预应力混凝土开孔平板的实验分析

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1、江苏大学硕士学位论文预应力混凝土开孑L平板的实验研究第1章绪论1．1现代预应力混凝土的应用及无粘结预应力混凝土平板的特点早在1886年，美国就提出混凝土施加预应力的设想，然而直到20世纪30年代。由于著名法国工程师弗莱西奈(EugeneFreyssinet)的研究【15】【16】【171，预应力混凝土才真正应用于实际。现代预应力混凝土是用高强度钢材和较高强度的混凝土经先进的生产工艺制作的、用现代设计概念和方法设计的高效预应力混凝土m】1391。它能改善混凝土结构使用阶段的性能，如受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度。采用预应力，也能降低甚至

2、消除使用荷载下的挠度，提高受剪承载力，改善卸载后的恢复能力，提高耐疲劳强度，还能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。因此，现代预应力混凝土结构是解决大跨度、大空间建筑、高层建筑、重型结构、特种结构等建筑结构的不可缺少的、重要的结构形式，相关的预应力技术在土木、医学等工程中都有重要应用。无粘结预应力混凝土平板指板底面以下没有梁而是用柱支撑，板采用后张无粘结预应力筋和有粘结非预应力钢筋的混合配筋形式。这种结构已经广泛应用于办公大楼、公用结构、公寓和旅馆等。在此情况下，荷载不大，跨度一般也不大。可以充分发挥无梁平板结构的优点118】I拇】。无粘结预应力混凝土平板的优点在于可以控制结构的裂

3、缝和变形，大大减小了结构的截面尺寸。由于板底面以下没有梁或托板，模板费用就可以减至最小。建筑高度可能做到最小，这样可缩减结构的总高度，并附带节约了隔墙和外墙、采暖、通风和水泵管线等的造价。平滑的板底还大大改善采光、通风和卫生条件。1．2无粘结预应力混凝土平板开子L后存在的问题以及研究现状由于智能建筑的大量出现，会使结构功能发生突破性的变化，与之相应的各种辅助建筑设施(如供水(气，电)系统，空调系统，消防，识别，预警系统，办公自动化系统，工业自动化生产线系统等)将会变的越来越庞大而复杂，各种管线四通八达，目前它们都是从建筑结构的梁下、板中穿过，被它们挤占的空间越来越可观。这些孔口的

4、存在往往会改变钢筋混凝土板原来的受力性能，因此孔口周边的正确处理就成为工程实践中必不可少的环节。我国1994年5月1日江苏大学硕士学位论文预应力混凝土开孔平板的实验研究出台的《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ／T92—93)中第4．3．12条规定，在板内无粘结预应力筋可分两侧绕过开孔处铺放，无粘结预应力筋距孔口不宜小于150mm，水平偏移的曲率半径不宜小于6．5m'孑L口边应配置构造钢筋加强。当扳内洞口的位置离受荷面积的距离小于10倍板厚时，或者无梁平板或无梁楼板内的洞口位于柱上板带范围内时，AcI《规范》要求板的剪切危险截面应予修正。同时，AscE．ACI第426委员会

5、提出：当洞口或者自由边离受荷面积的周边小于4倍板厚或者2L(两者取较大值)时，必须考虑洞口和自由边对抗剪强度的影响，这里屯为钢筋穿过柱的伸展长度或位于剪力销上面的伸展长度。因为由洞口引起的局部变形只出现在大约2倍板厚的范围内，所以受荷面积的周边离洞口的间距为4倍板厚是合理的。同样，为了满足靠近荷载和洞口处的应力变化所需的锚固要求，2倍的伸展长度也是很有必要的。无粘结预应力混凝土板开孔后存在的问题有许多方面：1．孔口对板的强度的影响；2．孔口对板的刚度的影响；3．孔口对板的破坏载荷的影响；4．当开孔靠近柱时引起板的抗剪强度的降低：5．当开孔靠近柱时引起板的抗冲切能力的降低。对于开孔

6、对板格内弹性弯矩的影响，在国外作过许多研究【1】【2】【3】【4】，但都是关于梁板结构的。weidemann最早分析了方形孔对方形板的弯矩的影响【”，其它的重要研究主要是在六十年代初期由伊利诺斯大学完成【5】【6】【7】。他们采用有限差分法分析了开有各种孔的方形固定板，包括方形孔、矩形孔和带加强边的孔，除了分析均布荷载作用下的情况外，还检验了绕孔口边缘分布线荷载的情况。Fluhr将近似分析钢筋混凝土板的方法用于开孔板⋯，求得的结果与weideman的分析结果相当一致。不管采用什么方法，最后得出孔对板格内的弹性弯矩的影响的结论【8】是一致的：在大多数情况下，孔的存在只会在孔周围的局

7、部范围内产生弯矩集中，集中弯矩的存在范围不会超出离洞口O．1L的距离，在板的其它部分未必会引起弯矩大小及其分布的非常明显的变化，因为孔口部分虽然没有抗弯强度，但是由于板不必承担孔口面积上的荷载，使板承担的总荷载比未开孔的板小，从而使除孔口周围局部范围外的其它部分的弯矩减少。江苏大学硕士学位论文预应力混凝土开孔平板的实验研究国内关于开孔板的研究最近也有一些【9】【10】⋯【12l【13】㈣，但有的是结合工程实例，有的是关于四边固支和四边简支，关于柱支体系的无粘结预应力平板的研究尚属