體外預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的動(dòng)力試驗(yàn)與理論分析.pdf

1、體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是指預(yù)應(yīng)力筋（索）布置在混凝土梁體之外的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。由于具有施工速度快，體外筋易于維修、替換等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在新建結(jié)構(gòu)和既有結(jié)構(gòu)加固中得到了廣泛運(yùn)用，有關(guān)體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的研究成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的研究熱點(diǎn)。由于開展體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能方面的研究相對(duì)較少，本文以簡(jiǎn)支梁為研究對(duì)象，主要工作內(nèi)容如下：
　　 (1)設(shè)計(jì)制作了5根預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，其中3根為常見布筋方式的體外預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，進(jìn)行了梁的靜力動(dòng)

2、力試驗(yàn)，測(cè)得相應(yīng)的靜、動(dòng)力性能參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果表明：體內(nèi)和體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁的自振頻率隨著預(yù)應(yīng)力的增大而增大，這一結(jié)論與經(jīng)典動(dòng)力學(xué)理論所得出的結(jié)果是相反的；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了動(dòng)力參數(shù)敏感性分析，計(jì)算結(jié)果表明梁的自振頻率是對(duì)力筋有效預(yù)應(yīng)力變化最敏感的模態(tài)參數(shù)。
　　 (2)運(yùn)用已有的體外預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁自振頻率的計(jì)算公式，對(duì)試驗(yàn)梁前二階頻率進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果在頻率隨預(yù)應(yīng)力變化的趨勢(shì)上是相反的，為此，考慮預(yù)應(yīng)力對(duì)混凝土梁

3、剛度的影響，修正梁的剛度和頻率公式，計(jì)算結(jié)果表明：按修正公式計(jì)算的頻率與試驗(yàn)結(jié)果相差較少；同時(shí)對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行有限元建模，將修正的剛度公式運(yùn)用到混凝土的本構(gòu)關(guān)系中，計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相吻合。
　　 (3)針對(duì)混凝土材料在成型過(guò)程中不可避免的存在微裂縫和微孔隙的特點(diǎn)，定義了基于混凝土彈性模量表達(dá)的負(fù)損傷變量，把負(fù)損傷變量引入到損傷本構(gòu)方程中，采用損傷力學(xué)附加荷載有限元法對(duì)體外預(yù)應(yīng)力混凝土梁的動(dòng)力性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：引入負(fù)損傷變量

4、可以很好地模擬混凝土彈性模量的變化，特別是施加預(yù)應(yīng)力階段，所求得的梁自振頻率在變化趨勢(shì)上是和試驗(yàn)結(jié)果相一致，并且誤差在可以接受的范圍之內(nèi)。
　　 (4)推導(dǎo)了考慮體外索抗彎剛度的體外索振動(dòng)方程，對(duì)影響體外索振動(dòng)的因素進(jìn)行分析，給出體外預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體外索索力和固有頻率的實(shí)用關(guān)系表達(dá)式。運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)體外索的振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值分析，結(jié)果表明有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果有較大的出入。文章最后采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)體外索的索力進(jìn)行