芳綸纖維增強塑料預應力高強混凝土梁彎曲特性及延性探討
2.開裂荷載與極限荷載表2中列出了各梁的開裂荷載與極限荷載大小。
對C40和C80混凝土梁而言,每類梁的開裂荷載大小相近,這是由于在各梁中建設的初始預應力值雷同;但用不同類型的預應力筋,得到的極限荷載是不同的。
梁的開裂荷載隨混凝土的強度進步而增加,但極限荷載受混凝土強度的影響很小。在C40和C80的混凝土梁中,AFRP混凝土梁的極限荷載比雷同混凝土等級下的鋼筋混凝土梁高出約30%.從表中還可看出,測試前的長期持續荷載對兩種預應力筋類型梁的極限抗彎強度影響不大。
表2給出的傳統延性指標(A土梁低于普通鋼筋混凝土梁。這是因為沒有思考能量(荷載-撓度曲線下方的面積)因素。因而須要一種包括能量的新的延性指標定義辦法,來剖析這些梁的延性。新的延性指標通過強度因子與能量因子相乘后得到總體因子來表示,即:其中,強度因子是極限荷載Pu與開裂荷載Pcr的比值;能量因子是梁在任一加載階段的總能量與彈性勢能Eda的比值。
總體因子作為延性指標,不只思考了變形對延性大小的影響,還思考了強度因素與能量因素。由于它綜合思考了AFRP材料線彈性的應力-應變關系和脆性,以及高強混凝土的脆性,因而能夠合理表示用先張法施工的AFRP預應力高強混凝土梁的延性大小。表3別離給出梁在3個不同撓度時對應的總體因子。
延性指標表3梁號不同撓度時的Etot/Eela不同撓度時的總體因子從丈量的結果能夠看出,先張法施工的預應力高強混凝土梁在極限狀態下變形較小,但卻比雷同撓度下的普通混凝土梁能吸收更多的能量(見,4)。各根梁用總體因子表示的延性指標相近。
彈性勢能隨撓度變遷關系總能量隨撓度變遷關系4開裂特征和毀壞形式梁在預期荷載(計算出的開裂荷載)作用下,在梁純彎曲部分發作初裂。裂縫的高度與數量隨荷載的增加而增加。在荷載抵達極限荷載的70%時,除彎曲產生的裂縫外,所有AFRP混凝土梁還沿放置AFRP預應力束的部位呈現一些輕微的水平裂縫。這些水平裂縫是由于預應力束與混凝土之間發作相對滑移而產生的。在荷載很大時,梁在非純彎曲部分也呈現了裂縫。
關于預應力鋼筋混凝土梁,彎曲裂縫形狀具有一定的規則,其間距約為150mm,剛好為梁純彎曲部分的箍筋間距。
梁在試驗中的毀壞形式與預應力束類型無關:對C40混凝土梁而言,是由于受壓區混凝土被壓碎而使梁發作毀壞;對C80混凝土,則是由于預應力束發作斷裂而使梁發作毀壞,這可從表2中梁的頂部應變大小得到證實。
依據本文試驗研宄剖析,有如下結論:AFRP預應力混凝土梁的荷載-撓度關系在梁開裂前呈線性關系;開裂后,則呈雙線性關系,但梁剛度要降低,并且開裂后,加載階段和毀壞階段的有效截面剛度Ieff1和/eff2是開裂前截面剛度Ig的函數。
高強混凝土對預應力梁的開裂彎矩大小有顯著影響,但對其極限抗彎強度影響甚微。因而,在不允許呈現裂縫的中央,可使用高強混凝土。
梁的前期加載歷史對梁的極限抗彎強度和極限撓度影響很小。
AFRP混凝土梁毀壞時的撓度比相應鋼筋混凝土梁要小,且極限狀態的撓度值隨混凝土強度進步而減小。
在普通混凝土和高強混凝土梁中,使用AFRP作為其預應力束得到的預應力混凝土構件,在毀壞時的吸能才干同使用鋼筋的構件相近。
高強混凝土梁比普通混凝土梁能吸收更多的能量,在表示AFRP預應力混凝土梁延性大小時,采納思考強度與能量的總體因子作為延性指標,比較合適表示AFRP預應力混凝土梁延性的大小。