無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制

1、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制摘 要：粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土作為一種新型的高效預(yù)應(yīng) 力混凝土結(jié)構(gòu)，在工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，但是，在對(duì) 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，由于受到各方面因素 的影響，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，這不僅對(duì)工程施工的質(zhì) 量帶來了嚴(yán)重的影響，還存在著一定的安全隱患，因此對(duì)其 粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫的控制有著十分重要的意義。本 文通過對(duì)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制進(jìn)行簡(jiǎn)要的介 紹，并且利用工程實(shí)例，對(duì)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控 制的方法進(jìn)行分析，以供相關(guān)人士參考。關(guān)鍵詞：粘結(jié)預(yù)應(yīng)力；混凝土構(gòu)件；裂縫控制所謂的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土就是指利用高強(qiáng)度鋼材以 及后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝

2、土施工工藝為主要的施工特點(diǎn)的 一種新型的高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。在工程施工中，它可以 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫和繞度進(jìn)行有效的控制，而且在工程結(jié) 構(gòu)的承載力的作用下，有著較好的延性和吸能功能。但是， 由于這項(xiàng)新型的施工技術(shù)，在我國(guó)起步的比較晚，因此目前 還沒有準(zhǔn)確的裂縫控制和裂縫寬度計(jì)算的方法，技術(shù)人員只 能將相關(guān)的規(guī)則制度和自身的施工經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)其無粘結(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫進(jìn)行有效的控制。1 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制1.1 拉應(yīng)力控制目前，在工程施工中，施工人員根據(jù)工程施工的實(shí)際情 況和相關(guān)規(guī)定，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫的控制的等級(jí) 分成一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)這三個(gè)等級(jí)。而對(duì)三級(jí)和二級(jí)裂縫的

3、控制，我們只對(duì)在荷載效應(yīng)的保障組合下對(duì)其無粘結(jié)混凝土 構(gòu)件的拉應(yīng)力進(jìn)行嚴(yán)格的控制要求，從而保證在工程施工中， 施工人員可以對(duì)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫進(jìn)行有效的 控制，以確保工程施工質(zhì)量符合工程施工的要求。1.2 新舊規(guī)范相比較 雖然我國(guó)在對(duì)無粘結(jié)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制中沒有 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是為了確保施工人員對(duì)裂縫的有效控制，我 國(guó)的相關(guān)部門也制定出了相應(yīng)的規(guī)則制度，對(duì)其進(jìn)行管理。 目前，為了促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，我國(guó)相關(guān)部門也對(duì)其無粘結(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了修訂，和原規(guī) 范相比較，現(xiàn)行的規(guī)范制度主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（ 1）為了和國(guó)際主流無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控 制技術(shù)

4、接軌，人們從荷載效應(yīng)組合方式進(jìn)行了一定的改進(jìn)， 將原本的中短期效應(yīng)組合和長(zhǎng)期效應(yīng)組合，分別改為標(biāo)準(zhǔn)組 合與準(zhǔn)永久組合，以便于人們的理解。（ 2）由于原裂縫控制規(guī)范對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力限制 系數(shù)和受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)要求比較嚴(yán)格，這就給工程施工帶來了一定的難度，因此為了有利于工程施工，我國(guó) 相關(guān)部門就結(jié)合技術(shù)人員在工程施工中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，就將拉 應(yīng)力限制系數(shù)和塑性影響系數(shù)取消，進(jìn)而降低工程施工難度， 節(jié)約投資，提高了工程施工的經(jīng)濟(jì)效益。2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫寬度計(jì)算 在工程施工中，由于普通混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土之 間存在著一定的問題，而且導(dǎo)致無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn) 生裂縫的原因有很

5、多，因此在一般情況下，對(duì)其預(yù)應(yīng)力筋的 應(yīng)力水準(zhǔn)就很難確定，為了方便人們對(duì)裂縫寬度進(jìn)行很好的 計(jì)算，施工人員就采用多種計(jì)算方法，在工程施工中對(duì)其進(jìn) 行確定，這樣不僅方便施工人員對(duì)其進(jìn)行理解，還有利于計(jì) 算方法的實(shí)際應(yīng)用。目前，在對(duì)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫寬度進(jìn)行確定 的時(shí)候，技術(shù)人員采用的是現(xiàn)行規(guī)范將平均裂縫的寬度和擴(kuò) 大系數(shù)相乘，從而對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度進(jìn)行 計(jì)算。和原本的規(guī)范相比較， 這種新型規(guī)范制度的計(jì)算方法， 有著以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：（ 1）以考慮縱向鋼筋表面特征對(duì)裂縫寬度的影響，但 試驗(yàn)證明，保護(hù)層厚度這部分的影響與鋼筋表面特征的關(guān)系 是不大的，因此新規(guī)范把鋼筋的粘結(jié)特征

6、系數(shù)乘在括弧內(nèi)的 項(xiàng)中，比較合理。2）考慮到目前保護(hù)層厚度有增大的趨勢(shì)，把系數(shù)2.7及 0.1 分別改為 1.9 及 0.08 ，反映了增大保護(hù)層厚度的影響。（ 3）新規(guī)范對(duì)于采用多種不同直徑和不同表面特征的 鋼筋的構(gòu)件，根據(jù)鋼筋和混凝土粘結(jié)力等效的原則，引入了 等效鋼筋直徑的概念。（ 4）新規(guī)范對(duì)縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，仍采用 原規(guī)范的設(shè)計(jì)公式，但根據(jù)近年來的一些有關(guān)資料和工作經(jīng) 驗(yàn)，將值的下限值由 0.4 改為 0.2。根據(jù)以上分析比較可以看出，采用新規(guī)范的裂縫寬度計(jì) 算方法，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裂縫寬度計(jì)算也相應(yīng)得到放松，這有 助于減少無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼量，提高其經(jīng)濟(jì)性。3 工程實(shí)

7、例某廠房為 4 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)， 按原規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)， 抗裂控制等級(jí)為二級(jí)。廠房平面縱向軸線長(zhǎng)度約100m，其中軸與軸之間跨長(zhǎng)為 4m，其余各跨跨長(zhǎng)為8m;橫向軸線長(zhǎng) 度約為27m，共3跨，其中二側(cè)邊跨跨長(zhǎng)為 8m，中跨為11m。 橫向框架邊跨梁的截面尺寸為 400mmx600mm ，中跨梁截面 尺寸為 400mmx700mm ;縱向框架梁的截面尺寸均為 400mm x 600mm?？蚣芰骸寤炷翉?qiáng)度等級(jí)為C40,框架柱混凝土強(qiáng)度為C30。樓板厚度為180mm。由于結(jié)構(gòu)跨度較大，框架梁和樓板均采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力 技術(shù)，預(yù)應(yīng)力筋采用有高密度聚乙烯塑料涂包的無粘結(jié)鋼絞 線，預(yù)應(yīng)力筋張拉端采用夾

8、片式錨具，固定端采用擠壓式錨具。橫向框架邊跨梁預(yù)應(yīng)力筋為815,中跨梁預(yù)應(yīng)力筋為1615;縱向框架梁預(yù)應(yīng)力筋為 1015,預(yù)應(yīng)力筋為曲線布 置。每束預(yù)應(yīng)力筋的控制張拉力為 182.3kN。結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)， 恒載標(biāo)準(zhǔn)值為 6.15kN/m ，活載標(biāo)準(zhǔn)值取為5kN/m 。由于目前該廠房未進(jìn)行任何裝修，無使用荷載，為 了模擬結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況，結(jié)構(gòu)計(jì)算采用下述 3 種承載工 況。（1）工況1: 1.2x樓面結(jié)構(gòu)自重+1.0x預(yù)應(yīng)力。（2）工況2： 1.0x恒載（自重+樓面恒載）+1.0x活載+1.0x 預(yù)應(yīng)力。（3）工況3： 1.2x恒載+1.4x活載+1.0x預(yù)應(yīng)力。根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫控制驗(yàn)算方

9、法，在正常使用 極限狀態(tài)下， 取截面塑性系數(shù) 1.75，混凝土 2.45N/mm（ C40， 原規(guī)范），考慮該廠房實(shí)際情況，目前樓面無使用荷載，與 樓面施工狀況相近，適當(dāng)放寬了拉應(yīng)力控制系數(shù)。4 幾點(diǎn)建議4.1 與原規(guī)范相比，新規(guī)范對(duì)裂縫控制條件和裂縫寬度 計(jì)算均有所放松，但在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工程中，新規(guī)范仍比實(shí) 際應(yīng)用中放寬值的效果要嚴(yán)，按新規(guī)范設(shè)計(jì)時(shí)所需的預(yù)應(yīng)力 筋比實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的偏多，考慮無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，建 議在有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)時(shí)可對(duì)控制條件進(jìn)一步放松。4.2 目前無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)一般均按二級(jí)裂縫控 制等級(jí)設(shè)計(jì)，要求不出現(xiàn)裂縫。但對(duì)荷載差異較大，其短期 效應(yīng)組合值高出長(zhǎng)期效應(yīng)組合值很多的結(jié)構(gòu)，可考慮采用在 荷載短期效應(yīng)組合下按允許開裂的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn) 行設(shè)計(jì)，但應(yīng)限制。結(jié)束語總而言之，當(dāng)前，雖然我國(guó)并沒有對(duì)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝 土構(gòu)件裂縫控制進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范，但是也制定了相關(guān)的規(guī)則 制度，對(duì)其進(jìn)行處理，讓技術(shù)人們?cè)诠こ淌┕ぶ型ㄟ^自身的 施