新型张拉工艺下早龄期预应力混凝土梁力学性能研究

摘要

预应力混凝土结构的建筑由于自身材料的特性，需要一定长度的养护时间和相应的养护条件才能达到结构的强度要求。而在实际工程中，为了追求更高的经济利润，施工单位在施工过程中过分强调缩短工期，加快了施工速度，许多预应力混凝土结构在浇筑完毕后的早龄期就要进行搅拌、振捣密实和脱模等操作，而此时的混凝土结构尚处于早龄期的养护阶段，结构的各项力学性能的发展程度尚且未能完全达到相关要求，因而在早龄期阶段过早的承受施工荷载，容易发生安全事故或质量事故。
　　当前，预应力混凝土结构在桥梁工程等对结构裂缝、刚度和变形控制要求较高的大跨度结构中得到了广泛的应用，相关的理论与试验研究也在进行。国内外的专家学者对于预应力混凝土结构在正常使用阶段的研究比较深入，但是对于处于早龄期阶段的预应力混凝土结构的张拉工艺的研究就比较少，而研究早龄期对混凝土结构进行预应力张拉对于减小预应力混凝土结构在长期使用过程中的预应力损失、提高结构使用年限具有重大意义。
　　当前，针对混凝土结构在早龄期阶段进行预应力张拉的相关试验还比较少，早龄期的预应力张拉对其后期的承载能力、刚度变化、变形和挠度大小等的影响所进行的研究尚且不足。本文新提出了一种预应力分期二次张拉工艺，对该工艺进行了介绍，并通过使用这种新型张拉工艺在早龄期对3根混凝土梁进行分期张拉预应力，并在循环荷载作用下对其进行受弯性能试验，探究新型张拉工艺对预应力钢筋混凝土梁的承载能力、刚度、变形和挠度性能的影响与改善；使用Abaqus建立了预应力混凝土简支梁的模型，并在单向静力荷载作用下对其进行了有限元模拟，以进一步了解早龄期初张拉及分期二次张拉对试件梁的影响。试验结果表明：张拉龄期越早，试件的开裂荷载、屈服荷载就越高，相同挠度下的承载力越强，刚度越大。张拉龄期对试件梁屈服后的承载能力和挠度的改善并不明显。Abaqus混凝土梁的建模分析能够比较精准的模拟试验所得结论，且操作比较简便，具有很高的工程实际应用价值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2预应力张拉工艺

1.3 预应力混凝土结构的特点

1.4 混凝土强度的影响因素

1.5 国内外研究现状

1.6 本文的研究内容和目的

第二章 预应力简支梁的早龄期分期张拉试验和受弯试验

2.1试验目的

2.2材料性能试验

2.3试验梁的设计

2.4试验梁模板的制作

2.5 早龄期阶段的张拉试验

2.6预应力混凝土梁的受弯性能试验

第三章 早龄期分期张拉预应力梁的受弯试验结果分析

3.1试验破坏现象的描述和对比分析

3.2荷载-跨中挠度曲线的描述

3.3 荷载-跨中挠度曲线的对比分析

3.4 梁的挠度曲线的对比分析

3.5 试件梁延性的对比分析

3.6 截面应变的对比分析

3.7 本章小结

第四章 Abaqus简支梁模型的建模与分析

4.1 Abaqus有限元软件简介

4.2 Abaqus模型的建立

4.3 简支梁模型计算结果的分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢