预应力组合梁抗扭分析与研究

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中文摘要：对组合梁施加预应力可以节省钢材，减轻结构自重，降低结构高度，增加承载力，更重要的是由于预应力的存在，提高了构件的屈服荷载，增加了截面刚度，在相同荷载作用下减小了变形。在我国，构件的抗扭研究是一个发展较晚的课题，目前对混凝土构件在扭矩作用下性能的掌握程度尚不成熟，对组合梁的抗扭研究也只有少数人做过一些，而对于预应力组合梁的抗扭分析研究起步比较晚。因此，对预应力组合梁在纯扭、弯扭和弯剪扭作用下的抗扭性能进行理论分析有着重要的现实意义和广阔的工程应用前景，不仅是对预应力组合梁设计计算的实际要求，也是完善组合梁分析理论的迫切需要，无疑具有理论与实践的双重意义。本文以预应力钢—混凝土组合梁为研究对象，以相关理论方法(软化桁架模型理论、修正斜压场理论和板-桁架模型理论)为前提，对预应力钢—混凝土组合梁的抗扭性能进行分析研究，并用ANSYS软件进行分析研究，以此来验证理论研究成果。第1章阐述了该课题的工程背景及实际意义，概述了预应力组合梁的起源、应用和发展，总结了国内外对预应力组合梁的受力性能研究、结构的抗扭理论发展、箱梁的受力分析和组合梁的抗扭研究，并提出了本文研究工作的主要内容和关键问题。第2章用软化桁架模型理论和规范方法对纯扭作用下的预应力组合梁作了抗扭极限分析，分别推导出了纯扭作用下开、闭口预应力组合梁抗扭极限强度公式；并通过算例与ANSYS分析结果对比，验证了该公式的正确性。第3章用软化桁架模型理论和板—桁架模型理论对复合作用下的预应力组合梁作了极限强度分析，推导出了不同弯矩作用方向的预应力组合梁复合受力相关方程；并通过算例和ANSYS分析结果作比较，验证该相关方程的正确性。第4章对预应力组合梁的抗扭刚度进行了分析，提出了预应力组合梁的抗扭刚度公式。第5章阐述了如何利用ANSYS软件对预应力组合梁进行抗扭分析。第6章对预应力组合梁算例作了有限元数值分析。最后一章对本文所做研究作了总结和展望。本文分析所得到的结论为将来有关预应力组合梁规范抗扭设计条文的制定提供科学的依据，本研究成果可直接为预应力组合梁的抗扭设计及计算分析提供理论依据和参考。

作者：

吴中鑫

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关键词：

预应力组合梁抗扭分析软化桁架模型桁架理论有限元法

授予学位：

硕士

学科专业：

结构工程

导师：

杨平

学位年度：

2006

学位授予单位：

武汉理工大学

语种：

中文

中图分类号：