后张预应力混凝土框架梁设计方法的研究.pdf

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1、第29卷第4期四川建筑科学研究2003年12月BUILDINGSCIENCERESEARCHOFSICHUAN85后张预应力混凝土框架梁设计方法的研究12周定松,王莺歌(1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;2.宝鸡市规划设计院,陕西宝鸡721004)摘要:探讨了后张预应力混凝土框架梁正截面承载力计算公式,提出了多层预应力混凝土框架梁的实用设计方法,此法考虑了各层预应力梁的相互影响,以正常使用要求为前提,同时满足了承载力要求。并通过算例,分析指出了现行设计方法的不足,明确了次轴力对预应力梁的影响。关键词:预应力框架梁;正截面承载力;设计方法中图分类号:T

2、U378.2文献标识码:A文章编号:1008-1933(2003)04-0085-031引言应该指出,Np不一定等于ApRpe。对于轴向无约束的后张预应力混凝土框架梁在工程中应用广泛,但如何准梁,二者相等;而轴向有约束的梁,Np往往小于ApRpe,如有确而合理进行设计却未能很好的解决,尤其是对于多层预应较大抗侧刚度的柱将约束预应力梁的轴向变形,阻止预应力力框架。设计人员常常需对预应力筋和非预应力筋的选配梁端部预加力向梁中传递,从而使梁产生次拉力,其值为进行反复试算,多次调整,工作量巨大。且设计中往往忽略Np-ApRpe,这将降低梁的承载力。次轴力对预应力框架梁的影响,以及各

3、层预应力梁之间的相212考虑预应力荷载分项系数的公式互作用,这也是不符合其受力状况的。本文针对这种情况,文献[2]给出了预应力混凝土结构的荷载效应组合公讨论了预应力框架梁的正截面承载力的计算公式,提出了多式:层部分预应力混凝土框架结构的一种设计方法,以完善预应nS=CGCGGk+CpCpNp+CQ1CQ1Q1k+6CQiCQiWCiQik力混凝土梁的设计。i=2式中Cp)))预应力荷载的分项系数;2预应力框架梁正截面承载力计算公式Cp)))预应力荷载效应系数;211正截面承载力计算公式的建立Np)))扣除所有损失的有效预加力值。预应力框架梁承载力计算公式可以从预应力的建立情

4、[1]并建议了预应力荷载分项系数:当预应力荷载对结构作况来推导:首先,预应力筋中有效预应力Rpe建立,预应力用效应有利时,Cp取019;对结构作用效应不利时,取111。筋与锚具所组成的体系以等效荷载的形式作用于结构,在梁[3]2002年颁布的5混凝土结构设计规范6(GB50010-2002)规中建立预应力综合弯矩Mp、综合轴力Np;预应力筋与混凝定:对承载能力极限状态,当预应力效应对结构有利时,预应土梁通过孔道灌浆形成整体后,由于变形协调,在极限荷载力分项系数应取110;不利时,应取112。这种规定是从弹性时应力增大至极限强度fpy,预应力筋提供的应力增量为内力角度来考虑预

5、应力效应的结果。在承载力极限状态下,(fpy-Rpe)。设在外荷载作用下控制截面的弯矩设计值为次内力对结构的影响是会发生变化的。国内外的研究成果M设,等效荷载作用下的弯矩值为Mp,轴力Np(压力为正)。表明:次弯矩确实随着约束条件的变化而变化,预应力筋限暂时将预应力荷载分项系数取为110。取控制截面微段隔制了塑性铰的转动能力,结构达到极限强度破坏时,次内力离体,如图1所示。在临界截面有一定的减小,次弯矩不会完全消失,仍部分存在于结构之中。另外,设计规范应确保结构安全,全面考虑各因素的影响,适当提高安全储备。故建议,当预应力荷载效应有利时,取Cp为015。对公式(1)的左边部

6、分作如下分解:M设+Mp=M设+M1+M2(2)图1预应力梁截面式中M1为主弯矩;M2为次弯矩。由平衡方程6M=0及6X=0可得如下计算公式:次弯矩M2是影响截面承载力的因素。因此,对(2)式xM设+Mp=Asfy(hs-)+Ap(fpy-Rpe)右边次弯矩项考虑荷载分项系数Cp,即写为M=M设+2xx(1)(hp-)+Np(hp-ep-)22收稿日期:2002-07-15;修回日期:2002-12-03fcmbx=Np+Asfy+Ap(fpy-Rpe)作者简介:周定松(1974)),男,四川荣县人,博士研究生,主要从事钢筋混凝土结构理论、工程结构抗震理论的研究。86四川建

7、筑科学研究第29卷M1+CpM2,代入式(1)有:M2M22F1111M1222{M}===[M]{F}(6)xM222FM=Asfy(hs-)+Ap(fpy-Rpe)@2M21M2222(3)用正常使用极限状态建立方程xx(3)(hp-)+Np(hp-ep-)预应力混凝土结构的设计往往以裂缝控制作为正常使22用极限状态的要求。5混凝土结构设计规范6(GB50010-fcmbx=Np+Asfy+Ap(fpy-Rpe)2002)根据结构类别及结构所处环境选择结构裂缝控制等公式(3)为综合考虑预应力荷载分项系数的正截面