无粘结预应力钢骨混凝土构件受力性能研究

论文摘要

无粘结预应力钢骨混凝土结构是在钢骨混凝土结构中布置无粘结预应力筋按后张法施工而形成的一种新型的结构形式,兼有钢骨混凝土结构和预应力混凝土结构的优点。但是国内外对于无粘结预应力钢骨混凝土结构的研究和应用还处于初期阶段,在设计理论和实际应用中还存在着许多技术难题。因此,本文对无粘结预应力钢骨混凝土构件的受力性能进行了研究。首先,提出了无粘结预应力钢骨混凝土轴心受拉构件、受弯构件和偏心受压构件的施工技术与方法。这对于今后无粘结预应力钢骨混凝土结构在实际工程中的应用具有重要的意义。通过理论分析,给出了无粘结预应力钢骨混凝土轴心受拉构件、受弯构件和偏心受压构件在施加预应力阶段、施工阶段和消压阶段的应力计算公式。对矩形截面无粘结预应力钢骨混凝土梁分别以受拉非预应力钢筋屈服和钢骨下翼缘屈服为标志,建立了在不同破坏模式下的弹性极限抗弯承载力计算公式；又分别以无粘结预应力筋达到极限强度和未达到极限强度分为两种情况得出了塑性极限承载力计算公式。通过对无粘结预应力钢骨混凝土轴心受拉构件和无粘结预应力钢骨混凝土大偏心受压构件的抗裂性能和极限承载力的研究,得出了相应的承载力计算公式。以上公式可作为目前无粘结预应力钢骨混凝土设计计算的实用方法。最后采用合成法,运用FORTRAN语言编制了无粘结预应力钢骨混凝土偏心受压构件非线性分析程序,得到荷载—变形关系曲线,并对计算模拟得到的无粘结预应力钢骨混凝土偏心受压构件的荷载—变形关系曲线进行了分析,讨论了荷载偏心距、长细比、混凝土强度等级、含钢率及预应力大小对其的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 基本概念
• 1.1.1 钢骨混凝土结构
• 1.1.2 无粘结预应力混凝土结构
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 钢骨混凝土结构
• 1.2.2 无粘结预应力混凝土结构
• 1.3 本课题的研究意义
• 1.4 本课题研究的内容
• 第二章 预应力施加方法与轴心受拉构件
• 2.1 施加预应力的技术与方法
• 2.1.1 施工部分
• 2.1.2 配筋图
• 2.2 预应力损失计算
• 2.3 轴心受拉构件受力性能
• 2.3.1 组合截面的几何特征
• 2.3.2 弹性分析
• 2.3.3 抗裂承载力计算
• 2.3.4 极限承载力计算
• 第三章 受弯构件受力性能
• 3.1 组合截面几何特征
• 3.1.1 截面几何尺寸
• 3.1.2 截面特征值
• 3.2 弹性分析
• 3.2.1 等效荷载法
• 3.2.2 荷载平衡法
• 3.3 抗裂承载力计算
• 3.3.1 中和轴不经过钢骨
• 3.3.2 中和轴经过钢骨腹板
• 3.3.3 中和轴经过钢骨上翼缘
• 3.4 弹性极限承载力计算
• 3.4.1 受拉非预应力钢筋屈服
• 3.4.2 钢骨下翼缘屈服
• 3.5 塑性极限承载力计算
• 3.5.1 基本假定
• 3.5.2 破坏模式
• 3.5.3 极限抗弯承载力的计算
• 第四章 大偏心受压构件受力性能
• 4.1 弹性分析
• 4.1.1 预加应力阶段
• 4.1.2 消压阶段
• 4.2 偏心距增大系数η
• 4.3 大偏心受压抗裂承载力计算
• 4.4 大偏心受压弹性极限承载力计算
• 4.4.1 远离偏心压力侧非预应力钢筋屈服
• 4.4.2 远离偏心压力侧钢骨翼缘屈服
• 4.5 塑性极限承载力计算
• 4.5.1 大偏心受压破坏时的极限承载力计算
• 第五章 非线性分析
• 5.1 基本假定
• 5.2 合成迭代方程
• 5.3 偏心受压构件全过程分析
• 5.3.1 基本参数
• 5.3.2 计算分析
• 第六章 结论
• 6.1 本文的主要成果
• 6.2 需要进一步解决的问题
• 参考文献
• 致谢