預應力鋼骨混凝土收縮徐變及預應力損失研究

《預應力鋼骨混凝土收縮徐變及預應力損失研究》是依託重慶大學，由秦士洪擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：預應力鋼骨混凝土收縮徐變及預應力損失研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：秦士洪
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

預應力鋼骨混凝土（PSRC）結構是預應力技術與鋼骨混凝土（SRC）結構結合所形成的一種新型結構。它能較好地控制裂縫、增強剛度、充分發揮鋼骨混凝土的優點,在大跨度、大空間結構，高聳結構，巨型結構，重載結構、防爆和防震結構、石油平台和碼頭、以及各種組合結構方面有著良好的套用前景。目前PSRC結構的研發處於起步階段，相關基礎研究還是空白。本項目擬對PSRC結構中混凝土收縮徐變以及所引起的預應力損失進行研究，採取在自然環境條件下直接在試件上張拉預應力筋對試件施加長期徐變應力的試驗方法，對PSRC軸心受力和偏心受力試件以及對比試件進行長期試驗觀測，通過試驗結果和理論分析，探明鋼骨對混凝土收縮徐變的約束機理，配鋼形式和含鋼量對收縮徐變規律的影響，徐變應力非均勻分布時與均勻分布時徐變規律的差異，尋求考慮應力重分布影響的預應力損失計算方法，建立適合PSRC構件的理論分析模型。

結題摘要

先後進行了三批共44根試件的長期試驗，對預應力鋼骨混凝土構件的收縮徐變規律及預應力損失進行了研究。試驗參數有：鋼骨截面形式，含鋼率，預應力筋材料，預應力方式，預應力筋線型，截面預應力分布形式。試驗在室內自然環境下進行。 第一批試件分為PSRC、PRC和PC組，每組3根軸心受力試件，配置H型鋼和有粘結預應力高強鋼絲。試驗於2006年6月開始，並於2012年3月進行了載入致裂驗證試驗。 第二批試件分為PSRC、PRC和PC組，每組5根軸心受力試件，其中2根不施加預應力，為自由收縮對比試件。採用空腹型鋼和無粘結預應力精軋螺紋鋼筋。試驗於2008年7月開始，至今測試仍在繼續。 第三批試件分為PSRC高含鋼率組、PSRC低含鋼率組和PC組，每組各5根試件，內設H型鋼和高強低鬆弛無粘結預應力鋼絞線，分別採用軸心、偏心直線和曲線預應力筋布置；另設一組不施加預應力的收縮對比試件。試驗於2010年9月開始，至今測試仍在繼續。 最短的試驗時間已達二年多，故試驗結果能說明試件的長期性能。第一批試件帶有探索性質，存在壓力感測器工作不甚理想、灌漿數據突變問題。第二、三批試件改進後效果較好，大部分儀表工作正常。 項目完成了計畫書規定的研究內容，達到了研究目標要求，得到了以下主要結論： ①在長期預壓應力作用下PSRC構件的收縮和徐變及預應力損失隨時間的增加而不斷增長，其速度是先快後慢，逐步趨於終止。 ②型鋼或鋼筋對混凝土的收縮和徐變有明顯的阻礙作用，含鋼率越大、收縮和徐變越小，相應的預應力筋預應力損失也越小。 ③配筋構件呈現明顯的應力重分布，導致混凝土預應力隨收縮和徐變的發展而逐漸降低，縱筋和型鋼的預壓應力逐漸增加，從而造成構件的抗裂性能降低。配筋率越高，應力重分布效應越明顯。 ④提出了用於由收縮徐變和預應力筋鬆弛引起的截面各部分內力變化及預應力損失的計算公式，計算公式具有一定的準確度。 ⑤截面徐變應力均勻分布時預應力筋的預應力損失最小；非均勻分布時，偏心直線和曲線預應力筋的預應力損失較為接近，損失規律是一致的。而截面混凝土的預應力損失對徐變應力形式並不敏感。總體來看，型鋼對混凝土的約束作用與截面徐變應力分布形式關係不大。 ⑥載入致裂試驗驗證了第一批試件測試數據的有效性，採用PRC構件公式來計算預應力筋的長期預應力損失是可行的。