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无粘结预应力方钢管混凝土结构受力分析

秦国鹏  
【摘要】:钢管混凝土结构有着良好的承压能力、方便的施工工艺,在土木工程中有广泛的应用。钢管混凝土结构作为受拉构件或受弯构件使用时效果就不太明显,而预先对构件施加预应力能提高构件的刚度和抗裂能力,进一步增强了钢管与混凝土的相互作用。为此,很有必要提出和系统研究预应力钢管混凝土结构,来不断地开拓钢管混凝土在现代结构工程体系领域中的应用范围。 本文主要研究内容:针对无粘结筋的受力特点,给出了三种计算无粘结筋内力增量的方法;针对方钢管混凝土结构的特点,详细介绍了施加预应力的方法及预应力筋的线形布置;针对无粘结预应力方钢管混凝土的特点,对预应力损失的影响因素和计算方法进行了分析研究,推导出了预应力损失计算的基本公式;针对轴心受拉、受弯、压弯构件受力的特点,给出了施工阶段、正常使用阶段、破坏阶段的应力计算方法,建立了相应阶段承载力的计算公式;利用FORTRAN语言编写非线性分析源程序对无粘结预应力方钢管混凝土受弯构件的力学行为进行模拟,考虑了含钢率、混凝土强度等级、初始张拉力等因素的影响,并利用计算出的数据绘制了相应的弯矩-曲率关系图,荷载-变形关系图。 通过预应力钢管混凝土结构的计算理论研究,得出了预应力钢管混凝土结构不仅有效的扩展了钢管混凝土的应用范围,而且改善了钢管混凝土结构的受力性能,也充分发挥了组合结构的优势。


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