预应力组合梁的受力性能

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1、预应力组合梁的受力性能　　预应力组合梁充分利用了高强预应力筋、钢材和混凝土三种材料的力学性能，具有应用范围广、承载力高、使用性能好、抗疲劳性能优良和经济性较好等特点，目前在国内外得到了越来越多的应用。本文对预应力组合梁在国内外的最新应用进展进行了总结和回顾，介绍了预应力组合梁的受力性能，阐述了其优点和应用实例，并针对存在的问题提出了建议。　　【关键词】预应力组合梁；力学性能；抗震性能　　　　0.前言　　组合梁是充分利用钢与混凝土两种材料的结构特点，通过剪力连接件组合而成的一个整体受弯构件，具有强度

2、高、延性好、抗疲劳性能优越、施工简单等优点。但在实际应用中仍具有变形大、负弯矩区域混凝土板处于　　受拉等不足。而预应力组合梁是在普通组合梁的基础上，合理地布置高强度预应力钢筋，并对预应力张拉，使组合梁在承受全部外荷载之前建立起预应力。该预应力能减小或抵消梁在外荷载作用下产生的应力，从而降低应　　力峰值、提高结构刚度、改善结构受力性能。　　预应力组合梁是现代预应力技术在组合结构领域的进一步发展和应用，它兼有预应力构件和组合梁的优点，具有广泛的应用前景。它的主要优点如下：充分利用了混凝土、钢材、预应力

3、筋的材料强度，减小了构件截面　　尺寸；改善了构件的受力性能，扩大了弹性范围，减轻了自重，可以节约钢材10%～20%，降低构件造价5%～10%；通过施加预应力降低了构件的最大拉应力，使低韧性钢梁的脆断可能性减小，增强了结构的疲劳抗力，　　通过降低有效应力幅值增强了结构的疲劳使用寿命；增大了结构的刚度，提高了结构的抗震性能；通过控制结构负弯矩段裂缝，改善了结构的使用性能和耐久性；使用体外预应力体系，减小了预应力摩阻损失，便于重复张　　拉与维护，更换已损坏的钢索[1]。　　　　1.预应力组合梁力学性能研

4、究　　一年持续荷载下预应力组合梁的受力性能　　薛伟辰[2]基于1年长期荷载试验，对预应力组合梁的长期变形、预应力筋应变、钢梁应变、抗剪连接件的滑移等时随性能进行较为系统的研究。在此基础上，指出我国《钢结构设计规范》中有关预应力组合梁长期挠度　　的计算方法偏于不安全，并提出了相应的设计建议。　　预应力组合梁的极限承载力计算　　詹界东[3]等采用塑性分析法分析了预应力组合梁在极限状态下的受力性能.根据塑性中和轴的位置把梁的截面分为2类，分别给出了它们的判别条件和抗弯承载力的计算公式.以此确定构件的承载

5、力.计算结果表明，在最　　大偏心距相同情况下，直线布置、梯形布置和三角形布置的极限承载力相同；预应力组合梁比普通组合梁的极限荷载可提高%；钢梁屈服强度提高，梁的极限荷载也随着提高。　　预应力作用下组合梁混凝土法向应力分析　　周安[4]等针对在混凝土翼板中设置后张预应力的连续组合梁，提出由分担预加轴力、主弯矩和次弯矩产生的混凝土法向应力计算公式，主要分析施加于混凝土翼板的预应力通过剪力键向钢梁传递的力学模型，建立混　　凝土翼板承担的预压力沿梁纵轴的分布函数和理论解，求得考虑剪力键柔性的混凝土法向应力

6、计算公式，作为组合梁抗裂设计依据。对于采用柔性剪力键的预应力组合梁，周安等建立了考虑剪力键滑移及组合梁压缩变形的　　混凝土法向应力理论计算方法，为组合梁在各个截面的抗裂分析提供了更精确的依据。　　预应力混凝土组合梁徐变应力重分布　　预应力混凝土组合梁中，先、后浇注的混凝土的龄期和应力水平不同，两部分的徐变变形相互制约，将导致应力重分布，如何计算此效应，一直是一个空白。盛兴旺[5]等基于平截面变形假定和线性徐变理论，建立了　　预应力混凝土组合梁徐变应力重分布的计算理论和公式，供设计参考。最后以预应力

7、混凝土组合T梁为例，分析了徐变应力重分布效应。　　用于预制预应力组合梁的剪切强度键　　在预制系统中板也是一个预制元素，板网连接是间断的且通常由通过遗留在连接线和规定间距网格之间的洞口的现浇混凝土插头组成。板对复合梁的抗弯强度的贡献很大程度上取决于单独键的抗剪强度和它们之间的间距。这个工作中的一个测试程序是用来估计用于实验包括预制钢筋混凝土桥面板和预制预应力混凝土梁的满刻度剪切键，作为钢筋连接数量和类型的一个功能。在测试结果和剪切摩擦模型基础上，得到了一剪切　　键抗剪强度的估算方程[6]。　　　　2

8、.预应力组合梁在负弯矩作用下的研究　　预应力组合梁在负弯矩作用下的塑性铰长度研究　　贾远林[7]等为了研究体外预应力组合梁在负弯矩作用下的塑性铰长度，采用悬臂梁模型，运用有限元方法对截面支撑条件、跨高比及几何性质对塑性铰长度等参数的影响进行了分析.分析结果表明，组合梁在负弯矩作　　用下的力学性能受稳定控制，其支座单边塑性铰长度约为倍钢梁腹板高度，并不随截面几何性质、加载方式等的改变而明显变化。　　预应力组合梁负弯矩作用下梁端转动能力研究　　对组合梁施加体外预应力，可有效提高截面的开