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现代预应力混凝土结构不仅具有跨越能力大、受力性能好、使用性能优越等优点,而且与普通混凝土结构相比具有比较经济,节材、节能的效果。现代预应力混凝土结构具有广阔的发展前景。但是由于预应力混凝土结构设计的计算原理与设计方法非常复杂,设计参数众多,各设计参数之间的互相影响难以把握,所以针对预应力结构设计的研究工作也有待进一步地深入与完善。本文通过自行编制的预应力结构设计软件,用它进行各设计参数的调整来进行对预应力混凝土结构优化设计方面的研究,并对现行的预应力钢筋混凝土框架梁的设计方法提出几点建议。
鉴于现今应用比较广泛的预应力钢筋混凝土框架梁结构设计一般采用有粘结预应力混凝土。本文讨论有粘结预应力钢筋混凝土框架梁的优化设计。
本文通过对裂缝控制等级为二级与三级的有粘结预应力钢筋混凝土框架梁的研究,通过调整预应力曲线布筋的反弯点位置以及支座预应力钢筋张拉端位置,来研究预应力钢筋混凝土框架梁结构设计在节省建筑材料和结构受力性能两方面的情况。
本文发现预应力框架梁结构设计在二级裂缝控制等级要求时,预应力筋反弯点位置越靠近跨中截面,设计所需的钢筋越少,结构受力性能越好;而在三级裂缝控制等级要求时,预应力筋反弯点位置处于支座截面与跨中截面某个位置时,设计所需钢筋最省,结构受力性能最好,这个位置的确定是由跨中截面的抗裂性能与构件挠度两者综合决定的。
本文发现二级与三级裂缝控制等级要求的预应力钢筋混凝土框架梁结构设计,降低支座预应力张拉端位置无法达到节省钢筋材料和优化结构受力性能的目的。
本文预应力钢筋混凝土框架梁结构设计考虑翼缘的抗压作用,发现当预应力筋反弯点位置变动时,梁截面的换算截面类型有可能发生变化,从而引起整个结构的受力性能的突变,因此找出换算截面类型发生突变的反弯点位置对于建筑材料的节省和结构受力性能的分析都是必要的。
最后本文还发现,通过优化预应力筋反弯点的位置,可以达到降低预应力钢筋混凝土框架梁截面尺寸的目的,从而提高结构的受力性能和使用性能。