后张预应力混凝土结构预加力作用机理的分析研究

【摘要】：预应力混凝土在我国已经得到较大的发展，但是预加力作用机理的分析方法还存在着不足。目前，常用于预应力结构中对预加力的分析计算方法是等效荷载法，即将预应力对结构的作用力用一组相当的等效荷载代替。但是，由于预应力结构作用力体系的复杂性，将预加应力视为一成不变的外荷载，存在诸多问题。针对目前研究中的几个困难问题，本文将从两个方面对预加力作用这一关键因素进行研究：基本的梁构件中预应力筋对梁体的作用和框架结构中预应力对整体结构的作用。主要工作有： 1．从等效荷载作用的机理入手，提出束梁分离模型，推导出不同预应力筋配筋形式的等效荷载，并讨论超静定结构中的次内力问题。 2．在束梁分离模型的基础上，进行无粘结预应力混凝土结构在预加力作用下的二阶弹性分析。介绍了经典二阶微分方程法，提出了压杆非线性法和二阶弹性迭代法，推导出计算公式，并采用Visual Basic软件编制迭代法计算程序。最后，对各种方法在实例计算中的结果进行比较分析。 3．考虑轴向变形的影响，研究了框架结构中预应力如何传递、框架柱的侧向约束对预应力的影响、次梁的约束对预应力的影响以及框架结构中的次内力等一系列问题，推导侧向约束产生的预应力损失和次弯矩的理论计算公式。并采用ANSYS程序对一预应力框架结构实例分别进行平面和空间有限元分析，分析次梁的约束的影响。 4．介绍了ANSYS软件对预应力混凝土结构进行非线性有限元模拟计算的原理和方法。对预应力框架的施工过程进行仿真模拟，提出了实际应用中的处理方法和建议。 本文的研究工作包涵了理论分析和工程实例计算。无粘结预应混凝土梁的二阶弹性简化迭代计算方法，多层框架结构中侧向约束和对预应力的影响的理论分析方法是预应力混凝土分析的新方法，对完善设计计算理论，指导工程实践有重要意义。