《全面考慮次內力的預應力型鋼混凝土結構設計理論研究》是依託同濟大學，由蘇小卒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：全面考慮次內力的預應力型鋼混凝土結構設計理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蘇小卒
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
預應力型鋼混凝土結構作為一種新的現代預應力結構，能夠適應現代建築向大跨度大懸挑、超高層及高聳建築發展的趨勢。對型鋼混凝土結構施加預應力，可以擴大材料的彈性範圍，更加充分利用高強材料，提高結構極限承載力，增強型鋼混凝土梁的剛度。本課題以有側向約束影響的預應力型鋼混凝土結構體系為研究對象，研究考慮複雜約束以及型鋼和混凝土粘結滑移影響下的預應力型鋼混凝土結構受力特徵，用約束係數的觀點來建立結構體系約束對樑柱的簡化次內力計算方法，建立基於全面考慮次內力的預應力型鋼混凝土結構的設計理論，為工程實踐提供理論指導。充實課題組主編的國家行業標準《預應力混凝土結構設計規範》。
結題摘要
預應力型鋼混凝土（PSRC）結構是在型鋼混凝土結構中布置並張拉預應力筋的一種新型組合結構，兼具鋼結構、混凝土結構和預應力結構的多重優點，適合用於大跨、重載結構。由於對其認識仍存在不足，許多方面還需研究。本課題主要完成了以下研究內容：（1）完成了兩榀大尺寸（跨長8.2m，高1.855m）PSRC框架的豎向單調載入試驗，結果表明：框架梁發生延性破壞，屈服前，平均應變的平截面假定符合較好。型鋼受拉翼緣屈服後，平截面假定不再成立。最後框架梁端形成塑性鉸實現了塑性內力重分布。位移延性比大於3，彎矩調幅值為30%左右。提出了考慮次彎矩、次軸力的PSRC梁的抗彎極限承載力、抗裂度、剛度及最大裂縫寬度計算公式，並對試件做了有限元模擬和參數分析，計算結果與實驗數據較吻合。同時給出考慮框架作用的預應力型鋼混凝土框架梁的構造和施工建議。還對無粘結PSRC梁做了相應數值模擬和分析。（2）對 1 榀僅柱中內置型鋼和 1 榀樑柱均內置型鋼的大尺寸PSRC框架進行了豎向低周反覆荷載試驗。結果表明，梁內有型鋼的試件性能更好。PSRC框架梁的向下位移延性係數達 4.77。提出了恢復力模型。與預應力混凝土（PC）相比，PSRC除恢復性較差之外，其餘性能均優於PC。試件的考慮粘結滑移的有限元模擬與試驗結果吻合較好。進而，用經試驗標定的有限元模型進行了PSRC框架在水平、豎向地震動下的動力時程參數分析，評價了其抗倒塌能力。（3）進行了考慮次內力影響的PC框架實際施工過程研究。（4）進行了實際PC工程的收縮徐變效應測試分析，並做了PSRC收縮徐變效應的理論分析，導出了由收縮徐變引起的預應力損失及截面應力重分布的計算公式。（5）進行了4批考慮法向壓力的型鋼與混凝土間粘結滑移性能試驗，包括有無栓釘、單調與反覆載入等不同情況，發現了動力粘滑現象，提出了相應的各種情況下的粘結滑移本構模型。（6）提出了非線性階段次彎矩的新概念，進行了10根梁的試驗，做了180個試件的數值模擬試驗，研究了PC連續梁次彎矩演化及彎矩調幅，提出了無粘結PC連續梁的彎矩調幅公式。本課題所提計算理論反映了現代預應力設計理論的新思想，使相關設計更合理，具有套用前景，可為相關設計規範的編制提供依據。
