的情况下，应当改变收敛准则，调整收敛精度，适当放宽5%左右，真正做到加速收敛。
2.5 ANSYS计算与试验结果比较
通过研究可知，基于ANSYS软件的有限元分析法能够从整体上对P1试验梁的变形进行科学模拟和分析，相比较而言，接触分析法所得结果最接近试验值。试验表明，随着预应力荷载的不断增加，计算误差逐渐减小，由此可知试验梁刚度与预应力度大小存在密切联系，随着预应力度的不断增加，试验梁的刚度随之减小。就无粘结预应力混凝土结构的实际情况来看，预应力筋的滑移和摩擦效应对结构变形的影响比较明显，基于ANSYS软件并采用接触分析法能够获得更为精准的结果，保证无粘结预应力混凝土梁变形分析的准确性和可靠性。
3 无粘结预应力混凝土变形的技术措施
为降低无粘结预应力混凝土变形的发生几率，提高无粘结预应力混凝土结构稳定性，应当结合实际工程特点，优化无粘结预应力混凝土施工技术，明确施工要点，加强无粘结预应力混凝土结构施工质量管理与控制。在无粘结预应力混凝土结构施工中，应当做好以下幾点：
3.1 预应力钢筋铺设
在进行钢筋铺设施工前，应对由专人对每根钢筋的外包层进行检查，如发现轻微破损的，可以用胶带将其缠好，若是破损情况较为严重的应进行报废处理。在无粘结预应力筋的铺设施工中，难度较大的应属双向多跨连续配筋的铺设，进行铺设前必须对铺设顺序进行合理编制。管线铺设时，严禁移动预应力的平面位置和标高，位于支座处的钢筋基本都是在最后进行的。
3.2 预应力钢筋固定
预应力筋固定中较为关键的环节是张拉端固定，施工技术要点如下：张拉端模板应根据施工图纸中规定的具体位置进行钻孔，并用钢钉将承压板固定在端模板上，也可以采用焊接的方法将其牢靠地焊接在非预应力钢筋上。
3.3 预应力钢筋张拉和锚固
通常情况下，无粘结预应力钢筋均为曲线配筋，为确保预应力筋受力均匀，应采取两端同时张拉的方法进行预应力筋张拉。在楼板结构中，张拉应按顺序进行，即先楼板后梁柱；张拉锚固后，应对锚固区进行密封处理，避免水汽进入造成钢筋锈蚀，通常可采用防水性能较好的防水涂料进行防锈处理。
结束语
无粘结预应力技术是近些年发展起来的新施工技术，该技术以其自身诸多的优点被广泛应用于各类工程建设当中。为减少无粘结预应力混凝土变形，应当规范施工技术，并积极采取有效措施加强施工质量管理与控制，从而保证无粘结预应力混凝土结构的稳定性和可靠性，减少安全隐患，为社会群体的生命财产安全提供可靠保障。
参考文献
[1]喻攀，罗许国.无粘结预应力混凝土梁的变形分析[J].湖南工业大学学报，2012，26（1）：18-22.
[2]陈俊杰，罗小勇.重复荷载作用下无粘结部分预应力混凝土的变形分析[J].甘肃科技，2008，24（4）：122-123.
[3]彭全胜.无粘结预应力混凝土梁的变形计算分析[J].中国新技术新产品，2011（2）：253-253.
关键词：无粘结预应力；混凝土变形；技术措施
无粘结预应力混凝土是现代工程建设中比较常用的一种施工技术，其工艺简单，无需灌浆操作，摩擦阻力较小，并且便于加强施工成本管理与控制，在现代建筑工程项目建设中具有良好的应用价值。ANSYS软件在无粘结预应力混凝土变形的计算与分析中具有良好的应用价值，其强大的接触分析能力能够高效处理无粘结预应力筋与周围混凝土之间的相互作用问题，从而对无粘结预应力混凝土变形进行妥善处理，全面提高无粘结预应力混凝土施工质量。
1 无粘结预应力混凝土概述
1.1 型式
无粘结预应力混凝土主要包含两种型式，一是预应力钢筋内置型，多用于房屋结构中；二是预应力钢筋外置型，多用于大跨度房屋结构及桥梁建设中。
1.2 特点
就当前建筑行业的发展情况来看，无粘结预应力混凝土具有一定优势，其在实际应用中无需灌浆和预留空岛，便于预应力钢筋单独进行防腐处理，与有粘结预应力混凝土结构相比，无粘结预应力混凝土结构的受力性能更具优势。与此同时，无粘结预应力混凝土钢筋在相邻锚固点间呈均匀性应变，其实际抗弯极限承载力比较低，尤其是当控制截面受到外力影响与破话时，无粘结预应力混凝土钢筋的应力达不到设计强度。除此之外，无粘结预应力混凝土的抗震性较好，刚性较强，与一般应力混凝土相比具有良好的抗震性。
2 无粘结预应力混凝土梁的变形分析
2.1 试验梁模型
如图1，P1为试验梁，实际长度为3.8m，跨度为3.6m，P1梁为无粘结预应力直线不仅梁，其结构形式及配筋情况见图1。通过材料试验可知普通钢筋与钢绞线的屈服强度和弹性模量，明确混凝土立方体抗压强度以及混凝土的弹性模量。通过对P1梁分级施加预应力直至120kN，对不同大小预应力作用下混凝土梁的变形情况进行准确测量，掌握混凝土梁自加载到破坏的挠度数据，为后续无粘结预应力混凝土的变形分析以及技术措施研究提供可靠的数据支持。
2.2 有限元建模与求解
分离式模型是试验梁有限元分析中的主要模型，以混凝土单元和钢筋单元为基础，通过接触单元来实现预应力的滑移与摩擦效应模拟，合理划分网格，避免网格密度不适宜而对混凝土局部区域造成破坏。在此基础上，以降温法模拟预应力效应，基于多线性随动强化模型来明确混凝土本构关系。在此基础上，基于ANSYS软件并选用不同的基础方式，确定无粘结预应力混凝土梁的相关参数。一般情况下，点对点接触单元中的两个接触节点不可重合，因此应当以初始节点位置为基础设计初始间距，一般以0.01mm为最佳间隙，以保证求解的可靠性。
2.3 接触对的建立
无粘结预应力混凝土梁变形试验分析中，以点-点接触单元法对力筋滑移以及摩擦效应进行模拟，合理划分网格并设置划分段数，保证混凝土单元划分的合理性，确保预应力筋划分方向与预应力筋保持高度一致，在保持混凝土节点与预应力节点之间适宜距离后，实现节点的一一对应。在保证混凝土单元与预应力单元网格划分一致的基础上，于混凝土节点和预应力筋节点之间建立接触对，以保证无粘结预应力混凝土梁变形分析的准确性和科学性。
2.4 加速收敛的方法
由于混凝土与钢筋的材料非线性特征，使得混凝土开裂前与开裂后的收敛存在一定差异，一般情况下，混凝土开裂前易收敛，混凝土开裂后不易收敛。为有效加速收敛过程，应当在极易出现应力集中的部位设置标准规格的钢垫板，通常在预应力筋的锚固和集中荷载作用等部位容易出现应力集中的情况，此时所设置钢垫板的最佳厚度为10mm。依据收敛过程追踪图，可以确定子步数的大小情况，适当调整收敛精度值。在收敛困难的情况下，应当改变收敛准则，调整收敛精度，适当放宽5%左右，真正做到加速收敛。
2.5 ANSYS计算与试验结果比较
通过研究可知，基于ANSYS软件的有限元分析法能够从整体上对P1试验梁的变形进行科学模拟和分析，相比较而言，接触分析法所得结果最接近试验值。试验表明，随着预应力荷载的不断增加，计算误差逐渐减小，由此可知试验梁刚度与预应力度大小存在密切联系，随着预应力度的不断增加，试验梁的刚度随之减小。就无粘结预应力混凝土结构的实际情况来看，预应力筋的滑移和摩擦效应对结构变形的影响比较明显，基于ANSYS软件并采用接触分析法能够获得更为精准的结果，保证无粘结预应力混凝土梁变形分析的准确性和可靠性。
3 无粘结预应力混凝土变形的技术措施
为降低无粘结预应力混凝土变形的发生几率，提高无粘结预应力混凝土结构稳定性，应当结合实际工程特点，优化无粘结预应力混凝土施工技术，明确施工要点，加强无粘结预应力混凝土结构施工质量管理与控制。在无粘结预应力混凝土结构施工中，应当做好以下幾点：
3.1 预应力钢筋铺设
在进行钢筋铺设施工前，应对由专人对每根钢筋的外包层进行检查，如发现轻微破损的，可以用胶带将其缠好，若是破损情况较为严重的应进行报废处理。在无粘结预应力筋的铺设施工中，难度较大的应属双向多跨连续配筋的铺设，进行铺设前必须对铺设顺序进行合理编制。管线铺设时，严禁移动预应力的平面位置和标高，位于支座处的钢筋基本都是在最后进行的。
3.2 预应力钢筋固定
预应力筋固定中较为关键的环节是张拉端固定，施工技术要点如下：张拉端模板应根据施工图纸中规定的具体位置进行钻孔，并用钢钉将承压板固定在端模板上，也可以采用焊接的方法将其牢靠地焊接在非预应力钢筋上。
3.3 预应力钢筋张拉和锚固
通常情况下，无粘结预应力钢筋均为曲线配筋，为确保预应力筋受力均匀，应采取两端同时张拉的方法进行预应力筋张拉。在楼板结构中，张拉应按顺序进行，即先楼板后梁柱；张拉锚固后，应对锚固区进行密封处理，避免水汽进入造成钢筋锈蚀，通常可采用防水性能较好的防水涂料进行防锈处理。
结束语
无粘结预应力技术是近些年发展起来的新施工技术，该技术以其自身诸多的优点被广泛应用于各类工程建设当中。为减少无粘结预应力混凝土变形，应当规范施工技术，并积极采取有效措施加强施工质量管理与控制，从而保证无粘结预应力混凝土结构的稳定性和可靠性，减少安全隐患，为社会群体的生命财产安全提供可靠保障。
参考文献
[1]喻攀，罗许国.无粘结预应力混凝土梁的变形分析[J].湖南工业大学学报，2012，26（1）：18-22.
[2]陈俊杰，罗小勇.重复荷载作用下无粘结部分预应力混凝土的变形分析[J].甘肃科技，2008，24（4）：122-123.
[3]彭全胜.无粘结预应力混凝土梁的变形计算分析[J].中国新技术新产品，2011（2）：253-253.