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在钢筋混凝土结构中,受弯剪扭共同作用的结构构件非常常见。随着结构高度、跨度、所受荷载不断增加,以及抗震要求不断提高,抗扭问题,尤其是弯剪扭复合受力构件如何抗扭的问题,已经越来越受到土木工程界工程技术人员和科研人员的关注。 本文在东北林业大学刘晚成教授等人完成的折线螺旋形配筋的预应力混凝土受扭梁的研究成果的基础上,继续深入研究广义预应力技术在弯剪扭共同作用的复合受扭构件中的应用。 作者在理论分析的基础上,首先提出了在复合受扭构件中配置新型束形的预应力钢筋来解决抗扭问题的设想,并给出了这种抗扭预应力筋的配筋形式。其次,依据等效荷载及等效荷载效应的概念和郑文忠教授提出的预应力筋的两阶段工作原理,提出了配有抗扭预应力筋的钢筋混凝土梁的计算模型。在此基础上,依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)推荐的设计方法及相关公式,并引入预应力度的概念,进行了模型梁的受力分析及配筋设计。运用分析软件ANSYS,对一根普通钢筋混凝土梁及两根配置有相同推荐形式抗扭预应力筋和不同强度等级混凝土(C40及C60)的预应力梁进行了模拟分析。分析结果显示,在复合受扭构件中配置适当预应力筋以解决抗扭问题是可行的,并可以在构件抵抗扭转裂缝、减小扭转变形,提高抗扭承载力方面取得较好效果;同时,也指出了一些应注意的问题。 本文不仅首次提出了在弯剪扭复合受力构件中以抗扭预应力筋直接抵抗扭矩的思想,也首次给出了复合受扭构件中抗扭预应力筋的配筋形式,这肯定与发展了以往纯扭构件的研究成果,扩大了广义预应力技术的应用范围,为复合扭转问题的解决提供了新的研究方向,因此,具有较高的实践价值和理论意义。