混凝土强度对中强螺旋肋钢丝预应力空心板延性的影响.pdf
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1、2 0 1 0 年 第 1期 (总 第 2 4 3 期 ) Nu mb 1 i n 2 0 1 0( To t a l No2 4 3) 混 凝 土 Co n c r e t e 混凝土制品 C0NCRETE PRODUCTS d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 1 0 3 5 混凝土强度对中强螺旋肋钢丝预应力空心板 延性的影响 崔秀琴 ,赵华玮 ,吕世革 s ( 1 武汉理 工大学 土木工程 与建筑学院 ,湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 ;2 焦作大学 土木建筑工程学 院,河南 焦作 4 5 4 0 0 0 3 焦作
2、市科正建设工程造价咨询公司 ,河南 焦作 4 5 4 0 0 0 ) 摘要 : 运用受弯构件全过程数值分析计算程序 , 在预应力 混凝土空心板截 面尺寸及荷载形式相同 , 配筋率 、 跨 高比 、 张拉控制应力 、 钢 筋强度等参数不变的情况下 , 改变混凝土强度 , 对 中强螺旋肋 钢丝 预应力混凝土空心板进行受力全过程 的数 值分析 , 即采用数值分析方 法 , 探讨了混凝土强度对中强螺旋肋钢丝预应力混凝土空心板延性 的影响。 关键词 : 混凝土强度 ;中强螺旋肋钢丝 ;预应力混凝土空心板;延性破坏 中图分类号 : T U5 2 8 7 2 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2
3、 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 1 0 1 1 2 0 2 I n f l u en c e o f c onc r e t e s t r e ng t h t o t he du c t i l e pr op er t y of pr ec a s t pr e s t r e s s e d c on c r e t e s l a b wi t h mi d -s t r e ng t h s p i r al -r i b s t e e l w i r e CUI Xi u q i n 一 ZHAOHu a - We 2 , L S h i - g e ( 1 S
4、c h o o l o f Civ i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e , Wu h a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , W u h a n 4 3 0 0 7 0 , C h i n a ; 2 S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r i n ga n d Ar c h i t e c t u r e , J i a o z u o U n i v e r s i t y , J i a o z u o 4 5
5、4 0 0 0 , C h i n a ; 3 K e z h e n g Co n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g C o s t C o n s u l t a n t s o f J i a o z u o , J ia o z u o 4 5 4 0 0 0 , C h i n a ) Abs t r a ct : T h e c a l c ul a t i o n p r o c e d u r e o f n u me r i c a l s i mu l a t i o n wa s u s e d a n d t h e wh
6、o l e p r o c e s s of l o a di n g b e n d i n g s l a b wa s a n a lys e d, a n d t h e i n fl u e n c i n g c o n c r e t e s t r e n g t h t O the d u c t i le p r o p e r t y o f p r e c a s t p r e s t r e s s e d c o n c r e t e s l a b w i t h mi d s t r e n gth s p i r a l r i b s t e e l w
7、 i r e w a s g e t f r o m t h e e x - p e r i me n t I n t h e p r o c e s s , c h a n g i n g t h e c o n c r e t e s t r e n gth , k e e p i n g t h e s e c t i o n a n d l o a d i n g a n d s o me p a r a me t e r s c o n s t ant , s u c h a s p e r c e n t a g e o f s t e e l , s p an h e i g h
8、 t r a t i o, c o n tro l t e ns ion s t r e s s , s t r e ngth o f r e i n f o r c i n g b a r s , a n d t h e c o n c l u s i o n c a n be g e t Ke ywor ds : c o n c r e t e s t r e n g t h; mi d s t r e n gth s p i r a l r i b s t e e l wi r e ; p r e c a s t p r e s tre s s e d c o n c r e t e s
9、 l a b; d u c t i l ep r o p e r t y 0 引 言 随着我国经济的快速 发展 , 出现了大量 的高层建筑 以及大 跨度、 重荷载、 多功能的建筑。传统的预应力混凝土空心板存在 跨度小、 承载力低 、 延性差、 易脆断、 裂缝难以控制和消除、 成本 高和质量不稳定等问题。因此 , 传统的预应力混凝土空心板已 经不能满足建筑市场的需求, 也导致我国预制构件行业的萎缩, 为 了振兴我 国预制构 件行业 , 充分挖掘预应力混凝土空心板 的 优点, 利用中强螺旋肋钢丝生产的预应力混凝土空心板具有跨 度大 、 承载能力高 、 延性好 、 抗裂性 能好等优点 , 是传统冷加
10、 _T 钢丝预应力混凝土空心板 的理想替代品 。 但中强螺旋肋钢丝应用于短跨 、 中长跨预应力混凝土空心 板迄今还没有对其受力性能进行全面系统的研究分析, 已经不 能满足进一步推广的需要。因此, 开展混凝土强度对中强螺旋 肋钢丝 预应 力混凝土空心板延性 影响 的研究是 非常必要和有 现实意义的。 1 计算模拟试验方案 运用受弯构件全过程数值分析计算程序目 , 在预应力混凝 土空心板截面尺寸及荷载形式相同的情况下 , 分别改变混凝土 收稿 日期 :2 0 0 9 - 0 9 - 0 9 l1 2 强度( 共 3组) 、 跨高比( 共 3组) 、 配筋率( 共 3 组 ) 、 张拉控制应 力(
11、共 3组 ) 、 钢筋强度 ( 共 3组 ) 等参数 , 对 3 x 3 x 3 x 3 x 3 = 2 4 3 组 中强螺旋肋钢丝预应 力混凝土空心板进行受 力全过程 的数值 分析, 即采用计算机模拟试验的方法, 探讨以上 5种因素对中 强螺旋肋钢丝预应力 混凝土空心板 的延性破 坏性能所产生影 响的总体规律, 并对中强螺旋肋钢丝预应力混凝土空心板的设 计提 出相关的建议 【3 _ 。 1 1 计算 简图 本文计算分析的中强螺旋肋钢丝预应力混凝土空心板, 全 部采用两端铰支, 全跨范围内承受均布荷载的受力模型_3 。 计算 简图如 图 1 所示 。 在计算过程中, 将空心板截面换算为“ 工”
12、 字形截面进行计 算 , 即将圆孔换算为矩形孔 , 换算方法遵循面积相等和截面惯 性矩相等的原则 。 1 2 计算参数 本文在参考现有预应力混凝土空心板标准图集的基础上, 选取了常用的空心板截面尺寸, 如表 l 所示。 在常见范围内, 改变混凝土强度 、 跨高比、 配筋率 、 张拉控 制应力 、 钢筋强度等 5个参数。其 中模拟试验用预应力混凝土 空心板的混凝土强度 3 0 、 4 0 、 5 0 MP a ; 跨度 L = 4 8 0 0 、 6 6 0 0 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 口 a I 丝丝 一一 图 1 预应力混凝土空心板 计算简图 表
13、1 预应 力混凝土空心板截面尺寸 8 4 0 0 I T l m, 计算跨度 l o = 4 6 8 0 、 6 4 8 0 、 8 2 8 0 tur n即高跨比如 h = 2 6 、 3 6 、 4 6 ; 配筋率p = 0 A 、 Q 8 、 1 2 ; 张拉控制应力在 G B5 0 0 1 0 - - - 2 0 0 2 混凝土结构设计规范 所规定的范围内改变 , 即张拉控制应 力 :1= O 5 、 0 6 斩 、 0 7 ; 预应力钢筋强度设计值厶 8 0 0 、 1 2 7 0 、 1 5 7 0 5 7 0 、 9 0 0 、 1 1 1 0 MP a 。因此共进行 3 x 3
14、 x 3 3 x 3 = 2 4 3 组预应力混凝土空心板的计算机模拟试验【3 。 1 3 计算结果 运用数值分析程序进行计算, 可以得到构件受力全过程的弯 矩一 曲率和荷载一 挠度关系曲线 , 进而得到各构件的极限弯矩、 极 限荷载、 开裂弯矩、 开裂荷载 、 破坏时的极限挠度 、 截面极限曲 率、 开裂挠度 、 开裂曲率等相关数据。本文以极限挠度达到计算 跨度的 1 5 0 作为构件延性破坏的判定指标 , 为探讨混凝土强度、 跨高比、 配筋率 、 张拉控制应力、 钢筋强度对预应力混凝土空心 板的影响, 选用计算所得破坏时挠度 、 标准荷载下挠度 、 开裂 弯矩尬 、 极限弯矩 帆 、 设计
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