无粘结预应力方钢管混凝土结构受力分析

论文摘要

钢管混凝土结构有着良好的承压能力、方便的施工工艺,在土木工程中有广泛的应用。钢管混凝土结构作为受拉构件或受弯构件使用时效果就不太明显,而预先对构件施加预应力能提高构件的刚度和抗裂能力,进一步增强了钢管与混凝土的相互作用。为此,很有必要提出和系统研究预应力钢管混凝土结构,来不断地开拓钢管混凝土在现代结构工程体系领域中的应用范围。本文主要研究内容：针对无粘结筋的受力特点,给出了三种计算无粘结筋内力增量的方法；针对方钢管混凝土结构的特点,详细介绍了施加预应力的方法及预应力筋的线形布置；针对无粘结预应力方钢管混凝土的特点,对预应力损失的影响因素和计算方法进行了分析研究,推导出了预应力损失计算的基本公式；针对轴心受拉、受弯、压弯构件受力的特点,给出了施工阶段、正常使用阶段、破坏阶段的应力计算方法,建立了相应阶段承载力的计算公式；利用FORTRAN语言编写非线性分析源程序对无粘结预应力方钢管混凝土受弯构件的力学行为进行模拟,考虑了含钢率、混凝土强度等级、初始张拉力等因素的影响,并利用计算出的数据绘制了相应的弯矩-曲率关系图,荷载-变形关系图。通过预应力钢管混凝土结构的计算理论研究,得出了预应力钢管混凝土结构不仅有效的扩展了钢管混凝土的应用范围,而且改善了钢管混凝土结构的受力性能,也充分发挥了组合结构的优势。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 钢管混凝土结构简介
• 1.1.2 无粘结预应力混凝土结构简介
• 1.2 钢管混凝土结构的研究现状
• 1.2.1 国内现状
• 1.2.2 国外现状
• 1.3 无粘结预应力混凝土结构的研究现状
• 1.3.1 国内现状
• 1.3.2 国外现状
• 1.4 课题研究的目的及意义
• 1.4.1 研究的目的
• 1.4.2 研究的意义
• 1.5 课题研究的内容
• 1.6 课题的创新
• 第二章 预应力钢筋内力增量与损失计算
• 2.1 概述
• 2.2 无粘结预应力筋内力增量计算
• 2.2.1 积分法
• 2.2.2 粘结降低系数法
• 2.2.3 力法
• 2.3 无粘结预应力筋应力损失计算
• 2.3.1 张拉控制应力
• 2.3.2 预应力损失计算
• 2.4 减少预应力损失的措施
• 2.5 小结
• 第三章 预应力方钢管混凝土轴心受拉构件
• 3.1 概述
• 3.2 预应力的施加方法与技术
• 3.2.1 施加预应力方法
• 3.2.2 截面形式及配筋图
• 3.3 弹性受力分析
• 3.3.1 弹性阶段紧箍力分析
• 3.3.2 张拉阶段
• 3.3.3 张拉终止阶段
• 3.3.4 消压阶段
• 3.4 钢材折算应力达到比例极限瞬间
• 3.5 钢材折算应力达到屈服强度瞬间
• 3.6 极限承载力
• 3.7 算例分析
• 3.8 小结
• 第四章 预应力方钢管混凝土受弯构件
• 4.1 概述
• 4.2 预应力的施加方法与技术
• 4.2.1 施加预应力方法
• 4.2.2 预应力钢筋的线形布置
• 4.3 截面几何特征
• 4.3.1 换算截面法
• 4.3.2 名义截面法
• 4.4 弹性受力分析
• 4.4.1 基本假定
• 4.4.2 弹性阶段紧箍力分析
• 4.4.3 张拉阶段
• 4.4.4 张拉终止阶段
• 4.4.5 施工阶段荷载计算
• 4.4.6 消压阶段
• 4.5 弹性极限抗弯承载力
• 4.5.1 基本假定
• 4.5.2 弹性极限抗弯承载力计算
• 4.6 极限抗弯承载力
• 4.6.1 基本假定
• 4.6.2 极限抗弯承载力计算
• 4.7 算例分析
• 4.8 小结
• 第五章 预应力方钢管混凝土偏心受压构件
• 5.1 概述
• 5.2 预应力的施加方法与技术
• 5.2.1 施加预应力方法
• 5.2.2 预应力钢筋的线形布置
• 5.3 弹性受力分析
• 5.3.1 基本假定
• 5.3.2 张拉阶段
• 5.3.3 张拉终止阶段
• 5.3.4 使用阶段
• 5.3.5 轴压阶段
• 5.4 弹性极限承载力
• 5.4.1 基本假定
• 5.4.2 弹性极限承载力计算
• 5.5 极限承载力
• 5.5.1 基本假定
• 5.5.2 极限承载力计算
• 5.5.3 钢管混凝土压弯构件实用计算方法
• 5.6 算例分析
• 5.7 小结
• 第六章 预应力方钢管混凝土梁全过程分析
• 6.1 概述
• 6.2 基本假定
• 6.3 全过程非线性分析
• 6.3.1 构件截面的单元划分
• 6.3.2 弯矩-曲率计算
• 6.3.3 荷载-变形关系
• 6.4 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历