預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)注意問題

1、一、名義拉應(yīng)力控制裂縫寬度的方法則簡便得多2:該方法一方面假設(shè)混凝土截面未開裂,按均質(zhì)材料計(jì)算出混凝土受拉邊緣的名義拉應(yīng)力。ct;另一方面，根據(jù)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立起如表1所示的與允許最大裂縫寬度相對應(yīng)的混凝土受拉邊緣允許名義拉應(yīng)力octi的關(guān)系。同時,考慮構(gòu)件截面高度及受拉區(qū)的普通鋼筋對控制裂縫寬度的有利影響,最終得出公式(3)所示的與某一裂縫寬度相對應(yīng)的允許名義拉應(yīng)力表達(dá)式。一、名義拉應(yīng)力表1混凝土允許名義拉應(yīng)力Table1AlhTiblemntiiialtensilestressN/113U12預(yù)加應(yīng)力方式裂縫寬度/混讎土強(qiáng)度等級urnC30C40C5G0.103.24.15.0灌漿的后張法

2、預(yù)應(yīng)力0.153.54.65.60.203.S5.16,2fl.241勺66.70.104.65.5先張袪預(yù)應(yīng)力0.15化3,20.206.06.9025637.氣%=3知+中訂00處(3)式中：oct為考慮截面高度和普通鋼筋影響后，與某一裂縫寬度相對應(yīng)的允許名義拉應(yīng)力；oct1為未考慮截面高度和拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力筋影響的允許名義拉應(yīng)力，由表1查得；oi為對后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)取4.0N/mm2;對先張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)取3.0N/mm2;B為截面高度對允許名義拉應(yīng)力的修正系數(shù)，由表2查得;As為受拉普通鋼筋用量(mm2);A為構(gòu)件截面面積(mm2)。由式(3)計(jì)算確定的名義拉應(yīng)力不得超過混凝土特征立方體強(qiáng)度fc

3、uk的1/4,即0.25fcuk。表2截面高度對允許名義拉應(yīng)力的修正系數(shù)0Table2Sectionheightrmdif刃ngcoefficientofthelioiniialtensilestiessg截面高度/inm200400600800000修正系數(shù)0M1.00.90.80.7在公式中消去了非預(yù)應(yīng)力筋用量As，并得出表3所示的簡單名義拉應(yīng)力控制裂縫寬度的方法。其中：osc為荷載標(biāo)準(zhǔn)組合作用下構(gòu)件混凝土受拉邊緣拉應(yīng)力;opc為預(yù)應(yīng)力作用下構(gòu)件邊緣的壓應(yīng)力；B為截面高度修正系數(shù)，由表4確定。該方法簡單明了，得到了眾多科技工作者的認(rèn)可，在工程設(shè)計(jì)中得到廣泛使用。表3后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件

4、裂縫控制驗(yàn)算建議Table3RecoiimiendaTionforthecrackVridtlicheckingofthepose-tensionedprestressedconcrettnumber外部環(huán)境條件荷載作用組合裂縫控制建議裂縫驗(yàn)算建議輕度侵蝕標(biāo)椎組合血忑0，20mm冬2.站肓出環(huán)境準(zhǔn)永久組合Bimx0.05mm0.8血中等侵蝕標(biāo)準(zhǔn)組合0.10mm%-電2.0亂環(huán)境準(zhǔn)永久組合減壓狀態(tài)-嚴(yán)重侵蝕標(biāo)準(zhǔn)組合減壓狀態(tài)迅c-環(huán)境準(zhǔn)永久組合減壓狀態(tài)%c-屜0表4截面高度對允許名義拉應(yīng)力的修正系數(shù)0Table4SectionheightiiDdifyingcoefficientoftheuoni

5、inaltensilestiess0截面高度丿inm1000修正系數(shù)孑1.2(1.311.151.00.9(0,85)0.8(0.75)二、預(yù)應(yīng)力度新的抗震規(guī)范規(guī)定:后張預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁中應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋混合配筋方式，按下式計(jì)算的預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度比,一級不宜大于0.6,二、三級不宜大1p/Py于0.75。(1)式中入預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度比；AP,As受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力筋、非預(yù)應(yīng)力筋截面面積；fPy預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fy非預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。上述規(guī)定以及規(guī)范中對相對受壓區(qū)高度進(jìn)行限定的目的是為了保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的抗震性能（延性、耗能和剛度退化等），在預(yù)應(yīng)力筋面積確定后，非預(yù)應(yīng)力筋面積即可由式（

6、1）算出。比如，對于二、三級抗震的預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁，若fPy=1320N/mm2,fy=300N/mm2,通過設(shè)計(jì)計(jì)算確定AP后，由式可推算出As=1.47AP，這個結(jié)果往往是非預(yù)應(yīng)力筋配筋面積的控制條件。同時我們知道，在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，柱子抗彎能力必須比與它連接梁的抗彎能力的總和大，即梁應(yīng)先于柱子出現(xiàn)塑性鉸;在梁柱節(jié)點(diǎn)中，連接節(jié)點(diǎn)與連接構(gòu)件相比必須等強(qiáng)或更強(qiáng);為避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆性破壞，抗剪能力應(yīng)始終大于抗彎能力。對預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)也應(yīng)滿足上述要求，以使預(yù)應(yīng)力框架具有一定的內(nèi)力重分布和能量耗散能力,獲得較好的抗震延性?；诖?，抗震規(guī)范還規(guī)定：“預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁端縱向受拉鋼筋按非預(yù)應(yīng)

7、力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值換算的配筋率不應(yīng)大于2%”,這是根據(jù)“強(qiáng)柱弱梁”的抗震原則提出的，以確保塑性鉸首先出現(xiàn)在梁端。但應(yīng)注意到，混凝土規(guī)范第11.8.3條與上述規(guī)定有所不同，其表述為：“縱向受拉鋼筋按非預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值折算的配筋率不應(yīng)大于2.5%(HRB400級鋼筋)或30%(HRB335級鋼筋)”。相比而言，混凝土規(guī)范考慮了不同鋼筋強(qiáng)度等級的因素，因此，這條規(guī)定比抗震規(guī)范更合理一些。實(shí)際上，預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度比和最大配筋率的規(guī)定很大程度地限定了預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力度利預(yù)應(yīng)力筋的配筋量，按照抗震規(guī)范的要求：最尢綜合配筋率,P._兩式聯(lián)立可推導(dǎo)出MP孕嚴(yán)匕bh,實(shí)僦是限定了預(yù)應(yīng)力筋的最人配筋量

8、將T程中常用的參數(shù)0.52%bh.即對于二、三級抗震的預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁，預(yù)應(yīng)力筋的最大配筋率為0.52%(HRB400級鋼筋)或0.51%(HRB335級鋼筋)。按此配筋率，對于500mmX1000mm的矩形截面，若非預(yù)應(yīng)力筋為HRB335級鋼筋，則預(yù)應(yīng)力筋的最大配筋量為2550mm2,即不能超過18根規(guī)格為s15.2、強(qiáng)度1860級的鋼絞線。可見,欲保證構(gòu)件延性和耗能的要求，預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度比入不宜太高，然而，從結(jié)構(gòu)抗裂和控制撓度的要求入應(yīng)取大一些方能發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的優(yōu)勢。所以，按一級抗裂和二級抗裂要求設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件若要滿足抗震要求,必然截面尺寸要很大。一般情況下，對處于正常工作環(huán)境的預(yù)應(yīng)力框架，可以將荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的拉應(yīng)力限制系數(shù)acts,actl放寬，即按三級抗裂要求進(jìn)行設(shè)計(jì),為避免裂縫寬度的繁瑣計(jì)算，建議采用“名義拉應(yīng)力”方法進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。根據(jù)有關(guān)學(xué)者的研究7:(1)保證裂縫寬度3maxW0.1mm時:1act1.5;(2)保證裂縫寬度3maxW0.2mm時：1WactW3?；谏鲜龇治?，如果要滿足新抗震規(guī)范的要求，抗震區(qū)的預(yù)應(yīng)力梁截面已不能按通常的