无粘结预应力混凝土楼盖长期监测及预应力损失研究

摘要

随着预应力技术的发展，预应力损失值的计算问题成为了预应力混凝土结构的重要课题。国内外众多学者对预应力损失进行了大量试验及理论研究，并提出了很多相关理论和计算公式;但是，计算所得预应力损失均为损失值的终值，预应力长期损失是随时间变化的过程量。
　　本文以某高校工业实践中心大跨度无粘结预应力楼盖工程实例为背景，对其无粘结预应力钢绞线的预应力进行了从预应力钢绞线张拉到正常使用近三年的现场长期跟踪监测，意在探求无粘结预应力混凝土结构预应力损失全过程，并通过灰色理论建模预测，以弥补长期监测的不足，建立无粘结预应力混凝土结构预应力损失全过程曲线，为无粘结预应力混凝土结构全过程健康评定奠定基础。论文在全面综述国内外相关研究现状的基础上完成了如下研究工作:
　　1.结合某高校工业实践中心大楼无粘结预应力现浇混凝土楼盖，按照《建筑结构检测技术标准》对各施工阶段无粘结预应力混凝土现浇楼盖的预应力筋应力及其损失进行施工监控和为期近三年的长期监测。并对预应力损失理论计算值与实测结果进行比较分析，验证了理论计算的正确性。
　　2.考虑到预应力损失影响因素多，各因素之间交叉影响，精确计算很难实现，尤其是对长期损失的计算。经过分析，可视预应力长期损失为灰色系统，利用大量的观测数据，运用灰色系统理论建立GM(1，1)预测模型，对预应力长期损失和最终损失进行预测。使用此方法，360天所测数据能较好的预测最终损失值。在已测数据的基础上预测到预应力最终长期损失为张拉控制力的11.64％，并且时间长达29.65年才完成长期损失。
　　3.以大量试验测试数据为基础，应用灰色系统理论，构建预应力损失灰色预测模型GM(1，1)，预测预应力的长期损失，检验并评估预测值的精度;在精度满足要求的情况下，预测预应力的最终损失及达到终值所需要的时间;提出了预应力损失与时间相关的全过程曲线，建立长期损失-时间的本构关系。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及研究现状

1．1．1 无粘结预应力混凝土发展概况及现状

1．1．2 预应力混凝土预应力损失研究现状

1．1．3 灰色理论的发展概况及其在预应力结构中的运用

1．2 研究意义

1．3 研究的方法及主要内容

第二章 预应力损失计算理论

2．1 预应力损失计算概述

2．2 预应力损失分项计算

2．2．1 预应力摩擦损失公式推导

2．2．2 预应力锚固损失公式推导

2．2．3 无粘结预应力筋的应力松弛损失

2．2．4 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失

2．2．5 混凝土弹性压缩损失

2．3 总预应力损失的近似估算

2．4 预应力损失的简化计算

2．5 本章小结

第三章 UPC楼盖预应力现场长期监测与分析

3．1 监控及测试目的

3．2 监测依据

3．3 监测内容及方案

3．3．1 工程概况

3．3．2 检测的内容和范围

3．3．3 检测方法

3．3．4 检测步骤

3．3．5 监控方案

3．4 预应力损失监测结果与分析

3．4．1 无粘结预应力钢绞线力学性能测试

3．4．2 锚具变形和无粘结预应力筋内缩引起的预应力损失σ11

3．4．3 无粘结预应力筋与护套壁之间的摩擦损失σ12

3．4．4 钢绞线应力松弛及混凝土收缩徐变损失σ14、σ15

3．4．5 混凝土弹性压缩引起的应力损失σ16

3．5 预应力损失理论计算值与实测结果比较分析

3．6 本章小结

第四章 UPC楼盖预应力长期损失预测建模

4．1 灰色理论的基本概念

4．2 灰色系统分析特点和方法论原则

4．2．1 基本特点

4．2．2 原则

4．3 预应力损失预测中应用灰色理论的可行性分析

4．3．1 预应力损失的灰现象分析及其必要性

4．3．2 灰色理论在预应力损失中的应用

4．4 灰色模型的构建

4．4．1 灰色系统建模的基本思路

4．4．2 灰色动态模型的数学原理

4．4．3 GM(1，1)模型

4．5 GM(1，1)模型的精度检验及预测精度评估

4．5．1 模型精度检验

4．5．2 预应力损失模型精度检验

4．6 预应力最终损失的预测

4．7 残差非等步长GM(1，1)模型

4．8 预应力损失的灰色预测

4．8．1 灰色预测建模

4．8．2 本构模型提出

4．9 本章小结

第五章 结论与展望

致谢

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的专著及学术论文