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随着预应力技术在混凝土结构和钢结构中的应用与发展,预应力技术在钢骨混凝土中也逐步得到应用。对钢骨混凝土构件施加预应力可以扩大材料的弹性范围,增强的承载能力和疲劳抗力,减小结构变形,延缓混凝土裂缝的出现和开展,降低工程,从而较大限度的满足建筑结构和功能要求。目前国内外对预应力钢骨混凝土结构究尚处于初步阶段,多是结合一些实际工程进行的验证性试验,缺乏系统而全面的研究和计算理论,尤其对无粘结预应力空腹式钢骨混凝土梁的研究,未见任何相关报道,故本文采用试验研究、理论分析及数值计算模拟相结合的方法,研究预应力混凝土梁的受弯性能,主要内容有:无粘结预应力空腹式钢骨混凝土梁的试验研究。通过试验,研究其工作机理、破坏,分析梁的承载力、变形、预应力筋应力增量及混凝土和钢骨的应变分布等;运用端部应变协调法和能量法建立使用荷载阶段无粘结预应力钢骨混凝土梁在直折线和曲线布置预应力筋方式下的预应力增量计算公式;预应力钢骨混凝土梁的受力分析。建立预应力钢骨混凝土梁的各种截面形式(包括式和空腹式、有粘结布筋和无粘结布筋)在弹性受力各阶段的应力分析模型,及抗载力、弹性抗弯承载力、极限抗弯承载力计算公式;提出利用横张法对钢骨混凝土梁施加预应力的方法,建立其弹性受力各阶段的应力模型及不同破坏模式下的极限承载力计算公式,并给出横张预应力钢骨混凝土梁设法;建立考虑型钢与混凝土交界面滑移影响下的预应力实腹式及预应力空腹式钢骨混梁徐变效应分析模型,研制分析程序,计算分析徐变效应对梁内力、变形等受力性影响。研制有粘结预应力实腹式和无粘结预应力空腹式钢骨混凝土梁非线性全过程分析,讨论主要参数对其弯矩—曲率关系曲线的影响,分析预应力钢骨混凝土梁的延性。基于试验研究的基础上,运用ANSYS程序对无粘结预应力空腹式钢骨混凝土梁的整个受力过程进行数值模拟。分析混凝土和钢骨在施加预应力后和极限状态下的应力状态,受拉、压钢骨的应力发展规律,及混凝土裂缝的发展过程。