裂后預(yù)應(yīng)力混凝土梁非線性力學(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)普遍存在開裂、下?lián)系冉Y(jié)構(gòu)損傷，這也導(dǎo)致了設(shè)計意義上的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)與實際運(yùn)營中的結(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在役梁橋的使用功能和安全運(yùn)營，但是，目前國內(nèi)外對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)開裂后的力學(xué)性能的試驗研究和理論分析相對滯后，因此揭示預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)開裂

2、后的力學(xué)性能和劣化機(jī)理，對于正確評價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劃項目《基于開裂試驗的混凝土梁結(jié)構(gòu)性能研究》，課題試驗研究中結(jié)合我國公路橋梁建設(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)合模型試驗和三維彈塑性實體有限元數(shù)值模擬，獲取預(yù)應(yīng)力混凝土梁三分點加載全過程的變形、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)力混凝土梁非線性力學(xué)行為，主要結(jié)論如

3、下：
　?。?）本文采用非線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，計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好，說明，模型在考慮材料、幾何非線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，從而驗證了模型中采用的單元類型、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

4、粘結(jié)形式試驗梁在不同開裂程度下梁體的剛度退化規(guī)律。
　?。?）根據(jù)試驗梁荷載混凝土應(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)變增長率可以看出，截面開裂越早，其上頂緣混凝土的應(yīng)變增長率越大，并得出不同荷載階段頂緣混凝土應(yīng)變增長率-荷載的關(guān)系。
　　（4）根據(jù)試驗梁荷載的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增量的數(shù)據(jù)，可以得出，截面開裂越早，其截面上所布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增長率越大；結(jié)合不同國家規(guī)范計算無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁的極限

5、應(yīng)力，-2004JGJ92對極限應(yīng)力增量的計算值同實測值相比有一定的安全儲備，對設(shè)計而言更為安全合理。
　?。?）根據(jù)試驗梁的荷載與普通鋼筋的應(yīng)變增量的數(shù)據(jù)，可以得出，開裂后普通鋼筋的應(yīng)力重分布規(guī)律；試驗梁截面開裂得越早，其截面上所布置的普通受壓應(yīng)變鋼筋的應(yīng)變增長率也越大。
　　（6）基于試驗梁荷載-撓度數(shù)據(jù)、荷載與平均裂縫寬度數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出有、無粘結(jié)形式預(yù)應(yīng)力梁體的剩余承載能力計算公式，并基于相似關(guān)系、相似理論推導(dǎo)出原型梁的