PC后张法轴心受拉构件手算与电算对比分析研究

黄瑞新　岳喜妍　郭亚楠　刘幸迪　王明章　诸葛绪岩

摘 要：为了提高土木工程专业PC后张法轴心受拉构件手算的可靠性，引发土木工程专业大学生对PC后张法轴心受拉构件以及预应力混凝土构件和结构的兴趣；本文采用MATLAB语言编制了PC后张法轴心受拉构件手算校核系统Post_PC，通过计算机程序Post_PC与手算的计算结果进行比较，可以对手算计算结果的进行验证，大大提高PC后张法轴心受拉构件手算的准确性和效率。

关键词：PC；后张法；轴心受拉构件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.224

预应力混凝土轴心受拉构件是混凝土结构中一种典型的受力构件，文章介绍了预应力混凝土不同于一般混凝土构件的计算方法[1]。基于预应力度原理建立的各类预应力混凝土受弯构件截面设计的理论设计计算法，具有概念清楚，使用简便灵活，能迅速对构件截面尺寸和配筋作出合理选擇的特点。本文将之推广应用到轴心受拉、偏心受拉、偏心受压等构件的各类预应力混凝土截面设计中也是可行的，仍保留了其特点[2]。

多年来，作者的教学实践证明， PC后张法轴心受拉构件设计具有如下缺点：首先，这是土木工程专业大学生第一次接触到的预应力的概念，学生普遍感觉比较难。其次，在计算过程中，对基本方法、基本构造、施工方法不是很熟悉。最后，在计算过程中经常有错误和笔误。针对学生的这些缺点，本文采用MATLAB语言编制了PC后张法轴心受拉构件手算校核系统Post_PC。通过该软件，可以引发学生对PC后张法轴心受拉构件手算的兴趣。

1 Post_PC软件介绍

作者用MATLAB语言来开发PC后张法轴心受拉构件手算校核系统，简称Post_PC软件，软件界面如下图1所示，可以运用可视化的图形用户界面GUI，使学生比较直观的计算结果，并以Excel表格的形式存储起来。本软件，主要研究了PC后张法轴心受拉构件的内力计算、配筋设计、施工阶段和使用阶段的验算，操作分三步：读取数据、界面设计、生成Excel表格。该软件，可以帮助学生熟练掌握PC后张法轴心受拉构件设计的基本内容，还可以对手算计算结果的进行验证。

2 PC后张法轴心受拉构件的实例

2.1 教学实例简介

某24m预应力混凝土屋架下弦杆的计算；试对该下弦杆进行使用阶段承载力计算、抗裂验算，施工阶段验算及端部受压承载力计算[3]。

2.2 计算结果

计算结果如下表1：

从表1中可以得出Post_PC软件计算结果和手算计算结果的最大误差为 ，可以忽略不计。

3 结论

本文通过PC后张法轴心受拉构件的手算和计算机计算，并对计算结果进行了对比分析，得出了如下结论：

（1）PC后张法轴心受拉构件的设计是土木工程专业大学生必备的基本知识，也是该专业大学生了解预应力混凝土的基本内容和施工方法的基本手段；手算的误差在允许范围内，可以接受。

（2）利用Post_PC软件，可以对手算计算结果的进行验证，大大提高PC后张法轴心受拉构件手算的准确性和效率。 Post_PC软件的计算结果，可以Excel表格的形式存储起来，为以后备查提供了很大的方便。

参考文献：

[1]方立权，刘长荣，彭彦涛.预应力混凝土轴心受拉构件的计算[J].黑龙江水利科技，2006，34（06）：129-130.

[2]黄金华，邹亚军.预应力混凝土轴心受拉、偏心受拉、偏心受压构件截面设计的理论设计计算法 [J].煤炭工程，2002（01）：26-35.

[3]东南大学，同济大学，天津大学.《混凝土结构》（上、中册） [M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010 .

项目资助：青岛农业大学博士创新基金项目，项目编号663-1114321；2015年青岛农业大学大学生科技创新项目。