重庆大学硕士学位论文无粘结预应力平板异形柱（短肢剪力墙）结构设计方法研究姓名：陈刚申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：秦士洪20060501中 文 摘 要 I摘 要 本文主要对无粘结预应力平板异形柱(短肢剪力墙)结构的设计方法进行了初步的总结和研究。整个工作是在前面两届的研究成果基础上开展的。构件层面的设计是比较完善的，设计方法应当重点放在分析模型是否可以计算提供准确反应真实结构的内力以及结构的一些使用控制要求如何满足这两个方面，所以这个过程应该是个逆向的过程，即要从内力反推到分析模型。本文结合了板柱结构的研究和无粘结预应力板柱结构的研究，分别从结构受竖向荷载作用和水平荷载作用两个方面对结构的计算分析作了部分工作： 无粘结预应力平板设计按照内力分布应该是柱上板弯矩比跨中板带大，配筋量的确定可以分别按照 X、Y 两个方向根据板带内力确定。通过比较试验结果以及各国对裂缝挠度的控制标准，认为平板的裂缝和挠度可以在设计中不单独进行验算， 只要能够保证板带的受拉边缘名义拉应力满足短期效应不超过 4Mpa 和长期效应不超过 1Mpa。 结构的布置应尽量规则，一字柱最好保证能保证在一条轴线上成为柱列。竖向构件的尺寸可以按照竖向力和异形柱轴压比限制进行估算。由于短肢剪力墙的平面刚度大，弹性验算抗侧一般不会超过规范的限制值。 通过对不同构件尺寸对结构内力分布影响的分析，板的高跨比取 1/50 附板和边梁的相对刚度控制在 1.5 附近，一字柱间距在 4m 到 6m，结构的内力分布是最合理的。 通过对目前现有设计方法的研究，主要对竖向荷载和水平荷载作用结构的等代框架进行了模型试算，现有的等代框架对于我们这种竖向支承的预应力平板不能很好地反应结构内力，而且竖向荷载和水平荷载作用的统一以及预应力效应的考虑仍然是一个难题。 最后，本文建议目前阶段为保证结构安全，壳单元模型是完全胜任的。以前研究提出的一些模型还存在问题，主要原因是论证模型过于简单。通过一个工程算例的壳单元模型分析，最大的优点是计算准确，设计过程可以由设计者完全把握，现代计算机耗费的时间也少。 关键词：竖向荷载 水平荷载 等代框架法 壳单元模型 预应力效应 英 文 摘 要 IIIABSTRACT This thesis is mainly concerned with the summarization and research of the design method of unbonded prestressed slab-special shaped column(short-leg shear wall) structures. All work is developed on the basis of the research achievement two years before. The design of structural members is comparatively perfect, and the design method needs to focus on two aspects: whether the analytical model can provide accurate internal forces which are concerned with the real structure; how to satisfies the service requirements, so the research approach is a reverse approach, viz. deducing the analytical model from the internal forces. Combining with the research of slab-column structures and unbonded prestressed slab-column structures, the author has done some calculation and analysis on the structure under vertical loads or horizontal loads, respectively. The total moments of column strips are larger than those of middle strips according to the distribution of the internal forces in unbonded prestressed slab, the reinforcement should be determined by the internal forces of strips in x and y direction separately. Comparing the test results and the crack and deflection control criteria of different codes, it can be considered that it is not necessary to check the crack width and deflection of the slab in design, once the nominal tensile stress of the tension edge is not larger than 4Mpa when characteristic combination and not larger than 1Mpa when quasi-permanent combination. The array of structure should be regular, the short-leg shear walls are better to array in the axial line. The section properties of the vertical members can be estimated according to the total vertical load and cN f A. Because the planar stiffness of the short-leg shear wall is large, lateral resistance checking usually satisfies the requirement of the code. Through the analysis of the effect of internal force distribution by different section properties, when the ratio of thickness to span of slab is approximately 1/50, the relative stiffness between slab and beam is approximately 0.6, the span of short-leg shear wall is from 4m to 6m, the internal force distribution of the structure is reasonable. Through the research of the design methods at present, many model pilot calculation of equivalent frames is carried out under two conditions: structures under vertical loads, and structures under horizontal loads. It concludes that the equivalent 重庆大学硕士学位论文 IVframe method at present applied to our structures will not reveal the actual internal forces of the structure, and it is still a problem that the unity of effects under vertical loads and horizontal loads, and the consideration of the prestressing effect. Finally, it is suggested that the shell model will be competent for the design work, in order to assure the security of the structure. Some models in prevenient research are still doubted, and the proof calculation of models are too simple. This thesis gives an example of designing, which applies shell model by SAP2000. The advantage of the shell model is the accuracy of the calculation, the free domination approach by designers, and less time cost when calculation by computer. Keywords: vertical loads, horizontal loads, equivalent frame method, shell model, prestressing effect 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 重庆大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 重庆大学 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 重庆大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密（ ） ，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密（ ） 。 （请只在上述一个括号内打“” ） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 1 绪 论 11 绪 论 1.1 引言 无粘结预应力平板异形柱(短肢剪力墙)结构是一种新颖的结构型式， 它集合了无粘结预应力板和异形柱的优点于一体。这种结构的基本布置是：每户单元周围布置异形柱(短肢剪力墙)，用以支承无粘结预应力平板，整块板内部不设置竖向承重构件和明梁。这种结构的布置方式可以更好地适应房间的任意分隔，可以满足随着国民经济发展和人民生活水平日益提高提出的更高的住宅建筑功能要求。其优点如下： (1) 异形柱(短肢剪力墙)根据建筑设计适当地布置于一户单元四周，可以避免房间内出现柱