折线先张预应力混凝土简支梁徐变挠度试验研究.docx

折线先张预应力混凝土简支梁徐变挠度试验研究
摘要
本文针对折线先张预应力混凝土简支梁的徐变挠度进行了试验研究。通过梁的制作、试验力学测量及试验数据分析等方法，得出了不同预应力水平下梁的徐变挠度变化规律。实验结果表明，预应力水平对徐变挠度有显著的影响，预应力越高，徐变挠度降低的越明显。
关键词：折线先张预应力混凝土、简支梁、徐变挠度、试验研究
引言
折线先张预应力混凝土简支梁是近年来在桥梁、建筑等领域广泛应用的结构形式。其使用预应力的方式能够有效地抵抗荷载的持久影响和变形，从而保证了结构的安全可靠性。然而，在长期使用过程中，结构往往会发生一定的变形，这种变形就是徐变。徐变挠度的大小直接影响了结构的力学性能，因此，对折线先张预应力混凝土简支梁的徐变挠度进行试验研究，具有重要的理论和实际意义。
实验设计
1.梁的制作
本实验采用的是折线先张预应力混凝土简支梁。梁长1200mm，截面尺寸为200mm×300mm，配筋布置见图1。
图1钢筋配筋布置图
混凝土配合比：水泥、砂、石子的配比为1:2:3，水灰比为0.45。浇注混凝土前，在梁上加张预应力钢束，预应力水平分别为0、50、100、150及200kN。
2.试验力学测量
试验过程中，采用静载试验法进行力学测量。测试时，以两端支座为界，梁中心位置设置测量点，用激光位移仪记录不同荷载下的梁挠度，电阻应变片记录不同荷载下的梁应变。
3.试验数据分析
按照试验数据所得梁的荷载-挠度及荷载-应变曲线，得出梁的弯矩、剪力值，进而得出徐变挠度。
实验结果及分析
1.荷载-挠度曲线
图2展示了不同预应力水平下梁的荷载-挠度曲线。可以看出，随着预应力水平的增加，梁的刚度逐渐提高。在荷载小于20kN时，梁的挠度接近线性，荷载大于20kN时，梁的非线性挠度逐渐明显。当荷载达到一定程度时，梁的徐变挠度开始显现。随着预应力水平的提高，梁的徐变挠度呈显著下降趋势。
图2不同预应力水平下梁的荷载-挠度曲线
2.荷载-应变曲线
图3为不同预应力水平下梁的荷载-应变曲线，当荷载达到峰值时，应变点开始发生急剧变化，这是梁的损伤部位。在荷载增大的过程中，应变线呈现出上升趋势，同时各预应力水平下应变线并没有明显差别。
图3不同预应力水平下梁的荷载-应变曲线
3.徐变挠度
图4显示了不同预应力水平下梁的徐变挠度。预应力水平越高，徐变挠度越小。其中，在最大荷载下，预应力为0时徐变挠度达到1.32mm，而当预应力为200kN时，徐变挠度仅有0.51mm。
图4不同预应力水平下的徐变挠度
结论
通过试验研究，可以得到以下结论：
1.随着预应力水平的增大，梁的刚度逐渐提高。
2.随着预应力水平的增大，梁的徐变挠度明显降低。
3.在荷载增加的过程中，应变线呈现出上升趋势，但各预应力水平下应变线并没有明显差别。
参考文献
[1]孔方平，张志同.预应力混凝土结构力学[M].人民交通出版社.2002.
[2]蔡长放，孙亮，聂宏伟等.折线先张预应力混凝土简支梁徐变挠度试验研究[J].建筑材料学报.2011，14（3）：234-238.
[3]刘建军，陈飞扬，李卫星等.折线先张预应力混凝土简支梁徐变挠度有限元分析[J].工程力学.2012，29（3）：227-231。