預(yù)應(yīng)力扁錨混凝土錨固區(qū)的有限元分析與試驗研究.pdf

1、本文首先參考國外規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)建議，將后張預(yù)應(yīng)力混凝土錨固區(qū)劃分為局部錨固區(qū)與總體錨固區(qū)兩部分，并對兩部分基本問題作了分別闡述研究，然后結(jié)合OVM15B—4DT扁型錨具模型有限元模擬應(yīng)力分析，通過扁型錨墊板荷載傳遞性能試驗，得出了一些結(jié)論。本文的主要研究成果可以概括為： (1)本文在結(jié)構(gòu)復(fù)雜扁錨建模時，對單元選取、網(wǎng)格劃分、材料非線性、摩擦接觸、破壞準(zhǔn)則以及收斂控制給出了一些建議。 (2)扁型錨具錨下混凝土的受力狀態(tài)，實際上是

2、典型的局部承壓問題。有限元分析和試驗研究都表明，局壓區(qū)域存在著較大的橫向拉應(yīng)力。在面積比的值較小的情況下，應(yīng)力峰值很高，這是造成局壓區(qū)域縱向產(chǎn)生裂縫的主要原因。有限元計算結(jié)果表明： ①扁錨錨下截面的壓力非常集中，但隨著逐漸遠離錨具，其截面應(yīng)力逐漸擴散，最后均勻地傳遞到混凝土中。 ②扁錨錨下混凝土側(cè)表面存在一個拉應(yīng)力集中區(qū)，位于錨墊板中部偏下的位置；存在一個壓應(yīng)力集中區(qū)，位于錨墊板下約80mm處，而錨墊板總長為240mm。

3、 ③在定義路徑AB對應(yīng)的橫向拉應(yīng)力(第一主應(yīng)力)看出，在扁型錨墊板中部偏下的錨固區(qū)側(cè)表面混凝土橫向拉應(yīng)力較大，而試驗時縱向裂縫也是從該處開始產(chǎn)生，說明該處能否很好地擴散應(yīng)力是扁型錨墊板結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的標(biāo)尺，也是混凝土錨固區(qū)有效承載設(shè)計的目標(biāo)。 ④在扁錨錨下混凝土內(nèi)配置間接鋼筋可以有效減小錨下混凝土的橫向拉應(yīng)力，從而提高錨下混凝土的局部承壓能力。 (3)對于特殊錨墊板扁錨作用下的局部錨固區(qū)，可以通過荷載傳遞驗證試驗加

4、以檢驗。針對我國目前尚無錨具荷載傳遞驗證試驗相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，我們以國際FIP1993建議進行試驗，其驗收結(jié)果是錨下性能良好。以國際標(biāo)準(zhǔn)FIP試驗的OVM扁型錨具錨墊板荷載傳遞性能試驗，對我國規(guī)范增加相關(guān)總體錨固區(qū)設(shè)計條款，使錨固區(qū)設(shè)計更細化、更完善，是有一定借鑒意義的。 本文對試驗試件測試點應(yīng)變值跟模型仿真模擬對應(yīng)區(qū)段應(yīng)變值進行了一些嘗試對比分析，模擬結(jié)果跟試驗數(shù)據(jù)吻合，總結(jié)出了一套模擬扁錨及錨固區(qū)的科學(xué)方法，這在國內(nèi)是首次的。