无粘结预应力型钢混凝土梁受弯性能的试验研究

摘要

无粘结预应力型钢混凝土结构综合了无粘结预应力混凝土结构和型钢混凝土结构的优点，是一种新型的结构体系，在大跨度、重荷载、高层以及超高层建筑中具有广阔的发展前景。目前，关于无粘结预应力型钢混凝土结构的研究刚刚处于起步阶段，因此本文进行了5根无粘结预应力型钢混凝土梁、1根无粘结预应力混凝土梁和1根型钢混凝土梁的静载试验，对其受弯性能、正截面承载力和延性等进行了分析研究，具体工作如下:
　　 (1)分别介绍了预应力型钢混凝土结构、型钢混凝土结构和无粘结预应力混凝土结构的特点和研究现状，对已有的无粘结预应力筋极限应力计算方法进行了阐述，提出了对无粘结预应力型钢混凝土结构进行研究的必要性和意义。
　　 (2)完成了7根试验梁的静载试验。在试验中量测了梁的变形、应变、曲率和无粘结预应力筋应力增量等重要数据，观察了试验梁的裂缝发展、破坏形态，并对试验梁的弯矩—挠度曲线、无粘结预应力筋的应力增长、纯弯段混凝土的压应变分布、位移延性和曲率延性等进行了分析研究，得到了一些有意义的结论。
　　 (3)通过对试验数据进行线性回归得到了无粘结预应力筋极限应力的计算公式。利用已有规程对型钢混凝土梁和无粘结预应力混凝土梁的正截面承载力进行了计算；在基本假定的基础上推导了无粘结预应力型钢混凝土梁正截面承载力的计算方法，计算结果和试验结果符合良好。
　　 (4)通过有限元条带法，考虑了材料非线性，编制了MATLAB有限元分析程序。采用分级加变形的方法，得到了无粘结预应力型钢混凝土梁整个加载过程的弯矩—曲率关系曲线，并和试验得到的M-(ο)关系曲线对比，计算结果和试验结果符合良好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 型钢混凝土结构

1．1．1 型钢混凝土结构的概念和特点

1．1．2 型钢混凝土结构理论的发展

1．2 无粘结预应力混凝土结构

1．2．1 无粘结预应力混凝土结构的概念和特点

1．2．2 无粘结预应力混凝土的研究现状

1．2．3 无粘结预应力筋极限应力的计算方法

1．3 预应力型钢混凝土结构

1．3．1 预应力型钢混凝土结构产生的背景及特点

1．3．2 预应力型钢混凝土结构的研究现状

1．4 研究的背景和意义

1．5 本文研究的主要内容

第2章 试验过程及分析

2．1 试件设计

2．1．1 试件制作

2．1．2 栓钉设计

2．1．3 预应力设计

2．2 试验加载方案

2．2．1 试验仪器及装置

2．2．2 试验加载制度

2．3 试验测量方案

2．3．1 应变测量

2．3．2 预应力测量

2．3．3 挠度测量

2．3．4 裂缝观测

2．4 试验过程及现象

2．4．1 试验现象描述

2．4．2 试验梁裂缝形态

2．5 试验梁受弯性能分析

2．5．1 弯矩—挠度曲线分析

2．5．2 无粘结预应力筋的应力增长

2．5．3 受弯裂缝的发展

2．5．4 沿梁长的挠曲线分析

2．5．5 纯弯段混凝土的压应变分布

2．5．6 无粘结预应力型钢混凝土梁的延性

2．6 本章小结

第3章 正截面受弯承载力计算

3．1 型钢混凝土梁正截面承载力

3．2 无粘结预应力筋的极限应力

3．3 无粘结预应力型钢混凝土梁的正截面承载力计算方法

3．3．1 基本思路和假定

3．3．2 界限受压区高度

3．3．3 正截面受弯承载力计算公式

3．4 本章小结

第4章 USRCB非线性有限元分析

4．1 程序分析设计

4．1．1 基本思路

4．1．2 计算假定

4．1．3 截面条带的划分

4．1．4 无粘结预应力作用的考虑

4．2 程序分析计算

4．2．1 计算步骤

4．2．2 计算结果

4．3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢