Test and Finite Element Analysis of Prestressed Concrete Frame Structure with Long Span.pdf

1、當(dāng)今的建筑業(yè),隨著開發(fā)商和業(yè)主對大跨度空間結(jié)構(gòu)的高層辦公樓和住宅建筑受到的需求的增多,大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁結(jié)構(gòu)也越來越多。這種混凝土的結(jié)構(gòu)形式因?yàn)檩^低的材料費(fèi)用、取材方便、無柱空間結(jié)構(gòu)的跨度布置靈活、施工進(jìn)度快以及噪音和相關(guān)振動(dòng)性能的良好表現(xiàn)使得它成為一種高效優(yōu)質(zhì)的選擇。
　　 當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的跨度超過40米,其正常使用極限狀態(tài)變得非常重要。在許多情況下,它會(huì)成為極限控制狀態(tài),不同于通常設(shè)計(jì)的以承載力極限狀態(tài)情況作為控制狀態(tài)。

2、隨著預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在滿足建筑正常使用功能時(shí),結(jié)構(gòu)開間和梁的跨度更大的情況變得越來越普遍,準(zhǔn)確地計(jì)算分析的結(jié)構(gòu)的反拱和撓度曲線及就變得非常重要。
　　 本文以兩個(gè)長達(dá)40米跨度預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)的武漢東湖會(huì)議中心大樓為的工程背景,對結(jié)構(gòu)反拱和撓度進(jìn)行了全面的分析研究。在施加預(yù)應(yīng)力階段進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力損失的測試,以及沿梁長度的方向多個(gè)點(diǎn)位的撓度監(jiān)測。對預(yù)應(yīng)力梁的拉伸值、預(yù)加力作用下的變形和縱向收縮開裂進(jìn)行了監(jiān)測,并進(jìn)行了撓度的測量。

3、為獲得準(zhǔn)確的撓度值,采用了應(yīng)變傳感器進(jìn)行了相應(yīng)的撓度測試。在梁下部設(shè)有腳手架支撐鋼柱的傳感器,用于監(jiān)測其應(yīng)變的主要儀器是振弦式應(yīng)變傳感器。應(yīng)變測試的主要目的是在數(shù)量上間接確定應(yīng)力及其變化。應(yīng)力的改變由應(yīng)變的改變量乘以它對應(yīng)的彈性模量。
　　 本文采用SAP2000,這是一個(gè)被高度認(rèn)可,且可靠的商用有限元建模軟件。采用該軟件對兩榀框架梁在施加預(yù)應(yīng)力和正常使用階段的性能進(jìn)行了模擬。在每一個(gè)測點(diǎn)上,結(jié)構(gòu)的變形曲線(短期的反拱效應(yīng))和測

4、試結(jié)果符合較好,也證實(shí)了有限元建模方法的可行性?？紤]預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁的長期損失參數(shù)比如:徐變、收縮和應(yīng)力松弛,還包括板和梁上方墻上的恒載,兩個(gè)梁在正常使用狀態(tài)下分別分析得出2＃梁上的跨中撓度是77mm;6號梁上的跨中撓度是92mm。分析結(jié)果表明這兩根框架梁,其預(yù)應(yīng)力筋的張力的減少分別導(dǎo)致2＃號梁撓度增加28.2％,對于6＃梁撓度則增加23%。有限單元法所獲得的框架梁撓度也符合規(guī)范對梁撓度的限制要求。
　　 最后,本文論述了現(xiàn)場