無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的接觸分析方法.pdf

1、粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，尤其在截面高度較小的構(gòu)件及大跨徑預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，具有普通預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。作為后張預(yù)應(yīng)力體系的一個(gè)重要分支，其結(jié)構(gòu)特性與普通后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有較為明顯的不同，然而，目前無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法仍然基于普通有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，忽略了實(shí)際結(jié)構(gòu)中無(wú)粘結(jié)筋與混凝土壁的變形不協(xié)調(diào)特點(diǎn)，這種計(jì)算模型上的非真實(shí)性，將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確或精度降低，且無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的細(xì)部結(jié)構(gòu)計(jì)算。 本文針對(duì)無(wú)粘結(jié)

2、筋與混凝土的不協(xié)調(diào)變形主要是由于兩者間的相對(duì)滑動(dòng)引起，以接觸分析理論為基礎(chǔ)，借助有限元方法和大型通用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件工具，建立基于接觸單元法的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)分析模型。通過(guò)三維點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸來(lái)模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)中無(wú)粘結(jié)筋與混凝土側(cè)壁的面對(duì)面接觸，而接觸點(diǎn)間的法向剛度按接觸材料楊氐模量值與接觸面尺寸確定，切向剛度則根據(jù)法向剛度值和預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間實(shí)際摩擦系數(shù)綜合考慮。為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)參考文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)，建立對(duì)應(yīng)的有限元結(jié)構(gòu)分析模型

3、，采用接觸單元法和原文獻(xiàn)的自由度耦合法，分別對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，再與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，在混凝土開(kāi)裂前，接觸單元法可較好地模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)，但開(kāi)裂后其壓應(yīng)力及撓度變形計(jì)算值偏低。 為進(jìn)一步探索接觸單元法在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，針對(duì)正常使用狀態(tài)下的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算、普通有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土張拉階段的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、體外預(yù)應(yīng)力法結(jié)構(gòu)加固三種類型，分別建立接觸單元法分析模型，進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)值模擬計(jì)算，并與常規(guī)方法進(jìn)行對(duì)