预应力混凝土结构在土木工程、桥梁工程、水利工程等领域内应用十分广泛。预应力混凝土结构的建立是通过张拉预应力筋来实现的,提高了结构的强度、刚度,减小了截面的尺寸和自重,在工程中节约了材料,因此采用预应力结构能获得良好的结构性能和可观的经济效益。首先简单总结了预应力混凝土结构近些年来国内外的现状,介绍了预应力混凝土的基本理论,然后结合多层框架结构某演艺中心工程实例,通过对工程顶层屋面大跨度梁的方案选择和大跨度预应力梁与普通混凝土梁的比较分析,在钢筋混凝土和预应力混凝土梁都能满足建筑物功能要求的前提下体现预应力的优越性。随后对不同预应力混凝土梁的力学模型进行了数值模拟,并对比分析了不同约束的预应力混凝土梁的应力和变形情况。本文完成主要内容如下:(1)概述了混凝土结构设计的基本理论、PKPM中预应力混凝土结构的设计步骤以及在ANSYS中实现预应力混凝土的方法。(2)结合具体工程采用PKPM对大跨度梁进行了结构受力分析,分别采用预应力混凝土梁和普通混凝土梁进行方案对比分析,计算结果表明钢筋混凝土和预应力混凝土梁均能满足建筑物功能的要求,但是预应力混凝土梁在使用荷载下结构挠度减小,裂缝开展的宽度延缓,提高了使用阶段的性能,同时又节省了钢材用量,减下了截面尺寸和混凝土用量,减轻结构的自重,从而降低了工程的造价。(3)应用ANSYS对比分析了预应力混凝土梁简支和在简支基础上加一约束形成一次超静定两种力学模型的应力应变,包括:跨中梁高方向应力分布、跨中梁顶横向应力分布以及混凝土的变形。由于约束条件的不同,应力和变形也有差异。其结论对预应力混凝土梁设计和裂缝防治有一定的实践意义。