無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土節(jié)點(diǎn)有限元分析與實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究

張振雷　梁架?！贪?/p>

【摘 要】 本文運(yùn)用有限元計(jì)算軟件ABAQUS對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并結(jié)合已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出無(wú)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(qiáng)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(wú)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(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配結(jié)構(gòu)的性能認(rèn)識(shí)仍十分有限，一些重要的參數(shù)如無(wú)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(qiáng)度、對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能、無(wú)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(gè)穩(wěn)定可靠的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配結(jié)構(gòu)分析模型是具有現(xiàn)實(shí)意義和研究?jī)r(jià)值。

1.實(shí)驗(yàn)概況

分析研究重要參數(shù)對(duì)無(wú)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(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)，結(jié)構(gòu)和截面如圖所示。

2.研究參數(shù)對(duì)無(wú)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(píng)估的主要參數(shù)有：

（1）無(wú)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(duì)這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行的非線性全過(guò)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(duì)無(wú)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(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋配筋率的提高，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的裂縫很大程度上得到了延緩，同時(shí)提高了梁的剛度，開(kāi)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?huì)減小，無(wú)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(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配混凝土節(jié)點(diǎn)的模擬分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，能夠確定軟件模擬的可靠性。

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