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摘要：預應力是指為了改善結構或構件在各種使用條件下的工作性能和提高其強度而在使用前預先施加的永久性內(nèi)應力。目前最常見的情況是將預應力施加于混凝土上，形成壓應力，以部分抵消或全部抵消結構使用中本會出現(xiàn)的拉應力。而由于預應力混凝土結構所具有的較高技術經(jīng)濟指標和廣泛適用性的特點，促使其被廣泛地應用于土木、機械等工程領域，如橋梁、高層建筑、水工結構、地下工程等。預應力錨固體系根據(jù)錨固預應力筋的不同分為鋼絞線錨固體系、鋼絲束體系、鋼筋束體系及粗鋼筋體系，錨具的優(yōu)良特性是至關重要的，它直接影響到預應力的效果和結構安全性。我國預應力錨固體系的研制和開發(fā)仍主要建立在試驗的基礎上，缺乏科學的理論依據(jù)。這除了是因為預應力錨固技術是一個綜合性前沿學科，涉及面廣，牽涉學科多有關，還因為在對錨具結構進行結構分析時，存在許多困難：如錨具本身的復雜形狀，探索錨具內(nèi)部信息的實驗手段有限，另外還有鋼絞線與夾片，夾片與錨環(huán)，錨環(huán)與墊板之間的相互作用和它們在載荷作用下變化的力學和幾何特性。所以迄今為止，還沒有理論研究或經(jīng)典公式能充分地預測錨具的特性。以鋼絞線錨固體系為主要研究對象，根據(jù)錨夾具工作原理對錨夾具的力學性能進行初步的理論分析。通過ANSYS軟件對錨夾具進行的數(shù)值模擬分析，得到錨夾具結構內(nèi)外的應力-應變分布，應力集中及屈服百分比等，獲得科學的理論依據(jù)，從而為錨具的理論研究提供借鑒作用。同時通過實驗獲取相關的實驗數(shù)據(jù)，如錨環(huán)與夾片的相對位置，沿錨具外周表面的應變分布等，并通過將實驗結果與ANSYS軟件的分析結果進行比較，說明采用ANSYS模擬分析可以對錨具特性進行有效的預測。由此，我們可依據(jù)ANSYS軟件所得到的分析結果，來揭示錨具內(nèi)部的應力應變分布狀況，為進一步改進和優(yōu)化錨具設計提供理論依據(jù)。由有限元分析和實驗測量結果的分析可以得出如下結論：
(1) 從應廠化批量生產(chǎn)來講效益是可觀的。 (3) 在試驗過程中，可以看到在張拉中夾筋孔的牙齒夾持住預應力筋，隨著載荷增加，夾片進入錨環(huán)孔，整個夾片各處都受載，但分布不同，隨著夾片跟進，錨環(huán)下部開始受拉力，并隨力的增大而增大，但到達一定范圍后，力逐漸變小，并最終表現(xiàn)為下部錨環(huán)區(qū)域為受壓。但從測量結果可以知道錨環(huán)受壓的區(qū)域比較小，錨環(huán)外表面大部分區(qū)域表現(xiàn)為受拉，并在中上部達到峰值，中部偏上部位應變量最大，表示錨環(huán)的中上部分受力較大。即在中上部首先有支持，夾片主要受力在中部偏上處。 (4) 有限元分析結果和實驗測量結果對比分析兩者是一致的，表明采用ANSYS模擬分析可以對錨具特性進行有效的預測。
作者:馮玉軍
