双预应力混凝土梁理论与试验研究

摘要

双预应力混凝土梁是由预拉应力与预压应力共同作用在混凝土截面上形成的一种预应力混凝土结构。这种结构体系能有效降低简支梁的梁高，提高承载力。国际、国内的研究大都集中在锚固系统及施工工艺，对于构件工作性能，尤其是构件的疲劳性能的研究较少。本研究主要内容如下： ⑴系统研究了先压法、后压法双预应力混凝土构件的施工工艺，通过双预应力混凝土试验用模型梁的制作，总结了两种施工工艺的施工要点，进行了施工阶段构件反拱值控制研究、预应力损失和锚固体系有效性研究。 ⑵进行了四根先压法双预应力混凝土梁、一根后压法双预应力混凝土梁和一根普通预应力混凝土对比梁的静载试验，量测了模型梁的挠度、梁端转角、截面混凝土的应变、预压钢管与混凝土的协调变形情况等参数，分析研究了双预应力混凝土梁的承载能力、刚度、裂缝、预压钢筋（钢管）与梁体混凝土的协调变形情况及梁体的弹性恢复性能。 ⑶进行了一根双预应力混凝土梁的疲劳性能试验，分析了疲劳荷载对双预应力混凝土梁刚度、承载力、应变的影响。 ⑷建立了先压法、后压法双预应力混凝土构件计算的有限元模型，分析了双预应力混凝土梁在施工阶段、使用阶段的力学特性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1预应力混凝土

1.2双预应力混凝土

1.2.1双预应力混凝土基本原理

1.2.2双预应力混凝土的研究历史及现状

1.2.3双预应力混凝土结构的分类

1.2.4双预应力混凝土应用

1.2.5双预应力混凝土梁疲劳性能研究现状

1.3论文主要研究内容

第二章先压法双预应力混凝土梁设计理论研究

2.1大柔度预压钢管顶压工艺研究

2.1.1大柔度高强钢管顶压稳定性

2.1.2先压法大柔度预压应力筋平衡状态

2.2模型梁材料性能试验

2.2.1混凝土材性试验

2.2.2预压钢管弹性模量试验

2.3先压法双预应力混凝土梁的设计

2.4先压法双预应力混凝土梁施工阶段研究

2.4.1先压法双预应力混凝土梁施工工艺

2.4.2施工过程预压钢管预应力损失及梁体反拱研究

2.4.3先压法双预应力混凝土梁施工要点

2.5本章小结

第三章后压法双预应力混凝土梁设计理论研究

3.1后压法双预应力混凝土梁锚固系统试验研究

3.1.1锚固试验装置设计

3.1.2试验分析

3.2模型梁材料性能试验

3.2.1混凝土材性试验

3.2.2高强钢筋材性试验

3.3模型梁设计

3.3.1后压法双预应力混凝土梁L-5

3.3.2普通预应力混凝土对比梁L-7

3.3.3模型梁设计参数汇总

3.4后压法双预应力混凝土梁施工阶段研究

3.4.1后压法双预应力混凝土梁施工工艺

3.4.2施工阶段应力分析

3.4.3后压法双预应力混凝土梁施工要点

3.5普通预应力混凝土对比梁制作工艺

3.6本章小结

第四章双预应力混凝土梁静载试验研究

4.1静载试验方案设计

4.1.1加载方案与准备情况

4.1.2试验加载程序

4.1.3试验数据采集记录

4.2先压法双预应力混凝土梁静载试验

4.2.1试验现象描述

4.2.2试验分析

4.3后压法双预应力混凝土梁(L-5)静载试验

4.3.1试验现象描述

4.3.2试验分析

4.4普通预应力混凝土对比梁静载试验

4.4.1试验现象

4.4.2试验分析

4.5试验模型梁静载试验对比分析

4.5.1后压法双预应力混凝土梁与普通预应力对比梁分析

4.5.2双预应力混凝土梁的承载力及抗裂性研究

4.5.3双预应力混凝土梁的延性研究

4.6本章小结

第五章双预应力混凝土梁疲劳性能试验研究

5.1试件的设计及制作

5.2试验方案设计

5.2.1试件的安装及测点布置

5.2.2试验荷载确定

5.2.3试验的加载过程

5.2.4试验过程观测

5.2.5试验中的安全防护

5.3试验结果

5.3.1试验现象

5.3.2试验分析

5.4本章小结

第六章双预应力混凝土梁有限元分析

6.1建模

6.1.1有限元模型选取

6.1.2计算参数选取

6.1.3双预应力混凝土梁有限元模型

6.2有限元计算

6.2.1反拱值计算

6.2.2静载计算

6.3计算与试验对比分析

6.3.1反拱值对比分析

6.3.2静载性能对比分析

6.3.3裂缝

6.4本章小结

第七章结论与建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

攻读博士学位期间发表论文和研究项目

致 谢