为了研究缓粘结预应力混凝土构件的受力性能和使用性能,对 3 根缓粘结部分预应力混凝土 T 梁和 1 根 有粘结以及 1 根无粘结部分预应力混凝土 T 梁的受力性能进行了对比试验研究。结果表明,缓粘结部分预应力混
凝土 T 梁的受力性能与有粘结部分预应力混凝土 T 梁极为相似,但明显不同于无粘结部分预应力混凝土 T 梁。采
用有限元软件 ABAQUS 对缓粘结部分预应力混凝土 T 梁进行了非线性有限元数值模拟,分析中考虑了几何非线性
和材料非线性的影响。选取适当的材料本构关系和单元类型,从梁的变形发展规律、正截面极限承载力和缓粘结
预应力筋的应变发展规律等几方面与试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好。 [关键词] 缓粘结; 部分预应力混凝土 T 梁; 试验研究; 有限元分析
中图分类号: TU317,TU378. 8 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2015) 20-0075-06
Experimental research and finite element analysis on retard-bonded partially
prestressed concrete T-shaped beams
Feng Xin,Zhou Xianyan,Liu Zeya
( School of Civil Engineering and Mechanics,Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,China)
Abstract: To investigate the mechanical behavior and usability of retard-bonded prestressed concrete member,the
comparative experimental studies were carried out on three retard-bonded partially prestressed concrete T-shaped beams,
one bonded partially prestressed concrete T-shaped beam and one unbonded partially prestressed concrete T-shaped beam.
It turns out that the retard-bonded partially prestressed concrete T-shaped beam is very similar to bonded partially
prestressed concrete T-shaped beam in mechanical behavior,but is apparently different from unbonded partially prestressed
concrete T-shaped beam. Finite element software ABAQUS was used for nonlinear finite element numerical simulation on
the retard-bonded partially prestressed concrete T-shaped beams,considering both geometrical nonlinearity and material
nonlinearity. On the basis of proper material constitution relationship and element type,comparative analyses were carried
out with experimental results in aspects of deformation development law of beam,strain development law of ultimate flexural
capacity and retard-bonded prestressed tendons. Results show that the simulation results coincide with test results fairly.
Keywords: retard-bonded; partially prestressed concrete T-shaped beam; experimental research; finite element analysis
* 湖南省建设科技计划项目( 2006468-28) ,湖南省自然科学基金资
助项目( 12JJ5012) 。
作者简介: 冯新,博士研究生,讲师,Email: fxanhui@ 163. com。 0 引言
缓粘结预应力技术的关键部分是缓凝材料,缓
凝材料分为粘合剂和缓凝砂浆两种,以粘合剂为缓
凝材料的缓粘结预应力技术已较为成熟,而粘合剂
的耐久性较缓凝砂浆差,目前以缓凝砂浆为缓凝材
料的缓粘结预应力技术在相关书籍[1]中虽有简要
介绍,缓粘结预应力筋的摩阻试验也有相关报道,但
试验结果有差异; 缓粘结预应力梁在静力和疲劳荷
载作用下的受力性能也有部分试验研究,但还不够
完善[2,3]。而且通过缓粘结预应力技术在工程中的
实际应用,发现其存在很多复杂的问题。
针对以缓凝砂浆为缓凝材料的缓粘结预应力
结构体系的受力性能,国内外已有相关的试验研
究[4,5],但试验研究受环境温度、湿度和时间等条
件的限制,具有很大的局限性。同时,由于影响这
种缓粘结预应力体系受力性能的因素复杂多变,
要对这些因素进行深入系统的试验研究,研究成
本非常昂贵。
赵建昌[6]对以缓凝砂浆为缓凝材料的缓粘结
预应力混凝土梁的非线性进行了研究,但没有考虑
缓凝砂浆的受力本构关系。本文对 3 根缓粘结部分
预应力混凝土 T 梁( 简称缓粘结预应力混凝土梁) 和 1 根有粘结部分预应力混凝土 T 梁( 简称有粘结
预应力混凝土梁) 以及 1 根无粘结部分预应力混凝
土 T 梁( 简称无粘结预应力混凝土梁) 的受力性能
进行对比试验研究,同时考虑几何非线性和材料非
线性的影响,采用有限元数值模拟从几个不同的方
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