本文首先介绍了国内外对于预应力混凝土结构的抗扭研究的现状和发展趋势,明确了本文的主要研究内容和方法。至今为止,对预应力混凝土构件的抗扭机理尚未取得一致的看法,不少学者和研究机构基于自身所作的试验相应地提出了自己的见解。本文从预应力混凝土纯扭构件的受力性能入手,采用变角空间桁架理论对预应力混凝土纯扭构件的破坏机理和破坏形态进行了分析。并运用广义预应力基本原理和等效荷载的性质,提出了在混凝土中配置折线式螺旋形预应力钢筋以提高抗扭效果的方法。同时,在变角空间桁架理论的基础上,应用平衡条件把预扭矩的概念引入到预应力混凝土受扭构件的抗扭强度计算方法中。然后,在对预应力混凝土受扭构件的破坏准则、材料的本构关系等有限元全过程分析理论的研究基础上,建立了预应力混凝土纯扭梁的非线性分析有限元模型,并利用ANSYS有限元程序及其二次开发平台对三根不同条件下的预应力混凝土纯扭梁进行了全过程仿真分析。 通过对三根预应力混凝土纯扭梁的ANSYS有限元程序中的等值线分析和时间历程后处理分析,可以清晰地看出预应力混凝土纯扭构件在整个受力阶段荷载与混凝土应力应变、钢筋应力的关系,以及裂缝的形成和发展过程。说明可以通过有限元方法对预应力混凝土纯扭构件进行仿真模拟,并能准确形象地展现出构件的应力与应变变化和裂缝开展的全过程,弥补试验的不足。经过具体分析,表明有效预应力值的增大和配置折线形预应力钢筋都可以提高预应力混凝土构件的抗扭强度,而配置与纵轴有夹角的折线式螺旋形预应力钢筋更可以在不增加预应力钢筋截面积的情况下,有效地提高预应力混凝土构件的抗扭强度。本文分析所得到的结论在实际工程中是有着一定的指导意义的。