裂后預(yù)應(yīng)力混凝土梁非線(xiàn)性力學(xué)行為研究.pdf

1、隨著公路橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，目前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用日趨廣泛，然而，由于日益增加的交通量、超載現(xiàn)象嚴(yán)重、建設(shè)初始損傷、以及養(yǎng)護(hù)缺位等多種因素的共同影響下，使得在役預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)普遍存在開(kāi)裂、下?lián)系冉Y(jié)構(gòu)損傷，這也導(dǎo)致了設(shè)計(jì)意義上的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)與實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的結(jié)構(gòu)存在明顯力學(xué)性能差異，這嚴(yán)重影響和威脅著我國(guó)在役梁橋的使用功能和安全運(yùn)營(yíng)，但是，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂后的力學(xué)性能的試驗(yàn)研究和理論分析相對(duì)滯后，因此揭示預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂

2、后的力學(xué)性能和劣化機(jī)理，對(duì)于正確評(píng)價(jià)在役混凝土橋梁的技術(shù)狀態(tài)極為重要。本文結(jié)合2010年江西省交通廳科技計(jì)劃項(xiàng)目《基于開(kāi)裂試驗(yàn)的混凝土梁結(jié)構(gòu)性能研究》，課題試驗(yàn)研究中結(jié)合我國(guó)公路橋梁建設(shè)中常用的30米預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，并按照相似關(guān)系換算為1：5縮尺比例6片預(yù)應(yīng)力混凝土模型梁，結(jié)合模型試驗(yàn)和三維彈塑性實(shí)體有限元數(shù)值模擬，獲取預(yù)應(yīng)力混凝土梁三分點(diǎn)加載全過(guò)程的變形、應(yīng)變、裂縫等結(jié)構(gòu)響應(yīng)發(fā)展規(guī)律，研究裂后預(yù)應(yīng)力混凝土梁非線(xiàn)性力學(xué)行為，主要結(jié)論如

3、下：
　　（1）本文采用非線(xiàn)性有限元理論研究了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁的受力性能，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，說(shuō)明，模型在考慮材料、幾何非線(xiàn)性的前提下能夠深入揭示混凝土和預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力變化，從而驗(yàn)證了模型中采用的單元類(lèi)型、材料本構(gòu)和破壞準(zhǔn)則的可行性和合理性，也進(jìn)一步明確了預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的開(kāi)裂后力學(xué)性能和工作機(jī)理，為理論分析提供了參考依據(jù)。
　?。?）結(jié)合6片試驗(yàn)梁的荷載撓度數(shù)據(jù)，可以算出基于跨中截面的等效抗彎剛度，得出有、無(wú)

4、粘結(jié)形式試驗(yàn)梁在不同開(kāi)裂程度下梁體的剛度退化規(guī)律。
　?。?）根據(jù)試驗(yàn)梁荷載混凝土應(yīng)變的數(shù)據(jù)，可以得出臨近破壞荷載，頂緣混凝土應(yīng)變達(dá)到最大，結(jié)合不同截面應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率可以看出，截面開(kāi)裂越早，其上頂緣混凝土的應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率越大，并得出不同荷載階段頂緣混凝土應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率-荷載的關(guān)系。
　?。?）根據(jù)試驗(yàn)梁荷載的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量的數(shù)據(jù)，可以得出，截面開(kāi)裂越早，其截面上所布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增長(zhǎng)率越大；結(jié)合不同國(guó)家規(guī)范計(jì)算無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁的極限

5、應(yīng)力，-2004JGJ92對(duì)極限應(yīng)力增量的計(jì)算值同實(shí)測(cè)值相比有一定的安全儲(chǔ)備，對(duì)設(shè)計(jì)而言更為安全合理。
　?。?）根據(jù)試驗(yàn)梁的荷載與普通鋼筋的應(yīng)變?cè)隽康臄?shù)據(jù)，可以得出，開(kāi)裂后普通鋼筋的應(yīng)力重分布規(guī)律；試驗(yàn)梁截面開(kāi)裂得越早，其截面上所布置的普通受壓應(yīng)變鋼筋的應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率也越大。
　?。?）基于試驗(yàn)梁荷載-撓度數(shù)據(jù)、荷載與平均裂縫寬度數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出有、無(wú)粘結(jié)形式預(yù)應(yīng)力梁體的剩余承載能力計(jì)算公式，并基于相似關(guān)系、相似理論推導(dǎo)出原型梁的