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某预应力混凝土框架结构的有限元分析 韩 超 吕 品 （同济大学建筑工程系,上海 200092） 摘 要：某体育馆训练场为预应力混凝土框架结构。结构框架柱采用钢骨混凝土，侧向约束作用较强，因此次轴力 较大，对结构的承载力产生显著影响。需要进行相应的研究。本文采用原型结构1：5缩尺有限元模型进行研究，由 于混凝土结构设计规范 （GB50010—2002）中预应力混凝土框架的计算部分并未考虑次轴力影响，因此本文使用ANSYS 对该结构模型进行相对全面地有限元分析。 关键词：预应力;框架;次轴力;有限元 FINITE ELEMENT ANALYSIS OF A PRESTRESSED REINFORCED CONCRETE RAME Han Chao Lu Pin Abstract ：This paper is based on a stadium using prestressed concrete frame structure. This frame has steel reinforced concrete columns, with strong lateral restraint. A Finite Element Analysis of the structure model is presented in order to find out the bearing capacity and the effort of the secondary axial forced in this frame. Keywords ：prestressing; frame; secondary axial force; finite element analysis 1 结构模型的技术参数 预应力框架模型几何相似比为 1:5。 1.1 结构模型与实际结构的相似关系 1.2 结构模型设计 由于钢筋混凝土为非均匀材料，试件比例缩 将原结构型钢混凝土柱换算成等刚度的钢筋混 小会带来许多诸如尺寸效应等失真问题，而且构 凝土柱，按 1:5 缩尺模型（模拟后浇带施工前约 造也难以模拟。但足尺试件往往受到经济条件、 束状态），见图 1、图 2 。 加载设备等因素限制。综合各方面因素，确定本 图1 试件尺寸示意 138 图2 试件非预应力筋分布 混凝土等级：C35 ； 2 有限元分析模型的建立 梁截面尺寸：210 ×490 ； 2.1 混凝土本构关系 柱截面尺寸：300 ×430 ； 本文中混凝土采用 SOLID65 单元。ANSYS 柱梁线刚度比值：4.2； 中 SOL ID65 单元采用 Willam-Warnke5 参数准 梁配筋率：1.11%； 则,其混凝土破坏准则为： 预应力度：0.57； 预应力钢绞线张拉控制应力 1302MPa; 框架梁配有粘结预应力钢绞线：2Φs15.2； 其中 F——主应力 σ , σ , σ 的函数； 1 2 3 有效预应力：
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