动力法检测无粘结预应力钢筋混凝土简支梁的有效预应力研究

摘要

在长达几十年甚至上百年的服役期内，预应力混凝土结构由于受到荷载、疲劳、腐蚀、老化及环境等一系列不利条件和因素的影响，将不可避免地使结构产生损伤积累和抗力衰减，从而导致突发性事故。因此，对包括预应力结构在内的工程结构开展损伤检测和健康状况评估工作已显得十分迫切。目前，该方面研究己成为国外土木工程界重点研究的课题，具有十分重要的理论价值和现实意义。大量的研究结果表明，利用动力法对预应力混凝土结构的有效预应力进行检测和评估，具有检测速度快、容易实施等优点，得到广大研究人员的重视。但同时又由于影响动力法检测精度的因素较复杂，严重阻碍了该方法的发展。为了进一步提高和完善动力法在检测工作中的应用，本论文对无粘结预应力混凝土梁的振动特性进行了深入地研究。 由于影响预应力混凝土振动模型的因素很多，而现有的理论模型又过于简化，这些问题给检测工作带来许多不便。为了深入地了解各影响因素与有效应力和自振频率的关系，完善预应力结构的振动模型，本课题着重研究了预应力钢筋张拉偏心距对结构振动频率的影响、预应力钢筋张拉力大小对结构振动频率的影响、以及预应力钢筋张拉偏心距和预应力钢筋张拉力大小对结构振动的阻尼比的影响；并比较了各理论模型之间的差异。通过研究发现:(1)在偏心矩不变的条件下，无粘结预应力混凝土梁的一阶振动频率，均随预应力值的增加而呈线性增长，这说明预应力对梁的一阶振动频率的影响是存在的； (2)在预应力不变的条件下，实验梁的一阶振动频率，均随偏心矩的增加而增加，这说明偏心矩对梁的一阶振动频率的影响也是存在的；(3)当偏心矩为0时，斜率为0.0142，当偏心矩为11.21姗时，斜率为0.001，当偏心矩为111.21硼时，斜率为0.0008，当偏心矩为一88.79mml]寸，斜率为0.0003。说明当预应力筋布置在形心位置附近时，预应力对实验梁的一阶振动频率的影响程度要比远离形心位置布置预应力筋的影响要大；(4)通过研究回归方程的变化，可以看出偏心矩对实验梁的一阶振动频率的影响程度，受预应力大小的影响，当预应力较小时，一阶频率随偏心矩的增加，影响程度在不断的增大(回归方程的切线斜率不断的增加)，随着预应力的增加，一阶频率随偏心矩的增加，影响程度在不断的减小(回归方程的切线斜率不断的减小)。 最后本论文综合考虑以上研究成果，通过建立回归公式的方法，找到了一条检测预应力钢筋有效应力的方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪言

1.1课题研究背景意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

第二章理论模型

2.1基本振动理论模型

2.2考虑预应力或偏心矩影响的振动理论模型

2.3本章小结

第三章实验理论方法及准备

3.1概述

3.2实验理论方法

3.3实验构件设计

3.4实验仪器

3.5测点布置

3.6实验流程

第四章实验数据

4.1结构参数实验及计算

4.2模态实验分析结果

第五章实验数据分析

5.1预应力和偏心矩对一阶频率的影响分析

5.2预应力和偏心矩对阻尼比的影响分析

5.3模型比较

5.4预应力评估

第六章结论

参考文献

致谢

论文发表情况

附录B