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预应力自密实混凝土梁动力特性的试验研究

作　者: 谭劲旅
导　师: 陈振富
学　校: 南华大学
专　业: 结构工程
关键词: 自密实混凝土无粘结预应力梁振动测试动力特性损伤诊断
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
引　用: 1次
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内容摘要

本文运用试验测试和理论分析相结合的方法开展研究,从结构损伤检测与健康状况评估大背景出发,以模态振动分析理论为基础,对预应力自密实混凝土梁进行分析,并结合15根无粘结预应力自密实混凝土模型梁进行的静力和动力两方面的试验研究,重点探索了预应力自密实混凝土梁的静、动力刚度频率及阻尼比变化规律的特性研究。得出了如下结论：(1)预应力自密实混凝土梁与普通的预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的弯曲破坏过程没有明显的区别。(2)固有频率和有效刚度等参数可用来评估预应力混凝土梁的有效预应力。(3)频率降低系数D和刚度损失系数δ可用来评估试验梁损伤程度。(4)随着竖向荷载的增大,试验梁的损伤程度增加,试验梁的静、动力刚度均减小；通过静、动力刚度比的对比分析,可以判断试验梁的损伤状况,并且静力刚度的变化较卸载后测得的动力刚度的变化对损伤的反应更为敏感。(5)在外荷载作用下,阻尼比对混凝土裂缝的发展不特别明显,但随着外加荷载的增大,阻尼比有增大的趋势,且第四阶的模态阻尼普遍小于前三阶；整个试验过程中,各自密实预应力混凝土试验梁的阻尼比在3%以下。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-17
  1.1 自密实混凝土  8-10
    1.1.1 自密实混凝土基本特性  8-9
    1.1.2 自密实混凝土的研究及应用  9-10
  1.2 自密实混凝土梁性能研究概况  10-12
  1.3 预应力混凝土梁动力研究概况  12-14
    1.3.1 国外研究概况  12-13
    1.3.2 国内研究概况  13-14
  1.4 课题研究的背景及意义  14-15
  1.5 本文的主要研究工作和创新之处  15-16
  1.6 本章小结  16-17
第2章预应力自密实混凝土梁特性研究的理论基础  17-26
  2.1 模态实验分析技术  17-21
    2.1.1 模态实验分析概述  17
    2.1.2 模态参数估计基本原理  17-19
    2.1.3 模态参数识别  19-21
  2.2 预应力梁动力刚度分析理论  21-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章预应力自密实混凝土简支梁的试验及分析  26-47
  3.1 试验研究的目的及内容  26
  3.2 试验概况  26-31
    3.2.1 试验模型设计与制作  26-28
    3.2.2 试验用仪器及设备  28
    3.2.3 试验装置及仪表布置  28-29
    3.2.4 试验加载方案  29-30
    3.2.5 振动测试方案  30-31
  3.3 静力试验结果及分析  31-41
    3.3.1 荷载—挠度关系  31-33
    3.3.2 荷载—预应力筋拉力关系  33-34
    3.3.3 荷载—梁上表面混凝土应变关系  34-36
    3.3.4 荷载—非预应力纵筋应变关系  36-38
    3.3.5 预应力梁静力加载试验的变形特征  38-39
    3.3.6 试验梁开裂荷载及承载力计算  39-41
  3.4 动力试验测试结果及分析  41-45
    3.4.1 无外荷载作用时不同试验梁的模态参数  41
    3.4.2 分级预应力作用下不同试验梁模态参数  41-44
    3.4.3 分级荷载作用下不同试验梁的模态参数  44-45
  3.5 本章小结  45-47
第4章预应力自密实混凝土梁的动力参数研究  47-70
  4.1 预应力自密实混凝土梁自振频率的研究  47-50
    4.1.1 自振频率与竖向荷载的关系  47-48
    4.1.2 试验梁自振频率的损伤识别  48-50
  4.2 预应力自密实混凝土梁动力刚度研究  50-62
    4.2.1 试验梁动力刚度的计算  50-53
    4.2.2 各模型的动力刚度对比分析  53-56
    4.2.3 有效刚度EI_(es)与预应力N之间的关系  56-61
    4.2.4 有效预应力N_d的检测  61-62
  4.3 预应力自密实混凝土梁静力刚度研究  62-66
    4.3.1 外加荷载作用下静、动力刚度分析  62-64
    4.3.2 试验梁损伤的静力刚度的研究  64-66
  4.4 预应力自密实混凝土梁的阻尼比研究  66-68
  4.5 本章小结  68-70
第5章结论与展望  70-72
  5.1 结论  70-71
  5.2 展望  71-72
参考文献  72-78
致谢  78-79
攻读硕士期间发表的论文  79-80
附图:部分试验照片  80-84

预应力自密实混凝土梁动力特性的试验研究

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