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体外预应力混凝土梁体系振动问题与正常使用性能研究

王寿生  
【摘要】:体外预应力结构是后张法预应力体系的重要分支之一,在新建结构和加固工程中的应用越来越多,相应的研究也不断深入,但主要集中在静力性能方面,关于体外预应力结构的动力特性研究和评价还是甚少,其中有很多问题尚未解决。结构动力特性中,自振频率是反映结构自身特点的重要参数,深入分析体外预应力结构的自由振动频率是研究体外其动力特性的基础。 本文根据动力学原理建立体外预应力混凝土简支梁的横向振动方程,对Ayaho Miyamoto给出的公式进行修正和扩充,推导出包括单折线形、双折线形、直线形三种线形布置下的体外预应力混凝土简支梁的自振频率计算公式;研究体外预应力梁本身和体外索相互独立的振动特性以及耦合体系振动特性,探讨体外预应力梁和体外索共振的可能性,确定通常情况下体外索的自由长度大小,提出体外预应力梁体系防振动的相关措施;详细分析体外索布置参数对体外预应力混凝土梁振动频率的影响;探寻体外预应力梁从张拉(施工)阶段、使用阶段直至加载破坏阶段全过程频率变化规律,并且给出张拉开裂以后和加载使用阶段梁频率的计算方法;探讨运用振动法进行体外索预应力损失检测的可行性、理论原理及其反演算法;分析体内与体外预应力梁频率计算的区别和不考虑体外索应力增量的频率计算方法等问题。 对体外预应力混凝土受弯构件挠度和裂缝计算方法进行总结与分析,参考相关文献,得出与有粘结相统一的体外预应力混凝土梁短期刚度和裂缝的计算方法,并通过试验数据的汇总拟合,建议体外索等效折减系数取为0.20。进一步的分析表明体外预应力受弯构件挠度和裂缝计算还需要考虑二次效应、应力增量、混凝土收缩、徐变等材料的非线性和高温等因素及各因素之间的相互影响。


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