混凝土板双向曲线预应力筋施工布置形式优化及结构性能研究

发布时间：2020-12-31 14:22

　　无粘结预应力混凝土板因其独特的优点被广泛应用于大跨度楼盖与屋盖结构当中。目前,预应力混凝土板双向曲线预应力筋施工过程中,由于双向曲线预应力筋线形都是二次抛物线,在空间上呈现双曲索网状,产生了交叉编网的现象,这一现象大大增加了预应力筋铺放和定位的难度,大幅度增加了现场施工的工作量,延缓了施工进度,增加了预应力筋布置中的施工差错。本文为消除混凝土板中双向曲线预应力筋交叉编网的现象,对混凝土板双向预应力筋施工布置形式进行优化,提出了优化原则,确定了优化方案,即双向预应力筋线形均由直线段与曲线过渡段交替相连,板顶和板底均设置为直线段,板顶直线段横跨支座,板底直线段位于板跨中部;一个方向预应力筋均匀布置在另外一个方向预应力筋线形为直线段的范围内。基于该优化方案,使用ABAQUS进行结构性能有限元模拟。模拟结果如下:混凝土板双向曲线预应力筋施工布置形式优化前后试件的承载能力基本一致;混凝土板双向预应力筋施工布置形式优化后的试件在正常使用荷载下的跨中挠度值比优化前有所降低。为了比较试件在优化前后的裂缝宽度,本文分析了各国规范裂缝宽度计算公式,选择我国《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 本课题研究背景及意义
    1.2 无粘结预应力混凝土结构简介
        1.2.1 无粘结预应力混凝土结构的提出与发展
        1.2.2 无粘结预应力混凝土结构的特点
    1.3 混凝土板双向曲线预应力筋施工布置形式研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 混凝土板双向曲线预应力筋施工布置形式优化方案
    2.1 概述
    2.2 混凝土板双向预应力筋常见施工布置形式介绍
        2.2.1 均匀布置二次抛物线形
        2.2.2 均匀布置直线形
        2.2.3 集中布置二次抛物线形
    2.3 混凝土板双向曲线预应力筋施工布置形式优化方案
        2.3.1 施工布置形式优化原则
        2.3.2 优化后施工布置形式介绍
    2.4 预应力筋线形分析
        2.4.1 等效荷载法介绍
        2.4.2 预应力筋等效荷载及反弯矩
    2.5 算例优化
        2.5.1 算例介绍
        2.5.2 算例双向无粘结预应力筋施工布置形式优化
    2.6 本章小结
第三章 混凝土板双向曲线预应力筋施工布置形式优化有限元分析
    3.1 概述
    3.2 材料的本构关系
        3.2.1 混凝土的本构关系
        3.2.2 普通钢筋的本构关系
        3.2.3 预应力钢筋的本构关系
    3.3 有限元模型的建立
        3.3.1 部件、材料和截面类型
        3.3.2 分析步的设置
        3.3.3 无粘结预应力钢筋与混凝土板的相互作用
        3.3.4 预应力的施加、荷载与边界条件
        3.3.5 网格划分和单元类型
    3.4 有限元模型准确性验证
    3.5 直线段长度系数分析
        3.5.1 板顶直线段长度系数分析
        3.5.2 板底直线段长度系数分析
    3.6 有限元结果分析
        3.6.1 有限元应力云图
        3.6.2 跨中荷载-挠度曲线
    3.7 优化前后极限状态对比
        3.7.1 优化前后正常使用极限状态对比
        3.7.2 优化前后承载能力极限状态对比
    3.8 参数分析
        3.8.1 板支承方式影响分析
        3.8.2 混凝土板厚影响分析
        3.8.3 板跨度影响分析
        3.8.4 混凝土强度等级影响分析
        3.8.5 有效张拉应力影响分析
    3.9 本章小结
第四章 双向曲线预应力筋施工布置形式优化后混凝土板裂缝宽度分析
    4.1 概述
    4.2 混凝土裂缝开展理论
        4.2.1 粘结-滑移法
        4.2.2 无滑移法
        4.2.3 综合分析法
        4.2.4 数理统计方法
    4.3 裂缝宽度计算方法
        4.3.1 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）裂缝宽度计算方法
        4.3.2 英国BS8110-1997 规范裂缝宽度计算方法
        4.3.3 欧洲《混凝土结构设计规范》（EC2-1997）裂缝宽度计算方法
        4.3.4 美国ACI规范裂缝宽度计算方法
        4.3.5 各裂缝宽度计算公式对比
    4.4 裂缝宽度计算
        4.4.1 优化前后应力云图
        4.4.2 裂缝宽度计算
    4.5 不同参数下优化后裂缝宽度对比
        4.5.1 不同板顶直线段长度系数下裂缝宽度
        4.5.2 不同板底直线段长度系数下裂缝宽度
    4.6 本章小结
第五章 优化后预应力混凝土板正常使用阶段刚度分析
    5.1 概述
    5.2 无粘结预应力混凝土板刚度计算方法简要介绍
    5.3 各国规范刚度计算公式
        5.3.1 我国《混凝土结构设计规范》刚度计算方法
        5.3.2 美国ACI规范刚度计算方法
    5.4 优化前后无粘结预应力混凝土板刚度计算
    5.5 本章小结
第六章 优化后混凝土板预应力施工流程指导
    6.1 概述
    6.2 施工准备
        6.2.1 预应力筋材料
        6.2.2 预应力筋的运输与堆放
    6.3 施工流程
        6.3.1 无粘结预应力筋铺放
        6.3.2 无粘结预应力筋定位固定
        6.3.3 无粘结预应力筋张拉
        6.3.4 无粘结预应力筋端部处理和锚具封闭保护
    6.4 质量控制
        6.4.1 施工前质量控制
        6.4.2 施工过程质量控制
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]有黏结与无黏结混合配置预应力筋混凝土梁短期刚度研究[J]. 张森,熊学玉.  建筑结构学报. 2018(12)
[2]浅谈后张无粘结预应力混凝土结构施工技术[J]. 李宏远.  居业. 2016(03)
[3]模拟有效预应力的等效荷载-实体力筋降温法[J]. 何琳,王家林.  公路交通科技. 2015(11)
[4]四边支承预应力混凝土双向板内力重分布[J]. 王晓东,郑文忠,王英.  哈尔滨工业大学学报. 2015(02)
[5]无粘结预应力混凝土梁的ABAQUS有限元模拟[J]. 郑炜鋆.  福建建筑. 2014(11)
[6]无粘结预应力混凝土结构施工技术的探讨[J]. 郭继明.  工程经济. 2014(08)
[7]索板法布筋方式及受力性能研究[J]. 庞平,尹新生.  吉林建筑工程学院学报. 2014(03)
[8]ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究[J]. 聂建国,王宇航.  工程力学. 2013(04)
[9]混凝土受弯构件短期刚度计算的规范比较[J]. 杜毛毛.  建筑结构. 2012(10)
[10]ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型[J]. 张战廷,刘宇锋.  建筑结构. 2011(S2)

硕士论文
[1]抗滑桩混凝土裂缝扩展规律试验研究[D]. 熊家轮.重庆交通大学 2018
[2]考虑温度收缩影响的地下超长预应力混凝土顶板裂缝控制研究[D]. 郭海浩.合肥工业大学 2018
[3]CFRP加固钢筋混凝土梁裂缝宽度与刚度的计算方法[D]. 冯杰.郑州大学 2013
[4]无粘结预应力筋极限应力增量研究[D]. 覃春跃.广西大学 2008
[5]均布荷载作用下板柱体系的受力性能及预应力钢筋布置研究[D]. 陈丽娟.吉林建筑工程学院 2008
[6]混凝土框架梁的后张有粘结预应力施工分析与实践[D]. 代桂富.重庆大学 2008



本文编号：2949767