PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算與電算對比分析研究

黃瑞新　岳喜妍　郭亞楠　劉幸迪　王明章　諸葛緒巖

摘 要：為了提高土木工程專業(yè)PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算的可靠性，引發(fā)土木工程專業(yè)大學(xué)生對PC后張法軸心受拉構(gòu)件以及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的興趣；本文采用MATLAB語言編制了PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算校核系統(tǒng)Post_PC，通過計算機(jī)程序Post_PC與手算的計算結(jié)果進(jìn)行比較，可以對手算計算結(jié)果的進(jìn)行驗證，大大提高PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算的準(zhǔn)確性和效率。

關(guān)鍵詞：PC；后張法；軸心受拉構(gòu)件

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

預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件是混凝土結(jié)構(gòu)中一種典型的受力構(gòu)件，文章介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土不同于一般混凝土構(gòu)件的計算方法[1]。基于預(yù)應(yīng)力度原理建立的各類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件截面設(shè)計的理論設(shè)計計算法，具有概念清楚，使用簡便靈活，能迅速對構(gòu)件截面尺寸和配筋作出合理選擇的特點。本文將之推廣應(yīng)用到軸心受拉、偏心受拉、偏心受壓等構(gòu)件的各類預(yù)應(yīng)力混凝土截面設(shè)計中也是可行的，仍保留了其特點[2]。

多年來，作者的教學(xué)實踐證明， PC后張法軸心受拉構(gòu)件設(shè)計具有如下缺點：首先，這是土木工程專業(yè)大學(xué)生第一次接觸到的預(yù)應(yīng)力的概念，學(xué)生普遍感覺比較難。其次，在計算過程中，對基本方法、基本構(gòu)造、施工方法不是很熟悉。最后，在計算過程中經(jīng)常有錯誤和筆誤。針對學(xué)生的這些缺點，本文采用MATLAB語言編制了PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算校核系統(tǒng)Post_PC。通過該軟件，可以引發(fā)學(xué)生對PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算的興趣。

1 Post_PC軟件介紹

作者用MATLAB語言來開發(fā)PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算校核系統(tǒng)，簡稱Post_PC軟件，軟件界面如下圖1所示，可以運用可視化的圖形用戶界面GUI，使學(xué)生比較直觀的計算結(jié)果，并以Excel表格的形式存儲起來。本軟件，主要研究了PC后張法軸心受拉構(gòu)件的內(nèi)力計算、配筋設(shè)計、施工階段和使用階段的驗算，操作分三步：讀取數(shù)據(jù)、界面設(shè)計、生成Excel表格。該軟件，可以幫助學(xué)生熟練掌握PC后張法軸心受拉構(gòu)件設(shè)計的基本內(nèi)容，還可以對手算計算結(jié)果的進(jìn)行驗證。

2 PC后張法軸心受拉構(gòu)件的實例

2.1 教學(xué)實例簡介

某24m預(yù)應(yīng)力混凝土屋架下弦桿的計算；試對該下弦桿進(jìn)行使用階段承載力計算、抗裂驗算，施工階段驗算及端部受壓承載力計算[3]。

2.2 計算結(jié)果

計算結(jié)果如下表1：

從表1中可以得出Post_PC軟件計算結(jié)果和手算計算結(jié)果的最大誤差為 ，可以忽略不計。

3 結(jié)論

本文通過PC后張法軸心受拉構(gòu)件的手算和計算機(jī)計算，并對計算結(jié)果進(jìn)行了對比分析，得出了如下結(jié)論：

（1）PC后張法軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計是土木工程專業(yè)大學(xué)生必備的基本知識，也是該專業(yè)大學(xué)生了解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本內(nèi)容和施工方法的基本手段；手算的誤差在允許范圍內(nèi)，可以接受。

（2）利用Post_PC軟件，可以對手算計算結(jié)果的進(jìn)行驗證，大大提高PC后張法軸心受拉構(gòu)件手算的準(zhǔn)確性和效率。 Post_PC軟件的計算結(jié)果，可以Excel表格的形式存儲起來，為以后備查提供了很大的方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]方立權(quán)，劉長榮，彭彥濤.預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算[J].黑龍江水利科技，2006，34（06）：129-130.

[2]黃金華，鄒亞軍.預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉、偏心受拉、偏心受壓構(gòu)件截面設(shè)計的理論設(shè)計計算法 [J].煤炭工程，2002（01）：26-35.

[3]東南大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，天津大學(xué).《混凝土結(jié)構(gòu)》（上、中冊） [M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010 .

項目資助：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)博士創(chuàng)新基金項目，項目編號663-1114321；2015年青島農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項目。