沖擊荷載作用下預應力混凝土梁的力學性能研究.pdf

1、預應力混凝土結(jié)構(gòu)作為十九世紀的一個重大發(fā)明被廣泛地應用于大跨度、高層以及復雜的結(jié)構(gòu)當中。預應力混凝土梁在高速沖擊作用下其強度本構(gòu)關系與破壞性能顯示出明顯的與加載速率密切相關的特征。隨加載速率的提高，預應力混凝土梁的動力強度有明顯的增高，即率相關效應，這一現(xiàn)象對大型結(jié)構(gòu)的動力安全穩(wěn)定性評價具有重大意義。本文以落錘與預應力混凝土梁沖擊為例，研究其動力本構(gòu)關系與應變率的關系，觀察不同速率的損傷斷裂過程與破壞形態(tài)。主要研究內(nèi)容如下：
　　

2、（1）設計并制作了一臺落錘沖擊試驗機，該落錘裝置能夠獲得足夠的能量以滿足試驗需求。進行試驗前，通過沖擊條件測試，調(diào)整并確定了較為合適的鋁錘頭和鋁墊片，并通過相關試驗驗證了沖擊的穩(wěn)定性和重復性，試驗結(jié)果表明，該落錘裝置具有較好的重復性與穩(wěn)定性。
　?。?）完成一組預應力混凝土梁和素混凝土梁的靜力試驗，試驗獲得了試塊在靜力加載下的承載力、跨中位移以及破壞形態(tài)。試驗結(jié)果表明，素混凝土梁的靜力承載力要遠小于預應力混凝土梁。
　　（3

3、）利用落錘沖擊試驗機，進行了預應力混凝土梁的橫向沖擊試驗，試驗中應變率范圍為1s-1-3s-1。試驗的主要參數(shù)包括落錘沖擊高度和質(zhì)量、預應力以及配筋率。同時，完成了一組素混凝土梁的沖擊試驗進行對比。試驗中采用高速攝像儀記錄了沖擊過程，通過測量記錄了力時程曲線、加速度時程曲線、應變時程曲線以及試塊受拉區(qū)的裂紋寬度。試驗結(jié)果表明，隨著落錘質(zhì)量和下落高度的增加，輸入能量增加，試塊受拉區(qū)的裂紋寬度越大；通過提高預應力和配筋率能夠有效地延后試塊裂