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有粘结与无粘结预应力砼梁力学性能比较研究
摘要：
预应力砼在现代建筑中被频繁使用，因为它可以在支撑较大的荷载下保持结构的稳定性，同时它可以减小裂缝的产生。预应力砼根据钢筋是否粘结可以分为粘结预应力砼和无粘结预应力砼。本文通过对两种预应力砼的理论分析和实验研究，比较它们的力学性能，讨论其各自的优缺点和适用范围。
关键词：预应力砼；粘结；无粘结；力学性能；优缺点
1.引言
预应力砼是一种在施工前对混凝土施加预应力的结构材料。通过预应力，砼的底座压应力增大，裂缝发生的位置发生了变化，并在裂缝固定区域内减小了拉应力，从而提高了砼的抗震能力和抗裂能力。
根据钢筋是否粘结，预应力砼可以分为粘结预应力砼和无粘结预应力砼。
2.粘结预应力砼
2.1理论分析
粘结钢筋预应力砼（BSPC）的预应力是通过捆绑在混凝土或钢管内的钢筋施加的。当钢筋受拉力时，混凝土和钢筋之间的黏结力将钢筋固定在砼内。在引用负荷时，砼中预应力被转移到支承点，从而增加了结构的承载能力。
由于BSPC内的钢筋和混凝土之间存在黏结力，因此它在受力时表现出较高的刚度。当钢筋与混凝土发生相对位移时，应力集中会导致裂缝的产生。这种裂缝可以通过在混凝土内增加钢筋或增加预应力来缓解。
2.2实验研究
根据实验结果，对于梁的弯曲行为，BSPC和PC梁在弯曲跨度和中间跨度的工作相似。但是，在极限弯矩下，BSPC梁比普通混凝土梁更加刚性，而且开裂载荷也更加高。
3.无粘结预应力砼
3.1理论分析
无粘结预应力砼（UPC）是由张紧的预应力钢缆构成的结构。在张紧的状态下，钢缆施加了预应力，从而增加了结构的承载能力。虽然钢缆与混凝土之间没有黏结力，但是两者之间的摩擦力是可以被利用的。在钢缆的一端上增加摩擦衬垫，可以将下部的钢缆与混凝土一起固定起来，从而增加它们之间的摩擦力。
UPC的重量较轻，而且施工周期较短，因此在需要快速建造的地方很有用。
3.2实验研究
在实验中，UPC梁的开裂载荷最高，而且至少可以抵抗两倍的工作负载。与BSPC相比，它的变形能力更强，因此更适合长跨度的结构。
4.粘结预应力砼与无粘结预应力砼的比较分析
4.1优缺点
粘结预应力砼具有较高的刚度和强度，可用于大跨度结构和混凝土重要部件。但是，它的施工周期长，施工难度大，施工也较昂贵。
无粘结预应力砼施工周期短，重量轻，能够抵抗更高的负荷。但是，它的刚度和抵抗裂缝能力相对较弱，只适用于少数结构。
4.2适用范围
BSPC适用于大跨度结构、钢筋较多的工程，例如大桥、桥梁等。UPC适用于轻型结构、短跨度工程，例如机场跑道、民用建筑等。
5.结论
本文对粘结预应力砼和无粘结预应力砼的力学特性进行了比较，并讨论了它们的优劣和适用范围。根据实验结果，我们可以推断出，对于大跨度钢筋结构，使用BSPC可能会更为有利。而对于轻型和短跨度结构，则UPC可能更为适用。