预应力型钢-混凝土结构是将预应力技术应用到型钢-混凝土结构中形成的一种组合结构形式,该结构形式的梁构件具有型钢-混凝土梁构件与预应力混凝土梁构件两者各自的优良特性,即:利用预应力技术提高了梁正常使用状态下的抗裂性能,增强构件抗变形能力;利用型钢-混凝土技术提高了构件的极限承载能力,改善梁的延性性能和耗能能力。预应力型钢-混凝土结构这一结构形式,是对传统预应力混凝土结构和型钢-混凝土结构的技术创新,它具有承载力高、使用性能好、便于实现大跨和重载。因此,开展此类构件的研究,有利于推动该结构构件在(超)高层建筑、高耸建筑、巨型结构中应用具有重要的应用价值。近年来,国内外学者对预应力H型钢-混凝土梁构件进行了一系列的研究工作,取得了一定的科研成果。而对于大尺度预应力H型钢-混凝土梁构件的研究相对较少。本文采用数值模拟分析的方法,对大尺度预应力H型钢-混凝土简支梁承载性能、变形性能和连续梁构件塑性内力重分布性能进行了研究。所做的主要工作如下:(1)为研究大尺度预应力型钢-混凝土梁构件受弯性能,考虑到型钢翼缘对混凝土的约束效应的影响,建立考虑核心约束效应的梁构件模型对已有试验的预应力型钢-混凝土梁进行仿真模拟,验证建模分析可靠性。在此基础上设计7根大尺度预应力型钢-混凝土简支梁构件,对其建立考虑核心约束效应的梁构件模型,以综合配筋率、型钢含钢量、混凝土强度等级为参数变量,分析加载过程中预应力型钢-混凝土梁的力学特性和破坏模式,探讨各参数变量对其承载能力的影响。(2)为研究大尺度预应力型钢-混凝土梁构件变形性能,对已有试验构件建立考虑核心约束作用的梁构件模型,将模拟所得钢筋屈服时挠度、型钢下翼缘屈服时挠度和极限荷载时挠度与试验结果进行对比,在试验结果与模拟结果吻合度较高的情况下,开展了大尺度预应力型钢-混凝土简支梁构件变形性能的研究,探讨型钢含钢量、预应力度、混凝土强度等级等参数的变化对模拟梁变形性能的影响。数值分析结果表明:型钢含钢量和预应力度的增强能够有效地提高构件抗变形性能。(3)为研究预应力H型钢-混凝土连续组合梁的受力性能和弯矩重分布规律,考虑到型钢翼缘对混凝土的约束效应的影响,建立考虑核心约束效应的预应力H型钢-混凝土连续组合梁数值分析模型,对已有试验的两跨预应力H型钢-混凝土连续组合梁构件进行仿真模拟分析。基于仿真模拟结果与试验结果较高的吻合度,对此类连续梁构件进行了扩参数分析,探讨预应力度、型钢含钢量和型钢高度与截面总高度之比μ对构件塑性内力重分布的影响,拟合得到了等效塑性铰区长度计算公式和弯矩调幅系数的建议公式。(4)设计7根大尺度预应力型钢-混凝土连续组合梁构件,并对其建立数值仿真模型,所得大尺度预应力H型钢-混凝土连续组合梁弯矩调幅系数β的坐标分布与模拟所得β曲线有较高的吻合度,从而有效地证明弯矩调幅系数β的建议公式对大尺度预应力H型钢-混凝土连续组合梁调幅系数仍有较好的适用性,可按照弯矩调幅系数计算公式进行弯矩调幅设计。