后张预应力混凝土空心板是一种高效预应力空心板,目前国内尚未对其结构性能进行系统研究。本文研究目的是在以往对部分预应力混凝土构件变形性能和抗裂性能研究的基础上,采用理论分析、结构试验和有限元技术相结合的方法研究后张预应力混凝土空心板变形性能和抗裂性能的特点,为编制后张预应力混凝土空心板标准图集并在工程实践中应用和推广提供理论依据。 本文主要研究工作如下: 1.在阐述预应力混凝土空心板变形过程的基础上,从预应力度、预应力损失及非预应力筋等几个方面阐述了空心板的变形机理;根据变形性能试验结果,总结了该类空心板的变形性能特点;结合试验成果和现行规范,对后张预应力混凝土空心板挠度计算公式予以探讨,并提出空心板开裂后挠度控制的设计建议。 2.在分析预应力混凝土空心板的裂缝开展机理和裂缝闭合性能后,结合结构试验,总结了后张预应力混凝土空心板裂缝开展的一般规律;并考虑裂缝闭合性能,提出后张预应力混凝土空心板抗裂控制设计建议。 3.在理论分析和试验研究的基础上,利用大型通用有限元软件ANSYS建立了后张预应力混凝土空心板实体模型,并进行加载和求解;通过仿真计算得到空心板的荷载—挠度曲线及开裂荷载、极限荷载等数据,并与试验结果对比分析,从数值模拟的角度进一步验证后张预应力混凝土空心板变形和抗裂性能特点。 本文研究表明:后张预应力混凝土空心板具有良好的变形性能和抗裂性能。本文提出的变形和裂缝控制设计建议对此类空心板的优化设计具有借鉴意义。作为一种性价比较高的预制构件,后张预应力混凝土空心板具有良好的应用前景。