后张预应力RC梁对框架柱内力的影响

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近年来,随着预应力技术的大力推广,预应力混凝土结构在我国土木工程领域得到了突飞猛进的发展,其中预应力混凝土框架结构以其大开间、大空间、良好的结构整体性、抗裂性以及较好的经济效益已成为一种极其重要的建筑结构形式。而针对于预应力混凝土框架结构国内外都进行了大量的理论分析和试验研究,但对于混凝土梁的预应力筋张拉阶段和结构使用阶段预应力对框架结构内力的影响问题还有待于进一步探讨。本文主要对后张有粘结预应力混凝土框架结构中张拉混凝土梁中的预应力筋对框架柱内力的影响进行了理论分析。首先,本文阐述了利用ABAQUS对预应力混凝土结构分析的理论基础,包括混凝土单元、钢筋单元以及约束的选择、预应力的实现方法、材料模型和本构关系以及ABAQUS对非线性分析问题求解的基本方法。其次,以后张有粘结预应力混凝土框架结构为研究对象,本文对预应力混凝土梁施工阶段的框架柱在预应力筋张拉后产生的附加弯矩(第三弯矩)的计算公式进行推导。然后采用ABAQUS有限元软件对不同的预应力混凝土框架结构进行建模分析,得出在梁柱线刚度比、结构跨数以及张拉施工方案不同的情况下,混凝土梁中预应力筋的张拉对框架柱内力影响的规律。最后,本文分析了结构使用阶段的预应力作用对框架柱重力二阶效应的影响规律。先利用SAP2000有限元分析软件对普通混凝土框架结构的工程实例进行分析,比较了现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)对重力二阶效应计算结果的误差。然后考虑跨数和预应力筋配筋率的影响因素,分析了在预应力混凝土框架结构的使用阶段,框架侧移和柱端弯矩受重力二阶效应影响的变化规律。最后提出减少预应力对框架柱内力影响的设计建议和构造措施。
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