预应力混凝土梁端分散锚固的局压强度研究

2014-10-12 10:47:34尹新生

吉林建筑大学学报 2014年4期

庞平尹新生

(吉林建筑大学土木工程学院，长春 130118)

当前，预应力混凝土结构的发展日新月异.预应力技术不仅大量应用于房屋建筑和桥梁工程中，而且在水工结构、海工结构、港口码头以及特种结构中，都得到了广泛应用.同非预应力结构相比，预应力结构具有很多优点［1］，它不仅具有跨越能力大、受力性能好、使用性能优越、耐久性高和轻巧美观等优点，而且较为经济、节材、节能，因此，预应力结构具有非常广阔的应用前景.

然而，在实际工程中，有很多预应力工程的锚固区发生局压破坏，导致在构件中建立起来的预应力损失殆尽.从我们检索到的资料来看，关于预应力端部局压强度问题的研究还很不够.以往关于局压的研究，都属于整体局压，即截面上个别孔洞的局压，而都没有涉及多孔洞局压问题.这种局压，属于截面上整片局压.由于孔洞数量多，结构内部不连续，局压区域外混凝土对局压区的影响问题，还未见报道和研究.

1 试件制作与试验过程

在实际工程中，预应力端部分散锚固区在截面上的位置有两种:一种在截面一侧;另一种在截面中部.为了反映实际情况，制作的试件分两组，共12个，即每组六个.按孔道数目不同，分为6孔组与8孔组;按孔道在截面上的位置不同，分为孔道位于一侧的和孔道居于截面中部的.每组试件分别考虑三排，四排，五排孔道.试件具体情况见图1，图3.

因构件锚端中心在局部荷载作用下，锚下截面AA'压力非常集中，随着逐渐远离锚具，截面应力将逐步扩散，最后被均匀地传递到各个截面(如BB'截面)上，见图2.自AA'截面至开始均匀受力的BB'截面，这个区段称为过渡段或锚固段［2］.大量试验和理论研究表明，过渡段的长度约等于构件的高度h.这一过渡段称为端块.端块部分受力较复杂，本试验主要研究端块部分的受力.因此，试件做成500×400×250mm的长方体，模拟预应力混凝土梁端部局压区.

图1 试件截面及尺寸

图2 预应力筋锚下应力分布

在试验中，预应力端部分散锚固的模拟方法:制作试件模板时(本试验采用木模板)，在构件端部截面上预留孔洞，孔内穿Ф8钢筋外套塑料管［3］.浇筑混凝土前将包着塑料管的细钢筋穿入相应的位置.混凝土浇筑后，养护3d时，强度达到一定程度，将Ф8钢筋抽出(塑料管亦可抽出).这样，在构件中形成类似锚固的孔道.试件养护28d后，拆除模板.由于钢筋抽出是在浇筑混凝土后第3d进行的，抽筋工作比较顺利，孔道质量很好.

2 试验结果与分析

试验在试验机上加载.加载时注意试验机上，下压板中心与试件截面上孔中心对正.加载速度不要太快.记下试件的开裂荷载及破坏荷载，列于表1～表4.

表1 六孔(孔位于一侧，单位:kN)

表2 六孔(孔居中)

表3 八孔(孔位于一侧)

表4 八孔(孔居中)

在试验过程中，当外荷载较小时，构件表面无变化.荷载增加到一定程度，沿孔道与混凝土连接处，构件纵向开始出现细微裂缝.随着荷载的增加，这些裂缝由一条增加到几条，并且向上下逐渐发展，形成贯通试件整个高度的裂缝时，构件宣告破坏.构件破坏时的裂缝为纵向劈裂裂缝.试验时的部分照片见图3.试件尺寸及局压净面积见表5和表6.