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双预应力混凝土梁理论与试验研究

赵少伟  
【摘要】: 双预应力混凝土梁是由预拉应力与预压应力共同作用在混凝土截面上形成的一种预应力混凝土结构。这种结构体系能有效降低简支梁的梁高,提高承载力。国际、国内的研究大都集中在锚固系统及施工工艺,对于构件工作性能,尤其是构件的疲劳性能的研究较少。本文做了如下主要工作: 1.系统研究了先压法、后压法双预应力混凝土构件的施工工艺,通过双预应力混凝土试验用模型梁的制作,总结了两种施工工艺的施工要点,进行了施工阶段构件反拱值控制研究、预应力损失和锚固体系有效性研究。 2.进行了四根先压法双预应力混凝土梁、一根后压法双预应力混凝土梁和一根普通预应力混凝土对比梁的静载试验,量测了模型梁的挠度、梁端转角、截面混凝土的应变、预压钢管与混凝土的协调变形情况等参数,分析研究了双预应力混凝土梁的承载能力、刚度、裂缝、预压钢筋(钢管)与梁体混凝土的协调变形情况及梁体的弹性恢复性能。 3.进行了一根双预应力混凝土梁的疲劳性能试验,分析了疲劳荷载对双预应力混凝土梁刚度、承载力、应变的影响。 4.建立了先压法、后压法双预应力混凝土构件计算的有限元模型,分析了双预应力混凝土梁在施工阶段、使用阶段的力学特性。 研究结果表明: 本研究设计的先压法拉筋-压管系统和后压法锚固系统工作可靠;先压法双预应力混凝土梁钢管顶压过程预应力损失最大为0.12σcon、预应力施加完成反拱为0.031%L;后压法梁体预压钢筋应力损失值为( 0 .3~ 04)σcon;双预应力混凝土梁与普通预应力梁相比,能有效降低梁高,但梁高的降低会导致梁体刚度下降;试验结束卸载,梁体挠度、裂缝基本恢复,表现了双预应力混凝土梁良好的弹性恢复能力;疲劳荷载导致了梁体刚度退化、开裂荷载降低、裂缝开展较密、中性轴上移;有限元模拟与试验成果基本吻合。


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