预应力混凝土简支梁复合受力性能分析

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发布时间：2021-09-04

资料介绍

号】 1001—6864(2015)07—0083—03
0 前言
从20世纪20年代预应力混凝土技术得到实际应
用以来，随着预应力混凝土结构的发展，预应力技术
已经渗透到了土木工程的各个领域，成为当今技术较
先进、较有发展前途、用途广泛的一种建筑结构形式，
形成一种用高性能和高强材料、现代先进施工工艺和
设计方法建立起来的现代预应力混凝土结构体系。
随着预应力技术的快速发展，目前预应力结构在
很多工程结构中得到了广泛的应用，与此同时，人们
对预应力钢筋混凝土结构进行了各方面的受力性能
研究，但取得的研究成果多集中在预应力混凝土单向
受弯剪扭作用的受力性能分析，为此本文对预应力混
凝土构件双向复合受力作用下的受力性能进行分析。
1 预应力混凝土有限元模型
1．1 工程背景
本文根据某一工程实例，根据该工程中预应力钢
筋混凝土简支梁的实际受力情况，设计了一个采用先
张法的预应力混凝土简支梁。该简支梁承受较大的
侧向均布荷载和扭矩，同时承受梁上传来的集中荷
载，该简支梁的计算简图如图1所示。
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图1 预应力混凝土粱受力简图
本文设计的预应力钢筋混凝土简支梁的横截面
尺寸为200mm×400mm，截面尺寸及配筋见图2所示。
在梁高100mm处设置一根纵向预应力钢筋其截面面
积为278mm ，为直线预应力钢筋，纵向预应力钢筋采
用低松弛钢绞线；普通钢筋采用HRB300钢筋，梁底钢
筋直径为18mm，梁顶和梁侧钢筋直径均为12mm。
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梁侧钢筋粱顶钢筋
图2 预应力混凝土梁受力简图
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1．2 有限元模型
本文采用有限元软件ANSYS10．0对设计的预应
力钢筋混凝土简支梁进行数值模拟分析，为了准确的
分析预应力钢筋混凝土简支梁的受力性能，建模时采
用分离式模型，混凝土采用Solid65单元模拟，非预应
力钢筋、预应力钢筋都采用Link8单元模拟雎，对预
应力混凝土梁采用降温法施加预应力 J。
1．3 预应力梁方案分析
预应力钢筋混凝土简支梁在复合受力状态下，将
部分不同位置和不同数量的普通钢筋代换成等截面
面积预应力钢筋，为了分析预应力混凝土梁所有钢筋
的受力性能，现利用ANSYS软件对预应力混凝土简支
梁进行建模分析，文中采用的分析方案见表1。
2 预应力混凝土梁受力性能分析
2．1 预应力混凝土梁变形分析
对L一1、L一2、L一3和L一4梁有限元模型施加
所有荷载进行有限元数值分析，所施加的荷载只有预