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《重庆大学》 2006年
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预应力混凝土框架塑性内力重分布与弯矩调幅的研究

陈明政  
【摘要】: 近年来,预应力混凝土框架结构在我国土木工程领域中得到了广泛的应用。但是,这种结构在设计中传统的弹性计算方法与其在受力过程中呈现出的明显非线性特性之间是严重不协调的,为了解决这一矛盾,国内外某些规范根据比较成熟的普通钢筋混凝土框架弯矩调幅规定和大量预应力连续梁的试验研究成果,也采用弯矩调幅设计方法来考虑预应力超静定结构在受力过程中的非线性。但是,这些调幅建议比较适用于预应力连续梁,要将其用于结构形式和荷载形式均较复杂的预应力框架,还有很多问题需要研究。因此,本文以后张有粘结预应力框架为研究对象,对其进行了大量的试验研究和非线性全过程分析,揭示了其塑性内力重分布规律,最后提出了适用于预应力框架的弯矩调幅设计建议。 本论文主要完成了以下研究工作: ①介绍了平面柱网大跨度预应力混凝土框架主次梁结构体系中的大跨度预应力主梁结构方案和大跨度预应力次梁结构方案;探讨了解决大跨度预应力框架顶层边节点构造复杂问题的三种方法,即顶层柱施加预应力法、顶层边节点先铰后刚法和顶层边节点“梁强于柱”法;讨论了预应力框架中的次弯矩、塑性内力重分布和弯矩调幅设计问题。 ②完成了10榀接近足尺预应力框架的试验研究,揭示了截面相对受压区高度ξ、预应力度λ、初始次弯矩M_(sec)、水平荷载作用、柱轴压比、截面配筋特征对预应力框架塑性内力重分布的重要影响规律。 ③编制了基于两阶段(张拉阶段和加载阶段)受力分析的预应力框架非线性分析程序,该程序采用分层有限元模型,从混凝土和钢筋的应力—应变关系出发,在非线性迭代过程中运用弧长控制法,在刚度矩阵中同时考虑了结构中材料非线性和几何非线性的影响。 ④用本文非线性有限元程序对T.Y.Lin在1955年做的两根7.5m跨度的两跨预应力连续梁和本文10榀预应力试验框架进行了非线性全过程分析,验证了本文非线性分析程序的有效性和准确性。 ⑤用本文非线性有限元程序对单层单跨预应力框架作了大量非线性全过程分析,进一步研究了截面相对受压区高度ξ、预应力度λ、张拉控制应力σ_(con)、初始次弯矩M_(sec)、柱梁线刚度比、水平荷载作用、截面配筋特征、框架柱轴压比等对预应力框架塑性内力重分布的影响规律。 ⑥详细介绍了国内外规范对预应力超静定结构弯矩调幅设计建议,并分析了
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU378.4

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