緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力試驗及非線性分析方法研究.pdf

1、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系通過特種緩凝材料將無粘結(jié)和有粘結(jié)兩種預(yù)應(yīng)力體系相結(jié)合，揚長避短，發(fā)揮各自優(yōu)勢，是后張法預(yù)應(yīng)力體系的一場革命。按緩凝材料的不同，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系分為砂漿型和涂料型兩種。本文系統(tǒng)地評述了已有的國內(nèi)外研究者對緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)試驗和分析的研究成果，針對砂漿型緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了超效緩凝砂漿物理力學(xué)特性、張拉摩阻力、結(jié)構(gòu)構(gòu)件靜力特性和非線性分析方法等方面的研究。 在超效緩凝砂漿物理力學(xué)

2、特性研究方面：將超效緩凝砂漿按配比分為A、B、C三種，通過試驗研究了低溫區(qū)(5℃～7℃)、中溫區(qū)(16℃～22℃)和高溫區(qū)(≥35℃)條件下超效緩凝砂漿的流變性和塑性指數(shù)、抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、彈性模量等主要物理力學(xué)特性隨齡期的變化規(guī)律，另外通過電化學(xué)分析和將鋼筋埋于緩粘砂漿中的長期觀察試驗，得出了緩凝砂漿對預(yù)應(yīng)力筋無銹蝕的結(jié)論。 在張拉摩阻力研究方面：用光圓鋼筋和螺紋鋼筋制作成的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行了不同齡期下的拉拔試驗。對于光圓

3、鋼筋，給出了30d前拉拔摩阻力基本保持穩(wěn)定，單位靜摩阻力在3.0～4.5 N/cm2之間，單位滑動摩阻力在1.77～3.5 N/cm2之間，齡期大于30d后，拉拔摩阻力急劇增大，齡期大于60d后，摩阻力達(dá)到145 N/cm2；對于螺紋鋼筋，給出了30d前拉拔單位靜摩阻力在2.47～4.5 N/cm2之間，齡期大于30d后，拉拔摩阻力急劇增大的結(jié)果；通過兩種緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋拉拔摩阻力的結(jié)果對比，得出了光圓鋼筋單位面積的拉拔摩阻力與螺紋鋼筋的

4、單位面積拉拔摩阻力基本相等，拉拔摩阻力與鋼筋表面的形狀關(guān)系不大的結(jié)論，為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土這一新型的后張法預(yù)應(yīng)力體系在設(shè)計中張拉摩阻力計算提供了依據(jù)。 在結(jié)構(gòu)構(gòu)件靜力特性研究方面：通過16個緩粘結(jié)、2個無粘結(jié)、2個有粘結(jié)共計20個后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的試驗研究，從開裂彎矩、極限彎矩裂縫形式和荷載-撓度曲線等各個方面，把緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件與傳統(tǒng)的后張法(有粘結(jié)，無粘結(jié))預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行了對比分析，得出了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在張拉四個

5、月后，其工作性能接近有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的結(jié)論，為今后緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計提供了依據(jù)。在非線性分析方法研究方面：首先將后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁視為由預(yù)應(yīng)力筋和鋼筋混凝土梁組成的存在粘結(jié)滑移的組合梁，提出了適合于無粘結(jié)、緩粘結(jié)和有粘結(jié)三種后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的非線性分析模型，其次通過預(yù)應(yīng)力筋與鋼筋混凝土之間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系，推導(dǎo)出了預(yù)應(yīng)力筋張拉力表達(dá)的后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁非線性微分方程，給出了后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁在均布荷載、雙集中

6、荷載和單集中荷載三種荷載形式下的非線性解析解和截面協(xié)同工作系數(shù)理論表達(dá)式，建立了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的實用非線性分析方法并對影響截面協(xié)同工作系數(shù)的若干因素進(jìn)行了討論，另外利用本文建立的以撓度表達(dá)的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁平衡微分方程齊次解作為單元形函數(shù)，給出了預(yù)應(yīng)力筋、混凝土和粘結(jié)剛度三位一體的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁單元剛度矩陣和等效節(jié)點荷載，建立了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)非線性有限元分析模型，為更好地對由后張法(無粘結(jié)、緩粘結(jié)、有粘結(jié))預(yù)應(yīng)力