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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

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

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作者：娄晨光合肥工业大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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)中的裂缝宽度计算公式进行双向曲线预应力筋施工布置形式优化前后混凝土板裂缝宽度的分析。最终发现,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裂缝宽度与优化前对比,偏差为5.6%,即两者的裂缝宽度基本一致。然后,利用我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)刚度计算公式得到的双向曲线预应力筋施工布置优化前后混凝土板在正常使用阶段挠度计算值与模拟值相差74%,而美国ACI规范刚度计算公式得到的双向曲线预应力筋施工布置优化前后混凝土板在正常使用阶段挠度计算值与模拟值相差21.5%。因此,设计人员选择按规范计算曲线预应力混凝土板挠度时宜采用美国ACI规范刚度计算公式。最后,介绍了双向曲线预应力筋施工布置形式优化后预应力施工的准备和预应力施工流程。

关键词：预应力混凝土板双向预应力筋施工布置形式有限元分析裂缝宽度正常使用阶段刚度预应力施工流程

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