预应力型钢混凝土结构受力性能及设计理论研究

摘要

综合预应力与型钢混凝土的优点，利用型钢混凝土技术提高混凝土结构的承载能力，利用预应力技术改善型钢混凝土结构在正常使用极限状态下的性能(如裂缝控制等)，从而形成预应力型钢混凝土组合结构新体系。为了提出预应力型钢混凝土构件的计算理论及方法，对现有预应力混凝土结构的计算理论进行了分析总结。在综合分析现行预应力混凝土结构计算理论的基础上，提出了一套新的预应力混凝土结构计算方法，文中称之为“改进综合内力法”。该方法以传统的综合内力法为基础，建立了基于全截面消压状态的计算截面“改进综合内力”，并以该改进综合内力为基础，结合相应规范(程)提出了预应力混凝土结构正常使用极限状态和承载能力极限状态的计算方法。 本文基于“改进综合内力法”和试验研究成果，在分析总结现有计算理论的基础上，提出了预应力型钢混凝土构件正常使用极限状态和承载能力极限状态的计算方法，并经试验验证，计算结果与试验结果吻合良好，从而为预应力型钢混凝土结构的设计提供了较系统的计算理论，为工程应用奠定了基础。进行了7根预应力型钢混凝土和6根普通型钢混凝土简支梁抗弯性能的对比试验研究。对比分析了预应力型钢混凝土与型钢混凝土梁的抗裂性能、裂缝产生和发展规律、裂缝分布规律、抗弯刚度的退化规律、破坏形态等。试验研究表明，预应力型钢混凝土梁的抗裂性能明显优于普通型钢混凝土梁：同普通预应力混凝土结构一样，对普通型钢混凝土施加预应力可以实现有效的裂缝控制，显著改善正常使用阶段的性能。进行了两榀预应力型钢混凝土和普通型钢混凝土框架单元竖向承载性能和水平低周反复荷载作用下的抗震性能对比试验研究。试验研究表明：竖向荷载作用下预应力型钢混凝土框架正常使用阶段的性能明显优于普通型钢混凝土框架；预应力型钢混凝土框架和普通型钢混凝土框架都具有良好的抗震性能。 本文在框架单元试验研究的基础上，对其进行了低周反复荷载作用下滞回特性的弹塑性分析，提出了三线性恢复力模型，理论分析与试验结果吻合较好，对预应力型钢混凝土结构的抗震性能研究具有重要参考价值。根据预应力型钢混凝土结构的特点，并考虑到工程应用的便利，提出了预应力型钢混凝土结构和构件较完整的技术措施，为预应力型钢混凝土结构的工程应用奠定了良好的技术基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1预应力混凝土结构发展综述

1.2型钢混凝土结构发展综述

1.3预应力型钢混凝土结构的发展概况

1.4问题的提出

1.5研究内容

第二章改进综合内力法计算现代预应力混凝土结构

2.1综合内力、主内力和次内力的定义

2.2当前预应力混凝土结构计算存在的问题及对策

2.3改进综合内力法

2.4本章小结

第三章改进综合内力法计算预应力型钢混凝土梁

3.1预应力型钢混凝土梁正截面受弯承载力计算

3.2预应力型钢混凝土梁受剪承载力计算

3.3预加力产生的混凝土法向应力计算

3.4预应力型钢混凝土构件裂缝宽度的验算

3.5预应力型钢混凝土构件刚度

3.6本章小结

第四章预应力型钢混凝土简支粱试验研究

4.1试件设计

4.2试验测试内容及仪器布置

4.3 试验加载方案及步骤

4.4试验现象描述

4.5算例

4.6理论计算和试验结果比较

4.7本章小结

第五章预应力和非预应力型钢混凝土框架结构抗震能力试验研究.

5.1试件设计与制作

5.2测点布置

5.3加载装置与加载制度

5.4试验过程、试验现象

5.5试验现象分析

5.6本章小结

第六章预应力和非预应力型钢混凝土框架滞回性能分析

6.1梁柱恢复力模型

6.2恢复力曲线模型特征参数

6.3滞回分析

6.4本章小结

第七章预应力型钢混凝土结构相关技术及设计建议

7.1预应力型钢混凝土结构设计建议

7.2构造要求

全文总结

参考文献

附录

致谢

作者在攻读博士学位期间发表的论文