無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土節(jié)點有限元分析與實驗對比研究

張振雷　梁架海　喬安

【摘 要】 本文運用有限元計算軟件ABAQUS對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬分析，并結(jié)合已有試驗數(shù)據(jù)進行對比分析，得出無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件在非預(yù)應(yīng)力筋配筋率、預(yù)應(yīng)力筋配筋率，非預(yù)應(yīng)力筋屈服強度、初始預(yù)應(yīng)力度等主要影響因素作用下的變化規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力；裝配結(jié)構(gòu)；混凝土；有限元

研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)在使用性能方面要比常用的現(xiàn)澆混凝土抗裂性好、撓度小，并且預(yù)應(yīng)力裝配結(jié)構(gòu)的震后殘余變形小。如今人們對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配結(jié)構(gòu)的性能認(rèn)識仍十分有限，一些重要的參數(shù)如無粘結(jié)力筋配筋率、有效預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力筋極限抗拉強度、對結(jié)構(gòu)的受力性能、無粘結(jié)筋極限應(yīng)力以及延性的影響還需要更深入的研究。因此，建立一個穩(wěn)定可靠的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配結(jié)構(gòu)分析模型是具有現(xiàn)實意義和研究價值。

1.實驗概況

分析研究重要參數(shù)對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能的影響，本文所分析的結(jié)構(gòu)是采用北京工業(yè)大學(xué)王冬雁[64]博士的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土節(jié)點試驗，結(jié)構(gòu)和截面如圖所示。

2.研究參數(shù)對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)受力性能的影響

本文研究和評估的主要參數(shù)有：

（1）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋面積；（2）預(yù)應(yīng)力筋初始預(yù)應(yīng)力；

2.1 預(yù)應(yīng)力筋配筋率的影響

2.2 預(yù)應(yīng)力筋初始應(yīng)力的影響

3.結(jié)論

利用有限元軟件ABAQUS對這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行的非線性全過程分析，研究了預(yù)應(yīng)力筋配筋率，預(yù)應(yīng)力初始應(yīng)力對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)彎曲性能的影響。

（1）隨著無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋配筋率的提高，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點的裂縫很大程度上得到了延緩，同時提高了梁的剛度，開裂荷載和極限荷載也得到了明顯的提高。

（2）隨著初始預(yù)應(yīng)力的提高，結(jié)構(gòu)的極限荷載得到了很大程度的提高，在相同荷載下?lián)隙纫矔p小，無粘結(jié)筋的應(yīng)力增量也有略微的減小。

（3）ABAQUS有限元軟件對無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土節(jié)點的模擬分析結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比，能夠確定軟件模擬的可靠性。

參考文獻

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