体外预应力简支T梁抗弯试验研究.pdf

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1、2016年4月建材与装饰质检·研究体外预应力简支T梁抗弯试验研究李英田（嘉应学院地理科学与旅游学院广东梅州514015）摘要：通过1根普通钢筋混凝土简支梁和1根体外预应力混凝土简支梁正截面静力加载试验,分析体外预应力加固对混凝土简支梁的提载效果影响。试验结果表明,体外预应力混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载与普通钢筋混凝土梁相比均有大幅度提高,同时力筋的存在,可以改善梁的正常使用状态,延迟裂缝的开展,减小构件的变形,显著提高构件的整体刚度。关键词：简支梁；体外预应力；承载力；极限荷载中图分类号：U445.72文献标识码：A文章编号：1673-0

2、038（2016）15-0045-02引言20世纪30年代发展至今，体外预应力结构一直在不断的创新与改进，它是后张预应力体系的重要分支之一。其具有施工工期短、力筋布置灵活、大幅度提高梁极限承载力、经济效益明显等优点，体外预应力结构得到了较大规模的发展。目前，国外专家对体外预应力结构的研究取得了一定成果但国内学者对此结构的研究较少，还需进一步仔细深入的研究。鉴于此，本文结合广东省自然科学基金项目和省科技计划项目，进行了一根普通钢筋混凝土简支梁（DBL梁）和一根体外预应力混凝土简支梁（TYL）的正截面静力加载试验，对两根梁的开裂荷载、屈服荷载、（a）试

3、验梁普通钢筋配筋图极限荷载进行了对比和分析。1试验概况试验设计了1根普通钢筋混凝土简支梁和1根单转向块折线型体外预应力简支梁试件，试验梁的编号及基本参数见表1。（b）DBL梁为了便于分析比较，本次试验设计时，两根试验梁的长度、截面尺寸、混凝土强度等级及普通钢筋配筋率均相同。混凝土梁均为T型截面简支梁，试件长3.2m，梁计算跨度3.0m，T梁翼缘高80mm、翼缘宽280mm，肋板高200mm、肋板宽100mm，梁体按“强剪弱弯”原则设计。梁压区钢筋4准8，底部受拉纵筋2准12，在（c）TYL梁距支座1/3范围的弯剪区配置准6@100箍筋，跨中1/3的

4、纯弯区图1试件基本尺寸及预应力筋形式配置准6@150箍筋。梁上部保护层厚度为25mm下部保护层厚度为30mm，。体外预应力筋为两根9.50mm对称布置于截面两侧，力筋fptk为1860MPa高强钢绞线，力筋转向结构孔道中心距梁底为50mm（如图1）。表1试验梁编号表试件编号下部钢筋上部钢筋转向块数孔道形式力筋形式DBL2准124准8---TYL2准124准81水平单折线形注：DBL代表普通梁，TYL代表体外预应力梁。混凝土的设计强度等级为C40，每立方米混凝土中水：水泥：图2混凝土立方体试块受压沙：石子为200：571：520：1159，由6个15

5、0mm伊150mm伊150mm与梁整体浇注在一起的混凝土块，位置布置于梁的跨中位置。的立方体标准试块在28天标准养护条件下测得其平均抗压强实践证明锚具采用夹片式锚具对试验不利，究其原因为夹片度实测为52.4MPa。实测准12钢筋抗拉强度545MPa，准8抗拉强式锚具损失和回缩比较大。端部张拉端、锚固端（即端头局压区）度490MPa，实测高强钢绞线抗拉强度2015MPa（如图2）。均预先埋设钢板。钢板尺寸以满足局部承压为原则确定，端部和在体外预应力结构中转向块和锚具同样重要，除锚固构造转向块扩大头混凝土内预埋PVC套管。锚头局压区，设置外，它是力筋在

6、跨内唯一与混凝土有联系的构件，转向块担负着220mm伊280mm伊10mm钢垫板，经局部受压计算后可避免梁端劈力筋转向的重要任务。理论上，连续梁转向块应设置在弯矩为零裂破坏，截面满足要求。处附近，简支梁转向块应设置在应力巨变或变形较大处。实际采用张拉端2根索同时张拉方式施加预应力，张拉控制应力上，转向块一般设置在跨中及其附近。本次试验采用的转向块为在试验时取为0.50f=0.50伊1860N/mm2=930N/mm2，分级0.10f=ptkptk·45·质检·研究建材与装饰2016年4月186N/mm2张拉。张拉时，同时测量梁顶混凝土应变和钢绞线的

7、伸和混凝土应变急剧增加，裂缝不断向梁上缘发展，宽度也不断增长量，以防混凝土开裂。加。支座产生水平位移，此时跨中挠度达22.78mm，卸载后跨中残余挠度为6.76mm。两根梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载见表2。表2试验梁特征荷载试件编号P（ckN）P（ykN）P（ukN）DBL15.834.648.7TYL40.275.293.8注：Pcr为开裂荷载；Py为屈服荷载；Pu为极限荷载。由表2可以看出，单转向块折线型TYL梁（锚固端预应力筋图3应力同步张拉孔道水平）比普通钢筋混凝土梁（DBL梁）的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载分别提高了24.4kN、40

8、.6kN、45.1kN，提高幅度分别按照静力试验单调加载方式对试件进行加载。通过分配梁、为：154.4%、117.3%、9