基于变形的桁架结构预应力损失识别方法研究

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1、国内图书分类号：TU378.6密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文基于变形的桁架结构预应力损失识别方法研究（国家重点研发计划：2016YFC0802205-9）（国家自然科学基金面上项目：51378427）年级2015级姓名张阳阳申请学位级别工程硕士专业建筑与土木工程指导老师李彤梅副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TU378.6U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisDEFORMATION-BASEDIDENTIFICAT

2、IONMETHODFORPRESTRESSLOSSOFTRUSSSTRUCTURES（supportedbyTheNationalKeyResearchandDevelopmentProgramofChina，GrantNO：2016YFC0802205-9）（supportedbyGeneralProgramofNationalNaturalScienceFoundationofChina，GrantNO：51378427）Grade:2015Candidate:ZHANGYang-yangAcademicDegreeAppl

3、iedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringSupervisor:AssociateProf.LiTongmeiMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要预应力混凝土结构在施工和使用过程中会存在一定的预应力损失，但是现阶段的理论计算方法并不能完全考虑预应力损失因素，造成其设计估计值不足，引起结构的损伤或破坏。结构构件的变形和预应力损失存在一定的关系；本文以某高铁站房的预应力混凝土桁架结构为研究对象，基于影响矩阵原理，改进了基

4、于位移影响矩阵法的预应力损失识别方法。主要的研究内容及结论如下：（1）回顾了现有预应力损失的计算方法和测量手段，分析了当前计算理论和测量手段的局限性。（2）改进了考虑混凝土收缩徐变的位移影响矩阵建立的方法。该方法是通过有限元计算分析得出预应力损失引起的桁架挠度变化值，建立预应力钢筋的预应力损失与桁架挠度观测点位移值的关系方程，依据极小值优化原理计算出预应力损失值。（3）针对常用的预应力三角形桁架结构，确定了位移观测点的选择位置；研究结果表明：位于桁架结构1/4跨度和3/4跨度位置处观测点位移对预应力损失更加敏感，对于该类桁架宜选

5、择这些位置为观测点。分析了单位预应力损失量对位移影响矩阵识别精度的影响；研究结果表明：当单位预应力损失量取张拉预应力的30%至50%之间时，预应力损失识别误差最小。考虑到混凝土收缩徐变的影响，确定了位移观测时间间隔。（4）最后，以黔渝线上某高铁站房的大跨预应力混凝土桁架式屋架为研究对象，验算了该方法的准确性。关键词：预应力桁架结构；预应力损失计算；位移影响矩阵；结构变形监测；收缩徐变西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractPrestressedconcretestructureswillhavesomeprestr

6、esslossduringconstructionandtheprocessofuse.However,theexistingtheoreticalcalculationmethoddoesnotconsiderprestresslosscausedbyvibrationandotherfactors,resultingintheunderestimateofthedesignvalueofprestressloss,andcausingstructuraldamageordestruction.Thereisacertainr

7、elationshipbetweenthedeformationofthestructuralmembersandthelossofprestress;thispapertakestheprestressedconcretetrussstructureofahigh-speedrailstationhouseastheresearchobject,andbasedontheprincipleoftheinfluencematrix,proposesthemethodofrecognizingthelossofprestressl

8、ossbasedonthedisplacementinfluencematrixmethod.Themainresearchcontentandconclusionsareasfollows：（1）Thecalculationmethodsandmeasurem