两跨预应力混凝土框架次内力及内力重分布规律研究

摘要

本文编制了变刚度分析程序，重点研究了后张有粘结部分预应力混凝土框架的塑性内力重分布的规律。主要分析了中支座截面相对受压区高度、张拉控制应力、加载方式对预应力混凝土框架的塑性内力重分布的影响。并且探讨了各影响因素对框架梁截面延性的影响和由于柱的抗侧刚度在预应力钢筋张拉时约束梁的轴向变形，从而影响预应力在梁中的建立所造成的梁中轴向预压力的损失。得出了以下主要结论： (1)截面相对受压区高度ξ、截面所受轴力显著地影响预应力框架梁截面的延性。截面相对受压区高度ξ越大或者截面所受轴力越大，截面延性越差。 (2)预应力筋用量的增加、张拉控制应力的增大使预应力框架梁、柱的开裂荷载提高。并且预应力筋的用量和张拉控制应力对梁开裂荷载的影响要比对柱开裂荷载的影响要大得多。梁、柱开裂荷载在既受水平荷载又受竖向荷载情况下都比相应的只受竖向荷载的情况下要小。 (3)中支座截面相对受压区高度ξ显著地影响单层两跨预应力混凝土框架的塑性内力重分布。随着中支座截面相对受压区高度ξ的增大，次弯矩增大，次弯矩调幅增大，但荷载弯矩调幅以更大的幅度下降，导致总的弯矩调幅下降。因此，中支座截面相对受压区高度ξ越大，弯矩调幅越小。 (4)约束条件的不同使单层两跨预应力混凝土框架梁中的次弯矩要远小于两跨的预应力连续梁。同时，次弯矩调幅占总调幅的比重在框架中要远小于连续梁。因此，次弯矩协助调幅的作用在框架中也弱于在连续梁中。 (5)在中支座截面相对受压区高度较小时，水平荷载在框架梁中产生轴力，提高截面的承载力，极限荷载也随之提高。在截面相对受压区高度较大时，水平荷载产生的轴力降低截面的承载力、延性，从而使极限荷载降低。 (6)在中支座截面相对受压区高度较小时，有水平荷载的框架其弯矩调幅系数要大于只有竖向荷载的框架。在截面相对受压区高度较大时，水平荷载降低截面的延性，使有水平荷载的框架其弯矩调幅系数要小于只有竖向荷载的框架。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2次弯矩和塑性内力重分布

1.2.1次弯矩

1.2.2塑性内力重分布

1.3国内外研究现状

1.3.1国内外试验研究现状

1.3.2国内外理论研究现状

1.3.3国内外次弯矩研究现状

1.3.4国内外有关设计规范、建议及其变化

1.4本文研究的目的和主要研究内容

2预应力混凝土框架受力性能的几点分析

2.1预应力混凝土框架的次弯矩大小与分布特点

2.1.1框架和连续梁次弯矩大小与分布特点比较

2.1.2单跨和两跨框架竖向荷载作用下弯矩大小与分布特点比较

2.1.3弯矩调幅算例

2.2预应力混凝土框架梁截面的延性分析

2.2.1截面破坏准则的选取

2.2.2轴力对框架梁截面的延性的影响

2.2.3截面相对受压区高度ξ对延性的影响

2.2.4其它因数对截面延性的影响

2.3柱对梁的侧向约束引起的梁中轴向预压力的损失

2.3.1柱对框架梁内力影响的理论分析

2.3.2柱子中的附加弯矩

2.3.3算例及分析

2.3.4小结

3后张有粘结预应力混凝土框架非线性程序编制

3.1概述

3.2基本假定

3.3预应力混凝土框架截面的N-M-φ曲线关系

3.3.1符号规定

3.3.2预应力初弯矩在框架截面上产生的初曲率及初应变

3.3.3加载时截面的轴力-弯矩-曲率计算

3.4预应力框架加载过程的变刚度分析法

3.4.1非线性方程组的建立

3.4.2非线性方程组的求解

3.4.3程序流程图

4模拟框架计算及分析

4.1模拟框架设计

4.1.1模拟框架加载示意图和配筋简图

4.1.2模拟框架所用混凝土和钢筋材性说明

4.1.3模拟框架的分组

4.2梁轴向变形导致预应力框架和连续梁的几点差别

4.2.1预应力连续梁中轴力的影响

4.2.2预应力框架中轴力的影响

4.3模拟框架计算结果及分析

4.3.1开裂荷载

4.3.2极限荷载和弯矩调幅

5结论

致谢

参考文献