預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁長期性能試驗與理論研究.pdf

1、本文通過長期試驗、理論研究和時隨有限元分析，對預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁的長期性能進行了較為系統(tǒng)的研究。論文主要研究工作包括四個部分： 第一部分，通過13根組合梁500d長期性能試驗，對預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁的截面應(yīng)變分布、跨中變形、跨中截面曲率、混凝土板中鋼筋應(yīng)變、混凝土板應(yīng)變、鋼梁應(yīng)變、預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力值、梁板相對滑移、栓釘剪力等指標(biāo)的時隨變化規(guī)律進行了研究，重點考察了有效預(yù)拉力、混凝土種類、結(jié)構(gòu)形式、使用荷載等因素對組合梁長

2、期性能的影響規(guī)律。研究表明：在500d持續(xù)荷載作用下，組合截面滿足平截面假定；組合梁下?lián)喜粩嘣黾?；施加預(yù)應(yīng)力會使組合梁跨中附加變形減小，采用高性能混凝土、兩跨連續(xù)結(jié)構(gòu)形式均可以減小組合梁跨中附加變形，使用荷載增加時組合梁跨中附加變形也增加；組合梁跨中截面曲率的變化規(guī)律與跨中變形基本相同；混凝土板中上、下層鋼筋壓應(yīng)變不斷增加，而且上層鋼筋應(yīng)變的增加速率總是比下層鋼筋應(yīng)變的增加速率大；混凝土板上緣壓應(yīng)變、鋼梁下緣壓應(yīng)變整體呈上升趨勢，環(huán)境溫

3、度對其影響較大；預(yù)應(yīng)力筋有效應(yīng)力整體呈上升趨勢；梁板之間相對滑移的變化量較小，13根組合梁試件梁板相對滑移值均在0.16mm以內(nèi)。 第二部分，考慮組合截面自內(nèi)力和連續(xù)梁中的約束次內(nèi)力，推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合簡支梁和兩跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁長期應(yīng)力與變形的理論計算模型，該模型綜合考慮了混凝土板中普通鋼筋、混凝土收縮徐變和預(yù)應(yīng)力筋松弛等因素的影響，其計算結(jié)果與本文試驗結(jié)果以及國內(nèi)外其它試驗結(jié)果吻合效果良好。需要說明，此處預(yù)

4、應(yīng)力鋼-混凝土組合簡支梁長期應(yīng)力與變形理論計算模型同樣適用于非預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合簡支梁。 第三部分，根據(jù)力的平衡和變形協(xié)調(diào)關(guān)系，推導(dǎo)了體外預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合截面應(yīng)力-應(yīng)變時隨增量關(guān)系表達式，該表達式考慮了一次加載和多次加載的情況。在此基礎(chǔ)上，編制修改了預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁時隨全過程分析程序，程序計算結(jié)果與本文試驗結(jié)果及國內(nèi)外其它試驗結(jié)果吻合效果良好。 第四部分，根據(jù)本文和國內(nèi)外已有研究成果，確定了混凝土強度等級、預(yù)

5、應(yīng)力筋種類、有效預(yù)拉力、使用荷載、預(yù)應(yīng)力筋面積、張拉齡期、堆載與張拉時間間隔、混凝土板寬度、普通鋼筋配筋率以及環(huán)境年平均相對濕度等為研究參數(shù)，采用本文組合梁時隨全過程分析程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合梁進行參數(shù)分析，考察各參數(shù)對組合梁長期性能的影響規(guī)律及程度。結(jié)合組合梁長期變形理論分析成果，通過對組合梁試件10000d跨中附加變形的程序計算結(jié)果進行數(shù)據(jù)擬合和參數(shù)回歸，提出了預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合簡支梁、兩跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁長期變形設(shè)