預(yù)應(yīng)力混凝土錨固區(qū)設(shè)計(jì)的拉壓桿模型理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、本論文在介紹拉壓桿模型基本理論的基礎(chǔ)上,對(duì)常見預(yù)應(yīng)力混凝土錨固區(qū)進(jìn)行了分析研究,給出了用于錨固區(qū)設(shè)計(jì)的拉壓桿模型。研究?jī)?nèi)容主要包括:端部、內(nèi)部中心錨固區(qū)的有限元分析,并對(duì)已有的拉壓桿模型提出修正方法。通過一系列室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)修正后模型的安全性和適用性進(jìn)行驗(yàn)證,提出了進(jìn)一步拓展模型的方法。對(duì)偏心錨固區(qū)進(jìn)行有限元分析,擬合出內(nèi)力的變化曲線或計(jì)算公式,并根據(jù)拉壓模型理論和前文的研究成果,分別給出構(gòu)建偏心錨固區(qū)拉壓桿模型的具體步驟。本文所取得的主要

2、創(chuàng)新性成果如下:
　　 (1)確定了錨固區(qū)應(yīng)力分布的類型及其隨構(gòu)件尺寸比a/h、預(yù)應(yīng)力荷載偏心距e/h的變化規(guī)律(a為承壓板寬度,e為預(yù)應(yīng)力荷載中心與構(gòu)件中心線距離,h為構(gòu)件橫截面寬度)。根據(jù)有限元分析結(jié)果,錨固區(qū)中的拉應(yīng)力主要包括脹裂應(yīng)力、回拉應(yīng)力、σtie應(yīng)力及彎曲應(yīng)力。a/h和e/h是影響上述應(yīng)力分布的主要參數(shù),且各應(yīng)力的合力均隨a/h增加而減小,隨e/h增加則有不同的變化。
　　 (2)提出了內(nèi)部錨固區(qū)FIP拉壓

3、桿模型的拓展方法。FIP模型適用于大體積混凝土的情況(a/h≤1/9)。當(dāng)a/h>1/9時(shí),錨固區(qū)中各內(nèi)力隨a/h增加而減小,若仍采用FIP模型設(shè)計(jì)內(nèi)部錨固區(qū)就會(huì)造成非預(yù)應(yīng)力鋼筋浪費(fèi)。因此,本文提出了用于確定內(nèi)力的“內(nèi)力比-尺寸比曲線”,并給出了拓展FIP模型的方法。按本文提出的方法對(duì)FIP模型拓展后,可節(jié)約近30％的內(nèi)部錨固區(qū)鋼筋用量(a/h=3/10)。
　　 (3)對(duì)拓展模型的方法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)拓展后的M(o)rsc

4、h模型和FIP模型分別設(shè)計(jì)了端錨試件和內(nèi)錨試件的配筋,進(jìn)行模擬張拉試驗(yàn)。根據(jù)端錨試件的試驗(yàn)結(jié)果,應(yīng)盡可能地設(shè)計(jì)箍筋重心線與脹裂應(yīng)力中心線重合或接近,均勻布置；并將該模型向承壓板下方整體平移a/4距離對(duì)其進(jìn)行二次拓展。二次拓展后模型極限荷載的計(jì)算值更加接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)內(nèi)錨試件的試驗(yàn)結(jié)果,拓展后的FIP拉壓桿模型極限荷載的計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合,偏于安全,并且與原FIP模型相比,更加經(jīng)濟(jì)、合理。
　　 (4)提出了內(nèi)部錨固區(qū)內(nèi)力的簡(jiǎn)化