缓黏结预应力混凝土连续梁试验裂缝间距统计分析

摘要：通过基于缓黏结预应力混凝土两跨连续梁的受弯试验研究，得出在不同龄期内缓黏结预应力混凝土连续梁其裂缝间距不但都是类似的正态分布，并且，与无黏结预应力混凝土构件和有黏结预应力混凝土构件相同的受力特性。

关键词：预应力混凝土；受力特性;正太分布

Abstract: based on slow unbond prestressed concrete continuous beam across two of bending test, in different age period that slow unbond prestressed concrete continuous beam its crack spacing not only are similar for normal distribution, and, with and without unbond prestressed concrete component and have unbond prestressed concrete component of the same mechanical characteristics.

Keywords: prestressed concrete; Mechanical characteristics; Wanting distribution

中图分类号：TU528.571 文献标识码：A文章编号：

随着我国建筑行业的快速发展，对各种施工建设中的工程技术要求越来越高，并且，相关的监督管理工作力度也是不断加强。本文重点对基于缓黏结预应力混凝土两跨连续梁的受弯情况进行试验分析，并给出试验的相关结论。

一、缓黏结预应力混凝土连续梁试验简介

实验的设计中包括六根两跨连续梁，和四根缓黏结预应力混凝土连续梁，其中一根后张有黏结预应力混凝土连续梁，一根无黏结预应力混凝土连续梁。将这六根梁分成两组，每一组中各包括两根缓黏结预应力试件，一根有黏结预应力试件，这三根构件均处于流塑状态。

试验中每根试件长六千两百毫米，每跨跨度为三千毫米，断面尺寸为 150 mm×250 mm；试件荷载作用点为每跨梁的三分点位置，即每跨梁有两个集中荷载作用点，整个两跨连续梁有四个集中荷载作用点；在支座至集中荷载区段，为防止截面发生斜截面剪切破坏，保证斜截面有足够强度，故配有足够的箍筋，箍筋间距为一百毫米，而在跨中两集中荷载区段，箍筋间距为 一百五十毫米。由于是连续梁，内支座处承受负弯矩，且根据荷载作用形式及位置等，试验试件中的预应力筋线型均为 5折点的折线型。

本试验加载点为每跨梁的三分点位置，每跨梁有两个集中荷载作用点，即两跨连续梁有

4个集中荷载作用点，每跨梁的两个集中荷载由一根分配梁分配。根据试验设计，试件已分为两组，第一组试件加载时间安排在浇筑完混凝土一个月时，即张拉完预应力筋便加载；第二组试件加载时间安排在浇筑完混凝土三个月时，即等到缓凝材料最终硬化时。加载过程分为预加载和正式加载两部分，而正式加载部分又分为消压荷载、开裂荷载、极限荷载三阶段。实 用 技 术PRACTICAL TECHNOLOGY。

二、裂缝间距计算公式

我国裂缝理论计算采用的是结合黏结-滑动理论和无滑动理论的一般裂缝计算理论，综合考虑了混凝土保护层厚度和钢筋有效约束区两个主要因素对裂缝宽度的影响。无黏结预应力混凝土梁的平均裂缝间距的计算和有黏结部分预应力混凝土梁的计算公式形式相同，主要区别在于无黏结预应力混凝土梁平均裂缝间距公式中 取值只针对受拉区纵向非预应力钢筋而言。根据GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》，裂缝平均间距计算方法和公式如下：

(1)

式中：

——对轴心受拉构件， 取1.1；对其他受力构件， 均取为1.0；

——混凝土保护层厚度；

———受拉区纵向钢筋的等效直径， ；

———受拉区第 种纵向钢筋的公称直径；

———受拉区第 种纵向钢筋的根数；

——受拉区第 i 种纵向钢筋的相对黏结特性系数，非预应力光圆钢筋 =0.7，钢绞线 =0.5；

———按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当

三、裂缝分布及统计分析

在实验的过程中，当附加值稳定在正常的负荷时，裂缝之间的间距就较为稳定，此时可以用彩色笔将裂缝的形状描述出来，并将实验过程中最大和最小的裂缝间距以及平均值记录下来，并对这些数据进行统计分析。

通过对相关数据的对比分析发现，两组中的试件间距实测和计算值的比值的 平均值分别为0.76、0.732，这就说明所使用的公式能够有效的反映出裂缝产生间距的内在规律。并且，该公式非常使用于对此类构件的间距计算。然而，在第一组试件、第二组试件的 值的平均值分别为5.06、5.42，这表明构件裂缝的间距分为为离散型，造成这一原因的因素较多，主要有一下两方面：

(一)所使用的混凝土材料的构成就不是很均匀。浇筑、养护质量等也是随机因素，因此导致了构件中不同部位的混凝土强度以及对钢筋的握裹力也不尽相同。一般来讲，出现裂缝的第一个位置就是弯矩最大的中支座截面附近，这个地方混凝土强度是最低的，跨中最先出现裂缝的位置通常为距边支座1.0 m处。随着钢筋的应力重分布，在裂缝间距较大的区域内就会有混凝土承受应力大于混凝土抗拉强度，从而导致新的裂缝产生，致使局部地方的损害。通过实验研究发现，这个时候基本上都会出现一个微弱的裂缝间距，其随机性对裂缝间距的分布造成一定影响。

(二)影响受弯构件裂缝间距的因素还有很多。影响因素的不确定性、随机性造成了裂缝间距的分布显出明显的离散性。所以，对测量的数据进行合理的统计分析，根据实验中间距的频率分布特点，找出其产生间距的基本规律。试验数据统计中，由于第一组试件受力性能基本相同，因此，把第一组试件所有裂缝间距数据作为一组统计分析，同理，也把第二组试件所有裂缝间距数据作为一组进行统计分析，统计结果分别用直方图及数据拟合曲线表示。数据统计分析中，直方图是将某期间所收集的计量值数据经分组整理成次数统计表，并使用柱形予以图形化的图表，用以掌握这些数据所代表的情报。正态分布是在统计中使用最频繁的分布，正态分布图描述收集的数据在分组区间内出现的概率，其曲线是一条单峰、对称呈钟形的曲线。

参考文献：

[1] 陈元豹.有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土扁梁框架节点的抗震性能试验研究[J].福建建设科技,2011,03

[2] 周家刚,尹新刚.在役预应力混凝土桥梁预应力检测技术——现状、技术难点与展望[J].公路交通科技(应用技术版),2011,06

[3] 陶学康,李东彬,王晓锋,徐有邻.《混凝土结构设计规范》修订简介(八)——预应力混凝土结构构件[J].建筑结构,2011,10

[4] 罗梅芳,宁忠东.浅议蒸汽养护大跨预应力混凝土空心板裂纹的产生原因与防范措施[J].中国西部科技,2011,03

[5] 陶洪波.预应力混凝土简支空心板梁上拱度计算及设计建议[J].黑龙江科技信息,2011,03

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