无粘结预应力钢骨混凝土T型梁力学性能研究

论文摘要

钢骨混凝土(SRC)结构兼具了钢结构和混凝土结构的优点,能够充分利用钢材所具有的优越抗拉性能和混凝土所具有的优越抗压性能,从而使组合材料性能得到充分合理利用。而预应力结构具有提高结构的抗裂性、节省材料、降低成本等优点。这两种结构在国内外的土木工程的各个领域中已得到广泛应用。对于受弯构件而言,SRC结构仍然具有变形大、在连续梁等超静定结构的负弯矩区域混凝土板处于受拉等缺点,在应用中不尽理想,使其进一步的推广应用受到了一定的限制,预应力钢骨混凝土(PSRC)结构正好解决了这些缺点。近年来,许多专家学者对预应力组合梁工作性能进行了研究,但对T型无粘结预应力钢骨混凝土梁的研究比较少,目前尚未见到有关报道。本文采用理论分析和数值计算相结合的方法对无粘结预应力筋钢骨混凝土T型梁的力学性能进行研究,主要成果有：给出了无粘结预应力筋直线、折线、曲线布筋的增量计算公式；详细地分析了无粘结预应力钢骨混凝土T型简支梁受力性能,给出了直线、折线和曲线布筋的在不同受力阶段各截面的应力计算公式,建立了无粘结预应力钢骨混凝土T型简支梁的抗裂承载力、弹性抗弯承载力、极限抗弯承载力及抗剪承载力的计算公式；给出了无粘结预应力钢骨混凝土T型连续梁在不同力学阶段截面的应力计算方法,建立了其开裂承载力、弹性抗弯承载力和极限抗弯承载力的计算公式；利用合成法,编制了无粘结预应力钢骨混凝土T型简支梁的非线性全过程分析程序,计算了无粘结预应力钢骨混凝土梁的弯矩—曲率、荷载—变形的关系曲线,探讨了其影响因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 钢骨混凝土结构的研究现状
• 1.1.1 国外研究现状
• 1.1.2 国内研究现状
• 1.2 预应力结构的研究及应用现状
• 1.3 预应力钢与混凝土组合结构的现状
• 1.4 研究的意义
• 1.5 主要研究内容
• 第2章 施加预应力方法与预应力增量计算
• 2.1 施加预应力方法
• 2.1.1 简支梁
• 2.1.2 连续梁
• 2.2 预应力布筋方式
• 2.2.1 简支梁
• 2.2.2 连续梁
• 2.3 预应力增量计算
• 2.3.1 直线形预应力
• 2.3.2 折线形布置
• 2.3.3 曲线形布置
• 2.3.4 连续梁无粘结预应力筋内力增量计算
• 2.4 预应力损失计算
• 第3章 无粘结预应力钢骨砼T型简支梁
• 3.1 截面形式
• 3.2 组合截面几何特征
• 3.2.1 开裂阶段以前
• 3.2.2 开裂阶段以后
• 3.3 弹性分析
• 3.3.1 预应力筋直线形布置
• 3.3.2 预应力筋折线形布置
• 3.3.3 预应力筋曲线形布置
• 3.4 抗裂承载力计算
• 3.4.1 中和轴位于混凝土翼缘板内
• 3.4.2 中和轴位于混凝土翼缘板与腹板交接面处
• 3.4.3 中和轴位于腹板内
• 3.5 弹性抗弯承载力计算
• 3.5.1 受拉非预应力钢筋屈服
• 3.5.2 钢骨下翼缘屈服时
• 3.6 极限承载力计算
• 3.6.1 破坏模式
• 3.6.2 第一种破坏模式
• 3.6.3 第二种破坏模式
• 3.7 抗剪承载力计算
• 3.7.1 破坏模式
• 3.7.2 抗剪承载力实用计算公式
• 第4章 无粘结预应力钢骨砼T型连续梁
• 4.1 弹性分析
• 4.1.1 张拉阶段
• 4.1.2 放张后完成第一次预应力损失
• 4.1.3 施工阶段
• 4.1.4 完成第二批预应力损失
• 4.1.5 消压阶段
• 4.2 抗裂承载力计算
• 4.2.1 正弯矩区
• 4.2.2 负弯矩区
• 4.3 弹性抗弯承载力计算
• 4.3.1 受拉非预应力钢筋屈服
• 4.3.2 钢骨下翼缘屈服时
• 4.4 极限承载力计算
• 4.4.1 破坏模式
• 4.4.2 第一种破坏模式
• 4.4.3 第二种破坏模式
• 第5章 无粘结预应力钢骨砼T型梁非线性分析
• 5.1 基本假定
• 5.2 合成法迭代方程
• 5.3 计算程序
• 5.3.1 弯矩—曲率关系
• 5.3.2 荷载—变形关系
• 5.4 计算分析
• 5.4.1 基本参数
• 5.4.2 计算分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢