基于摩阻、鋼筋回縮和自振頻率的預(yù)應(yīng)力損失研究.pdf

1、現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土在土木工程，特別是在大跨度的橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是由于受到施工、材料性能及環(huán)境條件等因素的影響，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)加應(yīng)力會(huì)逐漸減少，從而也使混凝土中的預(yù)應(yīng)力相應(yīng)減少。預(yù)應(yīng)力鋼筋中這種預(yù)加應(yīng)力減少的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算的準(zhǔn)確與否，與結(jié)構(gòu)的抗裂性、裂縫、撓度和反拱等使用性能有密切的關(guān)系，而且當(dāng)前預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中有效預(yù)應(yīng)力檢測(cè)也沒(méi)有較為成熟實(shí)用的方法。因此研究準(zhǔn)確便捷的預(yù)應(yīng)力

2、橋梁有效預(yù)應(yīng)力的檢測(cè)方法和精確的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法，對(duì)于確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全有極大的研究?jī)r(jià)值。
　　本文從現(xiàn)行規(guī)范中的預(yù)應(yīng)力摩阻損失計(jì)算方法和鋼筋回縮預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法出發(fā)，對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算公式進(jìn)行了理論推導(dǎo)公式和有限元仿真模擬研究，并通過(guò)有限元模型對(duì)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力和梁體自振頻率相關(guān)性進(jìn)行分析，論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲孔道摩阻損失計(jì)算方法。目前采用的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算公式考慮的主要因素為管道摩擦系數(shù)和偏差系數(shù)

3、，其摩阻損失的成因還包括施工質(zhì)量和施工工藝造成孔道質(zhì)量過(guò)低引起的阻力，但由于孔道質(zhì)量阻力引起的損失難以從理論上推導(dǎo)分析，同時(shí)會(huì)對(duì)摩擦系數(shù)和偏差系數(shù)造成影響，本文采用孔道質(zhì)量影響系數(shù)來(lái)反應(yīng)對(duì)摩擦系數(shù)和偏差系數(shù)的影響，并給出基于孔道質(zhì)量影響系數(shù)的摩阻損失公式?，F(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算公式基于剛體假設(shè)，忽略彎曲孔道受擠壓產(chǎn)生變形的影響，其接觸應(yīng)力分布與實(shí)際不符，但接觸壓力分布與材料的本構(gòu)關(guān)系密切相關(guān)，推導(dǎo)了三種假設(shè)分布?jí)毫ο碌哪ψ钃p失公式，并采用

4、有限元軟件設(shè)計(jì)孔道接觸摩阻損失的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和有限元仿真結(jié)果比較，驗(yàn)證本文推導(dǎo)的摩阻損失公式的適用性。
　　(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法。首先根據(jù)摩擦反向和邊界條件，推導(dǎo)出回縮影響范圍內(nèi)的鋼筋預(yù)應(yīng)力方程，并根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，基于不同的基本假設(shè)，歸納總結(jié)了目前的使用的簡(jiǎn)化計(jì)算方法和分段近似計(jì)算方法，對(duì)其計(jì)算方法進(jìn)行進(jìn)一步的研究改進(jìn)，并提出了更為精確的曲線計(jì)算方法。最后針對(duì)有限元軟件中模擬該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損

5、失給出了數(shù)值計(jì)算公式，實(shí)現(xiàn)在有限元中模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮損失
　　(3)現(xiàn)存預(yù)應(yīng)力與梁體自振頻率的相關(guān)性分析。首先基于初始荷載效應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力對(duì)混凝土彈性模量的影響，以無(wú)粘結(jié)和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁為研究對(duì)象，采用ANSYS建立相應(yīng)的有限元模型，在對(duì)混凝土彈性模量進(jìn)行修正后對(duì)梁體進(jìn)行動(dòng)力仿真分析，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行擬合，分析了鋼筋面積、偏心距、預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量因素對(duì)梁體自振頻率的影響規(guī)律。并采用了簡(jiǎn)化假設(shè)推導(dǎo)了梁體自振頻率的理論計(jì)算公式