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无粘结预应力混凝土扁梁框架结构抗震性能研究
摘要
本文对无粘结预应力混凝土扁梁框架结构的抗震性能进行了研究。首先，分析了无粘结预应力混凝土的特点及其对结构性能的影响。其次，通过建立数值模型进行静力与动力分析，得出了结构的位移、应力等参数。然后，根据分析结果对结构进行抗震设计，并进行了抗震试验验证。最后，对比试验结果和数值模拟的分析结果，发现预测值与实测值吻合良好，表明无粘结预应力混凝土扁梁框架结构在抗震性能方面具有优异的表现。
关键词：无粘结预应力混凝土；扁梁框架结构；抗震性能；试验分析
Abstract
Thispaperstudiestheseismicperformanceoftheunbondedprestressedconcreteflatbeamframestructure.Firstly,thecharacteristicsofunbondedprestressedconcreteanditsinfluenceonstructuralperformanceareanalyzed.Secondly,byestablishinganumericalmodelforstaticanddynamicanalysis,thedisplacement,stressandotherparametersofthestructureareobtained.Then,accordingtotheanalysisresults,thestructureisdesignedforearthquakeresistance,andearthquakeresistancetestsarecarriedouttoverifythedesign.Finally,bycomparingthetestresultswiththeanalysisresultsofnumericalsimulation,itisfoundthatthepredictedvaluesandthemeasuredvaluesareingoodagreement,indicatingthattheunbondedprestressedconcreteflatbeamframestructurehasexcellentseismicperformance.
Keywords:unbondedprestressedconcrete;flatbeamframestructure;seismicperformance;testanalysis
1.绪论
无粘结预应力混凝土由于具有大的预应力，能够有效的控制裂缝，提高了结构的受力性能，因此具有广泛的应用前景。并且，与钢筋混凝土相比，无粘结预应力混凝土的耐久性更好、施工周期更短。而扁梁框架结构作为一种新型的建筑结构形式，由于其特殊的结构形式具有一些优良的性能，如受力性能优良、抗震性能好等。本文主要研究无粘结预应力混凝土扁梁框架结构的抗震性能，通过建立数值模型进行静力与动力分析，以期为工程实践提供参考。
2.无粘结预应力混凝土的特点及其对结构性能的影响
2.1特点
无粘结预应力混凝土具有一定的特点，主要集中在以下几个方面：
（1）大的预应力：无粘结预应力混凝土的预应力达到了大约70%的破坏强度，远远高于普通混凝土中钢筋的屈服强度，预应力的存在使混凝土的受力性能得到了很大的提升。
（2）裂缝控制：无粘结预应力混凝土在施工时，将钢束在更早的状态下张拉，然后进行浇注，预应力的作用下，混凝土的应力分布变得均匀，从而使裂缝的出现得到了很大的抑制。
（3）耐久性：无粘结预应力混凝土的预应力钢束与混凝土采用了无粘结连接方式，在保证结构强度的前提下，可以提高结构的耐久性，减少维修和加固的次数。
2.2影响
无粘结预应力混凝土的应用对结构的受力性能有很大的影响，其影响主要表现在以下几个方面：
（1）强度提高：预应力的存在可以提高混凝土的抗拉强度，增强了结构的承载能力，在一定范围内，预应力的增加会提高混凝土的破坏强度。
（2）刚度增加：预应力钢束的作用下，混凝土的应变变小，从而提高了结构的刚度，使其抗弯性能得到了很大的提高。
（3）裂缝控制：预应力的存在可以减少混凝土的裂缝形成，增加了混凝土的疲劳寿命，改善了结构的耐久性。
3.数值模型的建立及分析
3.1模型的建立
本文所研究的无粘结预应力混凝土扁梁框架结构数值模型如图1所示：
（图1）无粘结预应力混凝土扁梁框架结构数值模型
其中，梁的截面形状为矩形，长方形截面的长为300mm，宽为150mm，梁的长度为3m，截面面积为45000mm2。钢筋的类型为HRB400，直径为12mm，混凝土的类型为C30，混凝土的破坏准则采用Drucker-Prager准则。梁的两端用铰接支座支撑，铰接支座的水平方向自由度被约束，