無粘結預應力混凝土結構計算的接觸分析方法.pdf

1、粘結預應力技術在土木工程領域應用較為廣泛，尤其在截面高度較小的構件及大跨徑預應力結構中，具有普通預應力結構無法比擬的優(yōu)勢。作為后張預應力體系的一個重要分支，其結構特性與普通后張預應力結構有較為明顯的不同，然而，目前無粘結預應力混凝土結構的計算方法仍然基于普通有粘結預應力結構，忽略了實際結構中無粘結筋與混凝土壁的變形不協(xié)調(diào)特點，這種計算模型上的非真實性，將導致計算結果不準確或精度降低，且無法進行準確的細部結構計算。 本文針對無粘結

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滑動引起，以接觸分析理論為基礎，借助有限元方法和大型通用有限元結構分析軟件工具，建立基于接觸單元法的無粘結預應力結構分析模型。通過三維點對點接觸來模擬實際結構中無粘結筋與混凝土側(cè)壁的面對面接觸，而接觸點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)法向剛度值和預應力筋與混凝土間實際摩擦系數(shù)綜合考慮。為驗證模型的準確性，依據(jù)相關試驗參考文獻資料數(shù)據(jù)，建立對應的有限元結構分析模型

3、，采用接觸單元法和原文獻的自由度耦合法，分別對試驗梁進行數(shù)值模擬計算，再與試驗結果進行對比分析。結果表明，在混凝土開裂前，接觸單元法可較好地模擬實際結構，但開裂后其壓應力及撓度變形計算值偏低。 為進一步探索接觸單元法在實際工程設計中的應用，針對正常使用狀態(tài)下的無粘結預應力結構應力計算、普通有粘結預應力混凝土張拉階段的結構受力狀態(tài)、體外預應力法結構加固三種類型，分別建立接觸單元法分析模型，進行詳細的數(shù)值模擬計算，并與常規(guī)方法進行對