无粘结预应力混凝土开洞板实验研究

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1、第01期(总第344期)吉林水利2011年O1月【文章编号】1009-2846(zm1)O1-oo21—o4无粘结预应力混凝土开洞板实验研究崔燕伟，满嫒(河南城建学院土木工程系，河南平顶山467036)[摘要]通过无粘结预应力混凝土开洞板在均布荷栽作用下加栽直至破坏的全过程实验，根据试验结果进行研究．并与Ansys分析结果对比，揭示了开洞对无粘结顸应力混凝板承栽能力的影响规律，对工程设计和施工提供经验和参考。[关键词]无粘结；预应力；开洞板；应力集中；ANSYS[中图分类号]rIv544[文献标识码]

2、B表1实验板类型及数量《在现代高层建筑中，预应力楼板因其在能提供大空间、降低结构层厚度、减轻结构自重、降低结构造价等方面具有明显优势，正逐渐被广泛使用。而无粘结预应力混凝土技术由于其具有无需预留孔道、无需灌浆等优点，还因为其具有更换预应力筋的可能性．以及预应力筋可以单独防腐的特点，已近被广泛地被应用在现代混凝土结构中。250i200。}250在高层建筑中，各种设备管道的使用，使得预应力楼板开洞的情况增多，如何合理的对无粘结预图1试验板预应力筋布置图应力开洞板进行设计和施工已经引起建筑行业的筋混凝土梁支

3、撑，采用C40混凝土；板厚80ram，关注。板中非预应力筋采用qb6@200，预应力筋采用本文在结合国内外研究情况的基础上，主要P5@200，预应力筋采用直线布筋(图1)，置于以无粘结预应力混凝土开洞板为研究对象。围绕非预应力筋下部，张拉端与锚固端埋设]0mm厚其承载能力展开试验工作和理论研究。通过对实钢板，锚具采用墩头锚具(图2)；板开洞位置分验结果的分析，对开洞板的破坏模式、应力变化别设在板中部，板边，角部，洞口0．4xO．4m，洞等作出准确描述和合理解释，分析了影响预应力边设置21O加强筋。实验

4、张拉取初始张拉力，有开洞板承载能力的各种因素，提出了实验结论，效预应力平均为0．92x103Mpa。采用一端张拉．对无粘结预应力开洞板的工程实践也提出了一些按照从中间至两边的张拉顺序。预应力筋张拉到合理的建议。张拉控制应力的50％时，换另一根钢丝张拉。整块板的预应力筋张拉到50％的控制应力后．再按2实验简介原顺序逐根钢筋张拉至张拉控制应力。实验整个板面用砖块堆载。均匀对称位置分本次实验共设计了四块无粘结预应力混凝土别布置两个分配梁和千斤顶：对荷载进行二次分板，见表1。配，分配梁下垫有铁墩子、铁板和厚木

5、板，板面实验设计为跨度2m的板．用刚度较大的钢以上所有外加荷载总重约39kN(折算后为：千【收稿日期】2010-11_o8【作者简介]崔燕伟，讲师，硕士研究生学历。一21一吉林水利无粘结预应力混凝土开洞板实验研究崔燕伟等2011年01月3实验结果分析为了尽可能的将板破坏，荷载最终均加至lOOkN／m左右。实验对板的板顶(板底)应力、板中非预应力筋的应力、预应力筋的应力增量、图2实验板张拉端板的裂缝和挠度等方面进行了研究，对实验现象进行分析，对比理论计算，提出了些有益的结斤顶加载前板面加荷约为10kN／

6、m)；对两个千论。斤顶同时加载，分级加载，每级加载1OkN，每由表2可见，开洞板先开裂，未开洞Bl板次加载间隔1O分钟，直至实验板破坏为止(图后开裂，开中洞B2板开裂情况较严重，在7O一3)。80kN／m左右，B2板裂缝先达到0．3mm以上；由图4可见，板底中部与四角裂缝较集中，开中洞板洞口边裂缝较多。实验应力从张拉后开始测定。由图5(开洞板测点均选自洞边和洞角，未开洞板选取的测点对应开中洞板相应位置)可知，加荷初始阶段板顶应力变化缓慢，加荷至40kN／m后．板顶应力才显著变化；开洞板应力变化幅度较大

7、。开中洞板B2应力增长最大．其洞角应力比开角洞板B3高出了98．2％：开中洞板B2洞角应力较洞边应力显著，比其高出了51．5％；开角洞板B3洞角应力比开边洞板B4变化显著，比其高出了20．7％；开洞板的最大应力均出现在洞口四角，并沿45o方图3实验加载照片向向板角延伸。表2荷载与板出现裂缝情况列表由图6可知，各板板底非预应力筋应力增长裂缝产生的作用，但由于混凝土抗拉强度较低，幅度均较显著，从实验结果来看，大部分非预应容易先开裂．所以预应力筋的作用还是不能完全力钢筋的应力增长量都很大，可以说非预应力钢发

8、挥出来，受到一定限制，但从前面的分析中可筋在板的抗弯过程中基本上都发挥了极大的作知，预应力筋还是起到了延缓裂缝出现、提高混用，提高了板的延性，与预应力筋一起很好地加凝土构件延性的作用，使混凝土构件能承受更大强了板的抗弯能力。的荷载。由图7可知，总的来说，实验加载过程中，由图8可知．加强筋测点应变变化幅度比较大部分预应力筋的应力变化，即应力增量不是很显著：开中洞板B2的加强筋应力普遍高于其余大。基本上都是在受荷约50—60kN／m2以后才有开洞板．说明洞1