浅谈预应力混凝土水平加腋框架节点弹性分析

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1、申请同济大学工学硕士学位论文预应力混凝土水平加腋框架节点弹性分析培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程邹力强苏小卒教授二OO七年二月摘要在实际工程应用中，由于使用功能方面的需要，预应力混凝土框架节点可能存在预应力钢筋张拉锚固布置复杂，预应力筋无法穿过节点核心区锚固的情况。因此需要在梁端和柱交汇处进行水平加腋，将预应力筋穿过加腋区锚固，这种新类型节点的设计方法研究成为亟待解决的问题。本文首先总结了近年来国内外框架节点受力原理、加腋节点性能和预应力框架节点性能方面的研

2、究现状，介绍了各国预应力混凝土框架节点设计方法与建议。然后介绍了采用通用有限元分析软件ANSYS对预应力混凝土结构进行数值模拟的基本原理和实现途径。预应力混凝土水平加腋框架节点的预应力筋局部呈空间曲线分布，而我国混凝土结构设计规范只给出二维曲线摩擦损失计算公式。本文采用了三维空间曲线预应力筋摩擦损失计算公式，与规范公式对比后发现，按三维曲线计算损失值远大于按二维曲线计算值。因此在设计水平加腋节点时，应按三维空间曲线计算预应力损失值，避免高估有效预应力值而影响结构的安全。本文采用通用有限元分析软件ANS

3、YS对两个水平加腋节点和一个普通预应力节点进行对比分析，比较了三个节点试件主应力迹线走向和主应力分布规律的不同之处，从而对水平加腋节点的应力分布规律有了更直观的了解。本文采用正交试验设计法设计了9个水平加腋节点试件进行分析，详细研究了加腋区长度、加腋区宽度、预应力筋布置等参数对节点应力情况的影响规律，对水平加腋节点的受力情况有了更深入的认识，为此类节点的设计提供参考依据。研究水平加腋节点应力分布后发现，在预应力筋水平弯曲产生的水平径向荷载可能造成预应力筋的侧向崩出，在设计过程中应当引起注意。本文介绍了

4、两种侧向崩出验算公式，对工程实例进行了研究和计算。关键词：预应力混凝土水平加腋框架节点，ANSYS，预应力损失，正交试验，侧向崩出AbstractABSTRACTInpracticalapplication,circumstancesarethatthelayoutofanchorageofprestressingtendonsistoocomplicatedthattllcycannotgetthroughthejointcoreandbeanchoredduetofunctionalrequire

5、mentfortheprestressedconcreteframestructures．Asasolution，aspread-endedbeamisutilizedtomakeitpossibleforthetendonstogetthrough．Inthisway,thedesignmethodofthisnewtypeofjointisurgenttobefocusedon．Inthispaper,thepreviousresearchworkathomeandabroadaresummari

6、zedontheloadingmechanismsandtheperformanceofthejointswithspread·endedbeam．Theproposeddesignmethodsofprestressedconcretefl'anlejointsindifferentcountriesarealsointroduced．Meanwhile,thebasicprincipleandthenumericalsimulationofprestressedconcreteframestruc

7、turesbyusingANSYSaredescribed．TheprestressingtendonsinjointswitIlspread-endedbeamarepartiallyspatiallycurved，whileaccordingtotheChinesedesigncodesofconcretestructures，onlyfrictionallosscalculationformulafor2Dcurvetendonsisgiven．Inthispaper,africtionallo

8、sscalculationformulafor3Dculwetendonsisdeveloped．Theresultsofthenewformulaaremuchlargercomparedwiththosecalculatedfollowingtheformulainthedesigncodes．Sointhedesignofthistypeofjoints，theformulafor3Dcurvedtendonsshouldheemployedtoa