论文部分内容阅读
体外预应力技术经过几十年的发展历程,已经广泛应用于土木工程领域。通过检测结构固有频率变化评估预应力结构的使用状况和有效应力大小已成为工程检测界的研究重点,但研究人员对于预应力对固有频率的影响一直未达成共识。本文对3根体外预应力混凝土梁固有频率进行了试验研究。试验中对梁L1分别采用三种不同的支承形式,对比分析梁的前三阶频率表明梁的支承条件对自振频率影响较大,而且高阶频率受此影响比低阶频率更明显。对3根梁在相同支承形式下分级施加预应力,测试梁的前三阶自振频率,试验结果显示预应力变化对梁一阶自振频率影响较小,较高阶频率整体上随预应力增加而增大,体外筋的偏心距和布置形式对梁自振频率产生较大的影响,主要原因在于一阶频率对梁内微小损伤的敏感性差,预应力使微裂缝闭合导致高阶频率增大,体外筋有偏心距或折线布置的简支梁在施加较大预应力时会产生反拱,引起梁刚度变化。对预应力梁进行竖向加载试验,测试梁的振动频率,并与普通梁的振动频率进行对比,分析结果表明预应力梁的一阶频率在加载前期不变,二阶和三阶频率略有下降;加载后期各阶频率显著下降,但极限承载状态下预应力梁的各阶频率变化率小于普通梁的相应各阶频率变化率。以经典的Timoshenko梁理论模型为基础建立预应力与梁自振频率间的理论关系模型,并根据试验数据对梁的刚度进行修正。本文提出的理论公式能够反映出预应力梁的自振频率随预应力增加而增大,该公式算得的直线型体外筋梁的一阶频率与试验值误差较小,但高阶频率的误差较大,适用性较差。此外,文中还推导了钢绞线中张拉力与钢绞线振动频率间的计算公式,通过钢绞线的基频推算有效预应力大小。