后张预应力活性粉末混凝土局压承载力试验研究

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具有超高强度和高耐久性等特性的活性粉末混凝土与预应力技术相结合,可形成预应力活性粉末混凝土结构。预应力的施加使结构构件端部产生较大的集中力作用,预应力锚具下一定范围的局压影响区内受力复杂。由于活性粉末混凝土不包含粗骨料,从其微观结构到其荷载下宏观力学性能与常规混凝土均有差异,这使其内部微裂缝出现、外部开裂直到最终破坏的整个非线性过程具有自身特点,并直接影响后张预应力活性粉末混凝土局压区正常使用和承载能力状态。因此,揭示后张预应力筋(束)锚具下活性粉末混凝土局部受压机理,提出其局压设计方法具有重要的理论意义和工程应用价值。由于预应力活性粉末混凝土结构可实现较常规预应力结构更小的截面尺寸,在相同的预应力配筋条件下,孔道对活性粉末混凝土局压区的影响可能更为显著。所以,分析预留孔道对活性粉末混凝土局压机理的影响,特别是孔道大小对局压承载力的削弱作用是须解决的第一个关键问题。为此,以预留孔道直径d、局压面积比Ab/Al和钢纤维掺量为基本参数,完成了18个模型试件轴心局部受压试验,获得了试件破坏过程与形态、裂缝发展模式、局压端与楔形体特征、试件荷载-变形关系。揭示了预留孔道活性粉末混凝土局压工作机理和破坏机制,分析了各关键参数对局压强度提高系数的影响规律,提出了局压承载力计算公式。方格网式间接钢筋是常规混凝土局压区一种主要配筋形式,将其借鉴应用到活性粉末混凝土局压区,探索配置方格网式间接钢筋的活性粉末混凝土局压受力特征,特别是从开裂到破坏的整个非线性过程,探索破坏机制,同时结合素活性粉末混凝土局压研究,探索方格网式配筋对活性粉末混凝土局压承载力的影响是须解决的第二个关键问题。为此,以局压面积比Ab/Al、网片内边尺寸lcor和钢纤维掺量为基本参数,完成了24个配置方格网式间接钢筋的预留孔道活性粉末混凝土试件轴心局部受压试验,获得了试件破坏过程与形态、裂缝发展模式、局压端与楔形体特征、试件荷载-变形关系,特别是网片钢筋应变发展历程。揭示了配置方格网式间接钢筋的活性粉末混凝土局压工作机理和破坏机制,分析了各参数对局压强度提高系数的影响规律,提出了局压承载力计算公式。螺旋式间接钢筋是常规混凝土局压区另一主要配筋形式,显然,采用高强钢棒连续弯曲成型的螺旋筋可较好地约束超高强度的活性粉末混凝土,探索配置高强螺旋筋的活性粉末混凝土局部受压性能,获得其破坏机制,同时结合素活性粉末混凝土局压研究,分析螺旋式配筋对活性粉末混凝土局压承载力的影响是须解决的第三个关键问题。为此,以局压面积比Ab/Al、螺旋筋内径dcor和钢纤维掺量为基本参数,完成了24个配置螺旋式间接钢筋的预留孔道活性粉末混凝土试件轴心局部受压试验,获得了试件破坏过程与形态、裂缝发展模式、局压端及楔形体特征、荷载-变形关系、特别是螺旋筋应变发展历程。揭示了配置螺旋式间接钢筋的活性粉末混凝土局压工作机理和破坏机制,分析了各关键参数对局压强度提高系数的影响规律,提出了局压承载力计算公式。
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