固化期间缓黏结预应力混凝土结构力学性能及完全固化预测

在20世纪80年代中后期，从方便施工和传力机制合理的角度出发，在无黏结预应力混凝土结构的基础上，研发了一种新型预应力混凝土技术，即缓黏结预应力混凝土技术。该技术结合了无黏结和有黏结预应力混凝土技术的优点,在施工期间，钢绞线与被施加预应力的混凝土之间可以保持相对滑动，进而可以错开工地各种施工作业，进行钢绞线的张拉。张拉完成后，缓黏结材料经过1～2年完全固化后，缓黏结预应力筋与混凝土之间形成较强的黏结性能，达到与有黏结预应力体系相同的传力效果，抗震性能优良，适合应用于强震地区的永久结构。2009年，缓黏结预应力混凝土技术作为住房和城乡建设部推广的十项新技术之一，在我国的工程建设中得到了示范应用，具有良好的应用发展前景。但是，从预应力筋张拉完成到完全固化的这段时间，缓黏结剂的形态变化、影响因素，以及固化过程中缓黏结预应力混凝土结构力学性能发展规律等尚未明确，严重影响了该技术施工质量控制及工程验收。

 本书首先从缓黏结剂的性态（液体或者固体）对缓黏结预应力筋张拉产生的摩擦系数以及缓黏结预应力混凝土梁力学性能的影响入手，探明缓黏结预应力筋张拉时机对建立有效预应力结构体系的重要性；然后通过承载力试验和有限元分析，探明缓黏结剂固化程度对缓黏结预应力筋的黏结性能以及缓黏结预应力混凝土梁力学性能的影响规律；*后通过查阅国内外资料，结合我国典型城市气温变化，建立了考虑外界气温变化的缓黏结剂完全固化所需时间、固化过程中缓黏结剂硬度及黏结强度的预测，为该项技术在我国的广泛应用提供合理的设计依据及施工质量控制指标，为控制该类工程质量检测缓黏结剂固化程度提供有效的检测方法和手段。

 本书由沈阳建筑大学隋伟宁、王占飞，沈阳城市建设学院赵中华及沈阳市建筑工程质量检测中心马燚撰写，由隋伟宁、王占飞统稿完成。本书的出版得到了辽宁省自然基金（20180550780）及沈阳市建委重点研发项目（sjw2017—001)的支持，在此表示感谢。

 由于作者水平有限，加之本书脱稿时间仓促，缺点和不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

本书以缓黏结预应力混凝土结构为研究对象，讨论和分析了从缓黏结剂制备完成、缓黏结预应力筋张拉到缓黏结预应力混凝土结构竣工1～2年的过程中，缓黏结剂的形态变化、黏结性能变化、结构力学性能变化、缓黏结剂完全固化需要的时间以及固化过程中缓黏结剂硬度及黏结强度的预测，为该项技术在我国的广泛应用提供合理的设计依据及施工质量控制指标，为控制该类工程质量检测缓黏结剂固化程度提供有效的检测方法和手段。

 本书既可供从事建筑工程、桥梁工程设计、施工及管理的工程技术人员使用，也可供相关专业大学生、研究生、科研机构工作者使用和参考。

第1章绪论001

 1.1研究背景001

 1.2国外研究现状及工程应用003

 1.3国内研究现状及工程应用004

 1.4国内外相关技术规程007

 1.5本书研究的主要内容010

 第2章试验设计012

 2.1试验试件概述012

 2.2试验目的与要求013

 2.3张拉试验方案013

 2.3.1试验概况013

 2.3.2张拉时摩阻测试试验装置015

 2.3.3试验测试内容和步骤016

 2.3.4摩擦系数的计算方法018

 2.4抗弯承载力试验方案019

 2.4.1加载方法021

 2.4.2开裂弯矩和极限弯矩的计算021

 2.4.3试验测量内容022

 第3章张拉摩阻试验测试结果及分析024

 3.1张拉摩阻试验概述024

 3.2试验现象024

 3.3张拉过程的摩擦系数变化029

 3.4缓黏结预应力筋摩擦损失037

 3.5缓黏结剂固化程度对k值的影响038

 3.6预应力钢筋张拉锚固后的受力情况039

 3.7本章小结047

 第4章缓黏结剂固化度对预应力混凝土梁受力性能的影响048

 4.1缓黏结剂固化度不同的预应力混凝土梁试验概述048

 4.2抗弯试验时缓黏结剂固化性质048

 4.3抗弯承载力试验试件的有限元模型051

 4.3.1网格划分052

 4.3.2接触设置和边界条件053

 4.3.3混凝土损伤模型设置及损伤因子的选取056

 4.4预应力混凝土梁试验结果058

 4.4.1缓黏结预应力混凝土梁受力性能058

 4.4.2缓黏结预应力混凝土梁混凝土应力分布065

 4.4.3缓黏结预应力混凝土梁加载过程中预应力筋受力性能067

 4.4.4缓黏结预应力混凝土梁关键截面混凝土应变分析070

 4.4.5缓黏结预应力混凝土梁裂缝开展情况分析079

 4.5缓黏结预应力混凝土梁受力性能有限元分析084

 4.5.11号梁有限元分析结果084

 4.5.22号梁有限元分析结果086

 4.5.33号梁有限元分析结果089

 4.5.44号梁有限元分析结果092

 4.5.5有限元结果与试验结果对比094

 4.6本章小结097

 第5章张拉时机对缓黏结预应力混凝土梁力学性能的影响098

 5.1张拉期不同的预应力混凝土梁试验概述098

 5.2试验试件张拉时及承载力试验时缓黏结剂固化情况098

 5.3*组试验结果分析100

 5.3.1*组试件梁荷载-挠度曲线100

 5.3.2混凝土应变沿梁高分布103

 5.3.3混凝土应变分析105

 5.3.4加载过程中预应力钢筋受力性能107

 5.3.5裂缝开展情况分析108

 5.4第二组试验结果分析112

 5.4.1第二组试件梁荷载-挠度曲线112

 5.4.2混凝土应变沿梁高分布116

 5.4.3混凝土应变分析117

 5.4.4加载过程中预应力筋受力性能120

 5.4.5裂缝开展情况分析121

 5.5第三组试验结果分析126

 5.5.1第三组试件梁荷载-挠度曲线126

 5.5.2混凝土应变沿梁高分布129

 5.5.3各梁关键截面上下缘混凝土应变分析131

 5.5.4各梁梁顶跨中混凝土压应变对比132

 5.5.5加载过程中预应力钢筋受力性能132

 5.5.6裂缝开展情况分析134

 5.6本章小结137

 第6章固化程度对缓黏结预应力筋黏结性能的影响139

 6.1黏结性能试验概述139

 6.2缓黏结剂升温加速固化试验139

 6.3缓黏结预应力筋拔出试验与有限元分析141

 6.3.1试验方案设计141

 6.3.2有限元模型建立145

 6.4试验和有限元分析结果148

 6.4.1试验结果148

 6.4.2有限元分析结果154

 6.4.3应力云图161

 6.5本章小结169

 第7章张拉适用期、固化时间以及固化度的预测170

 7.1缓黏结剂固化度预测的概述170

 7.2缓黏结剂固化性质评价指标的建立170

 7.3缓黏结剂完全固化所需要时间的预测175

 7.4我国典型城市应用缓黏结预应力技术缓黏结剂固化所需时间176

 7.5不同季节张拉预应力筋缓黏结剂固化度及黏结强度预测177

 7.6本章小结178

 部分参考文献179

1.具有针对性和指导性。针对缓黏结剂固化期间预应力混凝土结构力学性能及完全固化预测进行系统研究。

 2.具有先进性。通过试验理论分析以及有限元分析提出以固化指标，并分析在缓黏结剂固化过程中的受力性能。

 3.具有较强的实用性。书中给出设计依据及施工质量控制指标，具有较强的指导借鉴价值。