體外預應力簡支T梁抗彎試驗研究.pdf

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1、2016年4月建材與裝飾質(zhì)檢·研究體外預應力簡支T梁抗彎試驗研究李英田（嘉應學院地理科學與旅游學院廣東梅州514015）摘要：通過1根普通鋼筋混凝土簡支梁和1根體外預應力混凝土簡支梁正截面靜力加載試驗,分析體外預應力加固對混凝土簡支梁的提載效果影響。試驗結(jié)果表明,體外預應力混凝土梁的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載與普通鋼筋混凝土梁相比均有大幅度提高,同時力筋的存在,可以改善梁的正常使用狀態(tài),延遲裂縫的開展,減小構(gòu)件的變形,顯著提高構(gòu)件的整體剛度。關鍵詞：簡支梁；體外預應力；承載力；極限荷載中圖分類號：U445.72文獻標識碼：A文章編號：1673-0

2、038（2016）15-0045-02引言20世紀30年代發(fā)展至今，體外預應力結(jié)構(gòu)一直在不斷的創(chuàng)新與改進，它是后張預應力體系的重要分支之一。其具有施工工期短、力筋布置靈活、大幅度提高梁極限承載力、經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)點，體外預應力結(jié)構(gòu)得到了較大規(guī)模的發(fā)展。目前，國外專家對體外預應力結(jié)構(gòu)的研究取得了一定成果但國內(nèi)學者對此結(jié)構(gòu)的研究較少，還需進一步仔細深入的研究。鑒于此，本文結(jié)合廣東省自然科學基金項目和省科技計劃項目，進行了一根普通鋼筋混凝土簡支梁（DBL梁）和一根體外預應力混凝土簡支梁（TYL）的正截面靜力加載試驗，對兩根梁的開裂荷載、屈服荷載、（a）試

3、驗梁普通鋼筋配筋圖極限荷載進行了對比和分析。1試驗概況試驗設計了1根普通鋼筋混凝土簡支梁和1根單轉(zhuǎn)向塊折線型體外預應力簡支梁試件，試驗梁的編號及基本參數(shù)見表1。（b）DBL梁為了便于分析比較，本次試驗設計時，兩根試驗梁的長度、截面尺寸、混凝土強度等級及普通鋼筋配筋率均相同。混凝土梁均為T型截面簡支梁，試件長3.2m，梁計算跨度3.0m，T梁翼緣高80mm、翼緣寬280mm，肋板高200mm、肋板寬100mm，梁體按“強剪弱彎”原則設計。梁壓區(qū)鋼筋4準8，底部受拉縱筋2準12，在（c）TYL梁距支座1/3范圍的彎剪區(qū)配置準6@100箍筋，跨中1/3的

4、純彎區(qū)圖1試件基本尺寸及預應力筋形式配置準6@150箍筋。梁上部保護層厚度為25mm下部保護層厚度為30mm，。體外預應力筋為兩根9.50mm對稱布置于截面兩側(cè)，力筋fptk為1860MPa高強鋼絞線，力筋轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)孔道中心距梁底為50mm（如圖1）。表1試驗梁編號表試件編號下部鋼筋上部鋼筋轉(zhuǎn)向塊數(shù)孔道形式力筋形式DBL2準124準8---TYL2準124準81水平單折線形注：DBL代表普通梁，TYL代表體外預應力梁?；炷恋脑O計強度等級為C40，每立方米混凝土中水：水泥：圖2混凝土立方體試塊受壓沙：石子為200：571：520：1159，由6個15

5、0mm伊150mm伊150mm與梁整體澆注在一起的混凝土塊，位置布置于梁的跨中位置。的立方體標準試塊在28天標準養(yǎng)護條件下測得其平均抗壓強實踐證明錨具采用夾片式錨具對試驗不利，究其原因為夾片度實測為52.4MPa。實測準12鋼筋抗拉強度545MPa，準8抗拉強式錨具損失和回縮比較大。端部張拉端、錨固端（即端頭局壓區(qū)）度490MPa，實測高強鋼絞線抗拉強度2015MPa（如圖2）。均預先埋設鋼板。鋼板尺寸以滿足局部承壓為原則確定，端部和在體外預應力結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)向塊和錨具同樣重要，除錨固構(gòu)造轉(zhuǎn)向塊擴大頭混凝土內(nèi)預埋PVC套管。錨頭局壓區(qū)，設置外，它是力筋在

6、跨內(nèi)唯一與混凝土有聯(lián)系的構(gòu)件，轉(zhuǎn)向塊擔負著220mm伊280mm伊10mm鋼墊板，經(jīng)局部受壓計算后可避免梁端劈力筋轉(zhuǎn)向的重要任務。理論上，連續(xù)梁轉(zhuǎn)向塊應設置在彎矩為零裂破壞，截面滿足要求。處附近，簡支梁轉(zhuǎn)向塊應設置在應力巨變或變形較大處。實際采用張拉端2根索同時張拉方式施加預應力，張拉控制應力上，轉(zhuǎn)向塊一般設置在跨中及其附近。本次試驗采用的轉(zhuǎn)向塊為在試驗時取為0.50f=0.50伊1860N/mm2=930N/mm2，分級0.10f=ptkptk·45·質(zhì)檢·研究建材與裝飾2016年4月186N/mm2張拉。張拉時，同時測量梁頂混凝土應變和鋼絞線的

7、伸和混凝土應變急劇增加，裂縫不斷向梁上緣發(fā)展，寬度也不斷增長量，以防混凝土開裂。加。支座產(chǎn)生水平位移，此時跨中撓度達22.78mm，卸載后跨中殘余撓度為6.76mm。兩根梁的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載見表2。表2試驗梁特征荷載試件編號P（ckN）P（ykN）P（ukN）DBL15.834.648.7TYL40.275.293.8注：Pcr為開裂荷載；Py為屈服荷載；Pu為極限荷載。由表2可以看出，單轉(zhuǎn)向塊折線型TYL梁（錨固端預應力筋圖3應力同步張拉孔道水平）比普通鋼筋混凝土梁（DBL梁）的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載分別提高了24.4kN、40

8、.6kN、45.1kN，提高幅度分別按照靜力試驗單調(diào)加載方式對試件進行加載。通過分配梁、為：154.4%、117.3%、9