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后张无粘结预应力混凝土楼板结构若干问题研究

王翠  
【摘要】: 由于无粘结预应力混凝土的突出优点,它在许多国家都受到重视,经过几十年的发展,应用越来越广泛,但是在设计过程中,我们还是会遇到不少问题,需要进一步的分析和研究。本文对以往预应力混凝土板系的有关试验及例题进行分析,结合有限元方法对预应力混凝土无梁板及梁支双向板重点研究了以下内容: 1.无梁板预应力配筋设计方法的讨论。对于仅预应力筋布置方式不同,而配有相同数量的预应力筋及非预应力钢筋的无梁板,以往的试验结果和理论分析揭示了它们具有相同的极限承载能力,很多人依据这一结论,认为只要保证了无粘结预应力筋的总量,其布置方案可以是任意的,因此采用等代框架法计算、设计预应力筋。本文通过分析,认为采用等代框架法进行无梁板设计时,其内力是基于截面平均的结果,在正常使用状态与实际受力状态有很大的不同,通过对比等代框架法和有限元计算的正常使用极限状态应力可知,按等代框架法设计的预应力布置并不能保证其正常使用极限状态的要求,据此提出了应根据无梁板在竖向荷载和预应力共同作用下弹性有限元分析结果进行预应力筋布置的建议。 2.柱上集中布置无粘结预应力筋的无梁板受力性能研究。现有设计方法认为对于柱上集中布置预应力筋的无梁板,柱上预应力筋可认为是支承双向板的暗梁,其支承的内平板可按双向板进行设计。本文对集中布置预应力筋的无梁板的内力特性进行了分析,认为用现有方法确定的两向集中布筋数量的无梁板,其板中内力分布特点与梁支双向板是不同的,预应力筋暗梁不能起到实际梁的作用。所以板中的非预应力钢筋的配置并不能按照梁支双向板下的内力分布进行。在有限元分析的基础上提出了集中布置预应力筋的无梁板基于梁支双向板支座反力的两向预应力筋数量确定的方法; 3.梁支双向板支反力的研究。对于梁支承的双向板,由于实际工程中的梁支双向板支承梁的刚度并不是无穷大,板上荷载在两向支承梁上的分配受到两向梁的刚度及相对刚度的影响,且梁在竖向荷载作用下产生的挠度将影响其上支反力的分布形式。本文采用非线性有限元(ANSYS中的混凝土单元)对钢筋混凝土梁支双向板及单向布置预应力筋的梁支双向板进行了弹塑性分析,研究其在荷载由小到大逐渐施加、裂缝的展开的过程中荷载在两向梁上分配的变化及梁上支反力分布形式的变化,给出了更能反映实际的梁上设计荷载的大小及分布形式。


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