预应力钢筋混凝土梁的有限元分析

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有限元分析试验梁受拉区纵向钢筋屈服后,试验梁的挠度值明显增大,这是因为此时钢筋屈服,试验梁刚度降低明显,荷载均由CFRP筋承担,由于CFRP筋的弹性模量较低,因此,在荷载作用下试验梁变形较大。
与预应力钢筋混凝土梁相比,无黏结CFRP筋部分预应力混凝土简支梁的挠度较大。但由于CFRP筋的预压作用,其挠度要比普通钢筋混凝土梁的挠度值偏小。试验梁实测各阶段挠度值见表。表中:ftcr、fty、ftu分别为试验梁开裂挠度实测值、纵向钢筋屈服时刻挠度实测值、承载力极限状态下挠度实测值。
由关系曲线可以看出:试验梁混凝土的开裂对CFRP筋的应力增量影响并不显著,在纵向受拉钢筋屈服前CFRP筋的应力增量不大,且增长呈线性变化。当纵向受拉钢筋屈服后,CFRP筋的应力增量较屈服前明显增大,荷载—应力增量关系曲线发生明显转折,实测的荷载—应力增量曲线呈明显的双直线特点,拐点在非预应力受拉钢筋屈服点。试验梁弯矩及CFRP筋应力增量实测数据见表。
由4根试验梁梁顶混凝土试验过程中的实测应变值可以看出:当外荷载达到破坏荷载的60%之前,梁顶纯弯区段混凝土的应变变化比较均匀,此后随着荷载的增大,梁顶混凝土应变差异逐渐增大。
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