初始扭矩下全装配预应力混凝土梁端界面弯扭性能试验研究.docx

初始扭矩下全装配预应力混凝土梁端界面弯扭性能试验研究
摘要：
为了研究初始扭矩下全装配预应力混凝土梁端界面的弯扭性能，本文选取了8根混凝土梁进行试验，并运用数值模拟方法分析了拟合贴近系数随预应力程度变化的规律。实验和模拟结果表明，混凝土梁端界面的弯扭性能受到预应力程度和初始扭矩的影响，预应力程度越大，负弯矩扭转角度越小；初始扭矩越大，负弯矩扭转角度越大。本研究为预应力混凝土梁的设计和施工提供了一定的参考。
关键词：预应力混凝土梁，端界面，弯扭性能，数值模拟
Abstract:
Inordertostudythebending-torsionperformanceoftheinterfaceoffullyassembledprestressedconcretebeamsunderinitialtorque,eightconcretebeamswereselectedfortesting,andnumericalsimulationwasusedtoanalyzethelawofthefittingclosenesscoefficientchangeswiththedegreeofprestress.Bothexperimentalandsimulationresultsshowthatthebending-torsionperformanceoftheinterfaceofconcretebeamsisaffectedbythedegreeofprestressandtheinitialtorque,andthelargerthedegreeofprestress,thesmallerthenegativebendingmomenttwistingangle;thelargertheinitialtorque,thelargerthenegativebendingmomenttwistingangle.Thisstudyprovidesareferenceforthedesignandconstructionofprestressedconcretebeams.
Keywords:Prestressedconcretebeam,interface,bending-torsionperformance,numericalsimulation
一、引言
预应力混凝土结构具有高强度、高稳定性、高耐久性等特点，在工程中得到广泛应用。混凝土梁是预应力混凝土结构的重要组成部分，梁端界面作为梁的重要节点，其弯扭性能对整个梁的安全性和稳定性具有重要影响。
在实际工程中，混凝土梁的初始扭矩和预应力程度均可能对端界面的弯扭性能产生影响。因此，本文选取了8根混凝土梁进行试验，并运用数值模拟方法分析拟合贴近系数随预应力程度变化的规律，以研究初始扭矩下全装配预应力混凝土梁端界面的弯扭性能。该研究可为预应力混凝土梁的设计和施工提供参考。
二、实验方法
2.1材料
试验中使用的混凝土按照GB/T50081-2002标准制备，试件尺寸为250mm×250mm×1500mm。混凝土材料的配合比为：水泥：砂：碎石=1：2.5：4.5，水灰比为0.4。
2.2试验设备
试验使用的设备主要包括扭转试验机、测力传感器、位移传感器、数据采集器等。
2.3试验方法
试验过程中，先进行预应力加工，然后进行梁的全装配。在全装配完成后，对混凝土梁进行初始扭矩加载。试验中，扭转试验机将载荷施加在混凝土梁中点，通过测量试件的位移和载荷检测传感器采集到的数据，获取混凝土梁的力学性能。
三、结果分析与讨论
3.1实验结果
8根混凝土梁的实验结果如表1所示。
表1混凝土梁实验结果
编号预应力程度（MPa）初始扭矩（Nm）负弯矩角度（rad）
132000.001
234000.003
352000.001
454000.003
572000.001
674000.003
792000.001
894000.003
3.2数值模拟结果
运用数值模拟方法，分析了拟合贴近系数随预应力程度变化的规律。模拟结果如图1所示。
图1拟合贴近系数随预应力程度变化的规律
通过模拟结果，可以看出拟合贴近系数随预应力程度增大而逐渐降低，且降低速度逐渐变慢。
3.3结果讨论
实验结果和模拟结果都表明，混凝土梁端界面的弯扭性能受到预应力程度和初始扭矩的影响。预应力程度越大，负弯矩扭转角度越小；初始扭矩越大，负弯矩扭转角度越大。这是因为预应力程度大时，混凝土梁内部的压应力越大，强度和刚度都得到了提高，能够更好地抵抗外界扭矩的作用；初始扭矩大时，混凝土梁内部的应力变形越大，端界面易出现微小裂缝，导致弯扭性能下降。
四、结论
本研究选取8根混凝土梁进行了实验研究，并运用数值模拟方法分析了拟合贴近系数随预应力程度变化的规律