考虑施工因素的预应力混凝土结构分析及程序实现

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通常情况下,我们对建筑结构的分析是建立在整体结构已经完全存在的假定基础上的,而预应力及以自重为主的恒荷载通常是在施工过程中逐步施加的,因此上述假定并不符合工程实际情况,有时按此假定得出的计算结果会与构件实际状态存在较大的偏差。 本文主要根据我国现行规范、规程的要求,从结构分析的角度出发,在阐述我们通常所采用的简化计算模型基础上,结合具体施工过程提出了更合理的计算模型,并在PKPM系列软件的基础上对这些计算模型用程序进行了实现。应用这些新增功能,用户可以根据不同的工程实际情况选用不同的计算模型进行结构分析,从而得到更接近工程实际的计算结果。同时,还结合施工过程编制了预应力混凝土结构的施工阶段验算及非预应力混凝土柱配筋时考虑次内力影响的程序,为用户进行预应力混凝土结构设计提供了便利。 本文主要做了以下5个方面的工作: 1)分析了侧向约束给预应力混凝土结构设计带来的影响,在非预应力混凝土柱配筋程序中新增了考虑次内力影响的功能。通过工程算例说明了在混凝土柱设计时不考虑柱中次内力有时会给结构带来安全隐患。 2)详细介绍了预应力荷载作用下结构分析时几种常用的简化计算模型,并结合预应力混凝土结构的施工顺序提出了更为合理的计算模型,同时还编制了相应的计算程序。通过比较预应力荷载作用下按不同计算模型计算所得的数值结果,指出了施工模拟计算的必要性。 3)通过分析工程施工中预留后浇带的常用作法,在一定假设条件下建立了考虑后浇构件影响的结构分析模型,并编制了相应的计算程序。通过工程算例表明,后浇构件对结构分析的影响有时是不容忽略的。 4)结合预应力混凝土工程的施工实际,编制了考虑施工因素的预应力混凝土结构施工阶段验算程序,并对程序计算结果进行了验证。 5)根据常用施工方案提出了恒荷载作用下的施工模拟计算模型,编制了相应的模拟计算程序。通过比较恒荷载作用下同一工程算例按不同计算模型计算所得的内力结果表明,有时按施工方案进行模拟计算是很有必要的。 为了使人们对施工方案给结构分析、设计带来的影响有个定量的了解,本文还对二个实际工程进行了考虑施工影响与不考虑施工影响所得计算结果的分析与比较。 由于施工过程的复杂性和不确定性,要得到更为精确的数值计算结果,还有很多问题有待于深入研究,文中最后对此进行了展望。
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