3 结构设计基本规定
3.1 一般规定
3.1.1预应力钢结构设计应根据建筑功能、材料供应及制造、施工条件等确定先进合理的预应力钢结构体系和施工方案，应满足施工和使用过程中各种工况下结构的强度、刚度和稳定性要求，并符合防火和防腐的有关规定。
3.1.2在预应力钢结构设计文件中，应注明结构设计工作年限，钢材、索杆和锚具材料的牌号和等级，连接材料的型号和材料性能、化学成分、附加保证项目，还应注明预应力施工的总体要求。预应力钢结构的施工制作单位应根据已批准的技术设计文件绘制施工详图，经设计单位批准后方可加工。如需修改设计，应经原设计单位同意并签署文件后方可实施。
3.1.3预应力钢结构应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计。
3.1.4预应力钢结构设计应包括下列内容：
1 结构方案设计，包括结构选型、构件布置及传力路径等；
2作用及作用效应计算；
3预应力设计；
4结构极限状态设计；
5结构构件及节点的构造连接措施；
6 预应力张拉施工与承载全过程仿真分析与设计；
7其他专项设计。
3.1.5 对结构体系施加预应力的技术方案及选择预应力的力度和阶次应遵循使结构卸载效益大于结构增载消耗，并保证结构整体性能增长的原则。
3.1.6 结构安全等级及设计工作年限、设计用途应符合下列规定：
1 预应力钢结构的安全等级和设计工作年限应符合现行国家标准《工程结构通用规范》GB55001的有关规定；
2预应力钢结构中各类结构构件和节点的安全等级宜与整个结构的安全等级相同，对于结构中重要构件和节点，宜适当提高其安全等级；
3 设计应明确结构的用途，在预应力钢结构工程服役期间，未经原设计单位审核批准，不得更改预应力钢结构工程的使用功能、服役环境及荷载条件，在设计工作年限内未经技术鉴定或技术许可，不得改变使用功能和服役环境。
3.1.7 预应力钢结构设计应考虑下列极限状态：
1承载能力极限状态：结构体系、构件或连接节点达到最大承载能力或不适于继续承载的变形；
2 正常使用极限状杰：结构体系、构件或连接节点达到正常使用的某项规定限值或耐久性能的某种规定状态。
3.1.8 预应力索索连接、索钢连接两类转换接触节点，为非标准索锚具产品，应由工程索产品生产单位进行设计并加工制作，该类节点分析应遵循下列原则：
1 主体结构设计单位应根据结构整体安全要求，提出节点的构造方案、约束条件，并应提供节点设计内力。
2索产品生产单位应根据设计提供的节点约束条件、设计内力、预应力施工张拉与锚固要求，建立带接触单元的节点有限元计算模型，并进行结构分析。
3当进行索钢转折接触连接节点有限元分析时，可采用考虑预应力损失的非线性接触单元，节点预应力损失应按相关规定确定。当进行索钢转折接触连接节点结构体系分析时，可采用自由度耦合和变刚度弹簧单元组合方法模拟索的非线性接触摩擦约束条件。
4节点计算分析时应考虑施工偏差产生的附加内力，索轴线对锚孔允许偏差宜为±5mm,锚孔至连接平板根部允许偏差宜为±20mm。
5节点、锚具应力分析与设计，应按国家现行相关标准的规定执行。
6根据节点的重要性、受力大小和复杂程度，节点的承载力设计值应大于对应连接构件承载力设计值的1.2倍～1.5倍。
7重要、复杂及新型节点宜进行模型试验分析，对其安全性进行验证，节点模型试验的荷载工况应与节点的实际受力状念一致。
8节点分析与设计需提交主体结构设计单位进行审核，审核合格后，方可进行加工制作。
9有限元分析时材料屈服强度应取材料屈服强度标准值。对于没有明显屈服荷载的高强索材，应取应变值为0.2%时所对应的应力值为其屈服强度。
3.1.9 预应力钢结构应进行预应力张拉施工、承载过程和使用阶段各种工况的力学仿真分析与设计，并应考虑使用阶段换索工况。
3.1.10预应力钢结构连接节点可分为钢连接节点与铸钢连接节点两类，钢连接节点设计应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017的有关规定。铸钢连接节点应符合照现行行业标准《铸钢结构技术规程》JGJ/T395的有关规定。
3.1.11预应力钢结构的连接节点构造应保证结构受力明确，减小应力集中和次应力，减小焊接残余应力，避免材料多向受拉，防止出现脆性破坏，同时应便于制作、安装和维护。
3.1.12索钢转折接触节点应选用理想铰接节点，其构造应有利于施工张拉时预应力传递。
3.1.13钢连接节点承载能力极限状态验算应符合下列规定：
1预应力钢连接节点可按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017进行弹性阶段承载力验算；
2对于新型预应力钢连接节点或关键节点，宜进行非线性荷载-应变(位移)全过程分析，得到节点屈服应变εy及屈服变形Dy对应的荷载值，取其较小者作为节点设计承载力；
3当荷载-应变(位移)加载全过程曲线中无明显屈服点时，节点设计承载力可取节点破坏荷载的1/1.2～1/1.4;
4当节点破坏位移大于D/100或L/100(D为主管管径，L为节点板受力长度)时，宜取D/100或L/100对应加载值作为节点设计承载力。
3.1.14钢连接节点变形能力验算应符合下列规定：
1一般预应力钢连接节点可不进行变形能力验算；
2对于新型预应力钢连接节点或关键节点，宜进行基于几何非线性和材料非线性的荷载-应变(位移)全过程分析，得到节点屈服应变值、屈服变形值、节点破坏变形值等性能参数；节点在设计承载力对应的荷载作用下变形值不应大于D/100或L/100,节点在破坏荷载作用下弹塑性变形值不应大于D/50或L/50(D为主管管径，L为节点板受力长度),节点变形能力极屈比不应小于1.2。
3.1.15 在张拉节点、锚固节点和转折节点的局部承压区，应验算其局部承压强度，可采取可靠的加强措施满足设计要求。对构造、受力复杂的节点宜采用铸钢节点。
