34杨春峰-无粘结预应力混凝土梁截面曲率延性分析.docVIP

无粘结预应力混凝土梁截面曲率延性分析 杨春峰1，郑文忠 2 (1沈阳大学建筑工程学院 沈阳 110044；2哈尔滨工业大学土木工程学院 哈尔滨 150090) 提 要 本文以已有试验数据为基础，应用ANSYS软件对无粘结预应力混凝土梁进行了有限元分析，探讨了截面综合配筋指标、预应力度、预应力水平、混凝土强度等级、非预应力钢筋级别等参数对梁截面曲率延性的影响规律，并建立了无粘结预应力混凝土梁截面曲率延性系数计算公式。 关键词 无粘结预应力；混凝土；延性 1 引言 目前，无粘结预应力混凝土结构应用日趋广泛，许多学者对无粘结预应力混凝土梁的极限承载力、裂缝、刚度和无粘结筋应力增量都进行了一定的研究，但是对无粘结构件延性性能研究则较少，而延性性能对结构构件的塑性设计、抗震耗能均有较大的影响。因此，开展无粘结预应力混凝土梁截面延性的研究具有一定的理论意义。 2非线性有限元分析的试验验证 为验证采用Ansys程序对无粘结预应力混凝土简支梁进行非线性有限元分析的可行性和正确性，对中国建研院所作的12根梁进行了分析[1]。试验梁的主要参数如图1和表1所示。表2列出了非预应力筋屈服和构件发生破坏时无粘结筋应力和梁跨中挠度的计算值与实测值。由表2中可以看出，计算值与实测值吻合较好，这说明按前述方法应用Ansys程序对无粘结预应力混凝土简支梁进行非线性有限元分析是可行的，且模拟试验结果具有较高的精度。 图1 试验梁尺寸及配筋示意图 杨春峰，男，1973.11出生，工学硕士，讲师。 表1 试验梁基本参数 编 号 梁号 () () () () () () 1 10m1 160?80 9.5 47.6 58.8 157 951 420 0.087 2 讲10m2 160?80 9.5 51 98 236 950 420 0.127 3 10m3 160?80 9.5 51 137.2 509 933 460 0.24 4 20m1 160?80 19 47.6 58.8 157 915 420 0.086 5 20m2 160?80 19 47.6 98 236 895 420 0.133 6 20m3 160?80 19 47.6 137.2 509 958 460 0.26 7 10t1 160?80 9.5 44.2 58.8 157 1019 420 0.097 8 10t2 160?80 9.5 44.2 98 236 933 420 0.146 79 10t3 160?80 9.5 44.2 137.2 509 928 460 0.277 10 20t1 160?80 19 44.2 58.8 157 951 420 0.094 11 20t2 160?80 19 45.1 98 236 982 420 0.147 12 20t3 160?80 19 47.6 137.2 509 911 460 0.256 注：表中10系列代表梁跨度为2100mm，20系列代表梁跨度为4200mm；m系列为跨中集中加载，t系列为三分点集中加载。 表2 计算值与实测值的比较 梁 号 非预应力钢筋屈服时 压区混凝土边缘应变为0.0033时 （） （） （） （） (1) 实测 (2) 计算 (1) 实测 (2) 计算 (1) 实测 (2) 计算 (1) 实测 (2) 计算 10m1 1021 1031 0.9903 4 3.9 1.0256 1504 1461 1.0294 28.8 29.5 0.9763 10m2 1039 1035 1.0039 5 4.4 1.1364 1447 1452 0.9966 27.9 27.74 1.0058 10m3 1055 1043 1.0115 7.4 6 1.2333 1232 1226 1.0049 15.5 16 0.9688 20m1 987 996 0.9910 11.4 12.7 0.8976 1437 1435 1.0014 102.3 106.4 0.9615 20m2 977 975 1.0021 13.4 13.1 1.0229 1328 1358 0.9779 75.1 75.3 0.9973 20m3 1086 1077 1.0084 20.9 21 0.9952 1196 1177 1.0161 39 38.52 1.0125 10t1 1135 1147 0.9895 4.2 5.53 0.7595 1551 1554 0.9981 34.3 38.55 0.8898 10t2 1078 1069 1.0084 5.2 6.14 0.8469 1470 1499 0.9807 24.7 2