芳纶纤维增强塑料预应力高强混凝土梁弯曲特性及延性探讨
2.开裂荷载与极限荷载表2中列出了各梁的开裂荷载与极限荷载大小。
对C40和C80混凝土梁而言,每类梁的开裂荷载大小相近,这是由于在各梁中建设的初始预应力值雷同;但用不同类型的预应力筋,得到的极限荷载是不同的。
梁的开裂荷载随混凝土的强度进步而增加,但极限荷载受混凝土强度的影响很小。在C40和C80的混凝土梁中,AFRP混凝土梁的极限荷载比雷同混凝土等级下的钢筋混凝土梁高出约30%.从表中还可看出,测试前的长期持续荷载对两种预应力筋类型梁的极限抗弯强度影响不大。
表2给出的传统延性指标(A土梁低于普通钢筋混凝土梁。这是因为没有思考能量(荷载-挠度曲线下方的面积)因素。因而须要一种包括能量的新的延性指标定义办法,来剖析这些梁的延性。新的延性指标通过强度因子与能量因子相乘后得到总体因子来表示,即:其中,强度因子是极限荷载Pu与开裂荷载Pcr的比值;能量因子是梁在任一加载阶段的总能量与弹性势能Eda的比值。
总体因子作为延性指标,不只思考了变形对延性大小的影响,还思考了强度因素与能量因素。由于它综合思考了AFRP材料线弹性的应力-应变关系和脆性,以及高强混凝土的脆性,因而能够合理表示用先张法施工的AFRP预应力高强混凝土梁的延性大小。表3别离给出梁在3个不同挠度时对应的总体因子。
延性指标表3梁号不同挠度时的Etot/Eela不同挠度时的总体因子从丈量的结果能够看出,先张法施工的预应力高强混凝土梁在极限状态下变形较小,但却比雷同挠度下的普通混凝土梁能吸收更多的能量(见,4)。各根梁用总体因子表示的延性指标相近。
弹性势能随挠度变迁关系总能量随挠度变迁关系4开裂特征和毁坏形式梁在预期荷载(计算出的开裂荷载)作用下,在梁纯弯曲部分发作初裂。裂缝的高度与数量随荷载的增加而增加。在荷载抵达极限荷载的70%时,除弯曲产生的裂缝外,所有AFRP混凝土梁还沿放置AFRP预应力束的部位呈现一些轻微的水平裂缝。这些水平裂缝是由于预应力束与混凝土之间发作相对滑移而产生的。在荷载很大时,梁在非纯弯曲部分也呈现了裂缝。
关于预应力钢筋混凝土梁,弯曲裂缝形状具有一定的规则,其间距约为150mm,刚好为梁纯弯曲部分的箍筋间距。
梁在试验中的毁坏形式与预应力束类型无关:对C40混凝土梁而言,是由于受压区混凝土被压碎而使梁发作毁坏;对C80混凝土,则是由于预应力束发作断裂而使梁发作毁坏,这可从表2中梁的顶部应变大小得到证实。
依据本文试验研宄剖析,有如下结论:AFRP预应力混凝土梁的荷载-挠度关系在梁开裂前呈线性关系;开裂后,则呈双线性关系,但梁刚度要降低,并且开裂后,加载阶段和毁坏阶段的有效截面刚度Ieff1和/eff2是开裂前截面刚度Ig的函数。
高强混凝土对预应力梁的开裂弯矩大小有显著影响,但对其极限抗弯强度影响甚微。因而,在不允许呈现裂缝的中央,可使用高强混凝土。
梁的前期加载历史对梁的极限抗弯强度和极限挠度影响很小。
AFRP混凝土梁毁坏时的挠度比相应钢筋混凝土梁要小,且极限状态的挠度值随混凝土强度进步而减小。
在普通混凝土和高强混凝土梁中,使用AFRP作为其预应力束得到的预应力混凝土构件,在毁坏时的吸能才干同使用钢筋的构件相近。
高强混凝土梁比普通混凝土梁能吸收更多的能量,在表示AFRP预应力混凝土梁延性大小时,采纳思考强度与能量的总体因子作为延性指标,比较合适表示AFRP预应力混凝土梁延性的大小。