預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁有關(guān)設(shè)計(jì)問題的研究.pdf

1、本文結(jié)合中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院委托修編的標(biāo)準(zhǔn)圖集G414《預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工字型屋面梁》的設(shè)計(jì)情況，探討了預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁設(shè)計(jì)中存在的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題，并結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行討論，得出以下幾個(gè)結(jié)論：1.采用鋼絞線－夾片錨固體系代替以往的冷拉Ⅱ、Ⅲ級鋼筋－螺絲端桿錨固體系或冷拉Ⅳ級鋼筋－JM錨固體系，不僅可以提高預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁的承載能力，改善其抗裂性、局部承壓能力等，而且可以降低施工難

2、度和成本。 2.預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁的改進(jìn)設(shè)計(jì)主要包括：截面形式的改進(jìn)、預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量和曲線形式改進(jìn)以及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置改進(jìn)。預(yù)應(yīng)力筋與普通鋼筋合理搭配可以使構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能、施工性能和經(jīng)濟(jì)效益得到更好的統(tǒng)一。 3.將變角軟化桁架理論模型應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁的斜截面受剪承載力設(shè)計(jì)，通過對極限狀態(tài)的應(yīng)力應(yīng)變情況進(jìn)行一定簡化，建議了簡支預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁在集中荷載作用下的斜截面受剪承載力的計(jì)算方法，此外，利用該方法對以往國內(nèi)

3、的部分受剪試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)情況吻合較好。 4.結(jié)合以往國內(nèi)的試驗(yàn)研究資料，提出了考慮截面形式、剪跨比和預(yù)應(yīng)力影響的斜壓破壞受剪承載力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式，并使其作為預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹梁的受剪截面控制條件。利用此公式對以往國內(nèi)大量的斜壓破壞試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算值與試驗(yàn)值符合較好，且有一定的安全富余。本文提出的受剪截面控制條件比規(guī)范的條件更加合理和經(jīng)濟(jì)。 5.薄腹梁端部承受局部偏心荷載時(shí)產(chǎn)生的裂縫一般分為兩類：劈裂裂縫

4、和端面裂縫。通過理論分析和試驗(yàn)研究，建議了端部截面較小且張拉力較大情況的端部開裂荷載計(jì)算公式，并給出梁端抵抗拉力的配筋設(shè)計(jì)。通過試驗(yàn)表明，劈裂裂縫的開裂荷載計(jì)算方法較準(zhǔn)確，而端面裂縫的開裂荷載計(jì)算方法偏于安全。采用較厚且面積較大的錨墊板，可以有效地降低混凝土剝落應(yīng)力的峰值，從而提高端面裂縫的開裂荷載。 6.抵抗劈裂拉力的配筋，按規(guī)范9.6.9條最小體積配筋率的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)偏于不安全，可按本文方法根據(jù)劈裂拉力的大小來計(jì)算。對于抵抗

5、剝落拉力的配筋，規(guī)范9.6.10條的計(jì)算方法比較合理。試驗(yàn)表明，合理的梁端鋼筋能有效的抑制梁端裂縫的擴(kuò)展，即使在局部集中荷載遠(yuǎn)大于開裂荷載情況下，裂縫的開展寬度均小于0.2mm。 7.規(guī)范關(guān)于施工階段控制預(yù)拉區(qū)裂縫的鋼筋計(jì)算公式過于簡單，沒有反映出控制裂縫的鋼筋與施工階段預(yù)拉區(qū)拉力的關(guān)系。筆者通過對施工階段預(yù)拉區(qū)的混凝土應(yīng)力進(jìn)行分析，提出了施工階段預(yù)拉區(qū)控制裂縫鋼筋的彈性計(jì)算方法，該方法計(jì)算簡單，能較準(zhǔn)確地預(yù)測裂縫可能出現(xiàn)的截面