寒冷地区装配式预应力混凝土t梁裂缝形成机理研究

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4、键巧餐八部如’护４巧护據‘告、攀．‘，巧去＞紙叫．嫂、巧聲巧扔扣ｔ雖；产Ｔ皮密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文寒冷地区装配式预应力混凝土T梁裂缝形成机理研究TheFormingMechanismStudyaboutCracksofAssemblingPrestressedConcreteTBeaminColdArea培养单位：土木工程学院专业：建筑与土木工程研究生：孙志校内导师：向敏副教授校外教师：文武松高工二〇一五年六月摘要摘要由于混凝土的物理力学性能，决定了大部分预应力混凝土结构往往是带裂缝工作的，虽然这些裂缝不会影

5、响结构的使用性能和安全性，但会直接影响结构的耐久性能。因此，对于如何避免裂缝现场的出现，研究裂缝形成的机理是很有必要的。本文的研究对象是针对北方寒冷地区某高速公路30m后张法预应力混凝土T梁在未通车前出现裂缝，通过现场试验及有限元数值仿真分析对其形成原因和机理进行研究，完成工作如下:(1)通过现场调研与试验，给出该地区(高寒地区)预应力混凝土T梁表面裂缝和内部裂缝的存在特征和分布特征；(2)借助ANSYS软件建立30mT梁有限元模型，模拟不同梁体混凝土龄期和强度相同预应力张拉循序下梁体应力场的情况，其中模拟混凝土强度达到设计强度的50%、8

6、5%、100%、125%四种情况；模拟预应力钢束在水平偏位和竖向偏位的情况下，梁体应力场的情况；(3)利用弹塑性理论中关于平面应力问题的解答和高等混凝土理论，借用Lame解推导出预应力管道水泥浆体和水冻成冰静爆冻胀引起的混凝土法向拉应力场和径向压应力场的解析式；(4)借助ANSYS软件进行预应力管道浆体和冰体冻胀静爆数值分析，得到冻胀引起的法向应力和径向应力同理论推导的计算结果相近。(5)通过冻胀静爆试验、混凝土应力场解析式、有限元数值模拟T梁各种情况的受力状态和静爆冻胀试验分析，得到高寒地区的预应力混凝土T梁不同截面的法向拉应力和径向压应

7、力的分布规律，给出裂缝形成的原因和机理。该论文的研究具有比较大的现实意义，根据分析可以提出一些高寒地区防止裂缝产生和发展的措施，为今后的施工提供理论依据。关键词：寒冷地区；装配式预应力混凝土梁；裂缝；冻胀；数值模拟AbstractAbstractBecauseofthephysicalandmechanicalpropertiesofconcrete,theprestressedconcretestructureoffenworkswithcracks.Althoughtheuseofperformanceandthesafetyofthe

8、structuredoesnotaffectedbythesecracks,butthesecrackswilldirectlyaffectthedurabilityofthes