沖擊荷載作用下預(yù)應(yīng)力混凝土梁的力學(xué)性能研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)作為十九世紀(jì)的一個(gè)重大發(fā)明被廣泛地應(yīng)用于大跨度、高層以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。預(yù)應(yīng)力混凝土梁在高速?zèng)_擊作用下其強(qiáng)度本構(gòu)關(guān)系與破壞性能顯示出明顯的與加載速率密切相關(guān)的特征。隨加載速率的提高，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的動(dòng)力強(qiáng)度有明顯的增高，即率相關(guān)效應(yīng)，這一現(xiàn)象對大型結(jié)構(gòu)的動(dòng)力安全穩(wěn)定性評價(jià)具有重大意義。本文以落錘與預(yù)應(yīng)力混凝土梁沖擊為例，研究其動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系與應(yīng)變率的關(guān)系，觀察不同速率的損傷斷裂過程與破壞形態(tài)。主要研究內(nèi)容如下：
　　

2、（1）設(shè)計(jì)并制作了一臺落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，該落錘裝置能夠獲得足夠的能量以滿足試驗(yàn)需求。進(jìn)行試驗(yàn)前，通過沖擊條件測試，調(diào)整并確定了較為合適的鋁錘頭和鋁墊片，并通過相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證了沖擊的穩(wěn)定性和重復(fù)性，試驗(yàn)結(jié)果表明，該落錘裝置具有較好的重復(fù)性與穩(wěn)定性。
　　（2）完成一組預(yù)應(yīng)力混凝土梁和素混凝土梁的靜力試驗(yàn)，試驗(yàn)獲得了試塊在靜力加載下的承載力、跨中位移以及破壞形態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明，素混凝土梁的靜力承載力要遠(yuǎn)小于預(yù)應(yīng)力混凝土梁。
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3、）利用落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力混凝土梁的橫向沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)中應(yīng)變率范圍為1s-1-3s-1。試驗(yàn)的主要參數(shù)包括落錘沖擊高度和質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力以及配筋率。同時(shí)，完成了一組素混凝土梁的沖擊試驗(yàn)進(jìn)行對比。試驗(yàn)中采用高速攝像儀記錄了沖擊過程，通過測量記錄了力時(shí)程曲線、加速度時(shí)程曲線、應(yīng)變時(shí)程曲線以及試塊受拉區(qū)的裂紋寬度。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著落錘質(zhì)量和下落高度的增加，輸入能量增加，試塊受拉區(qū)的裂紋寬度越大；通過提高預(yù)應(yīng)力和配筋率能夠有效地延后試塊裂