现代预应力结构第9章

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1、9.1优缺点9.2结构布置方案9.3主梁设计9.4PC次梁的设计9.5参考文献第九章大跨度预应力次梁楼盖体系9.1优缺点1、优点次梁受荷面积小，截面高度小，主次梁梁高几乎相同，对降低层高有利，尤其对高层主梁跨度减小，形成小跨多跨纵向框架，主梁及框架柱的弯矩大大降低，截面尺寸减小，配筋减小力筋分散至各次梁中，便于张拉，施工方便，局压减小用材料省，相比主梁方案：钢材省20~25%，混凝土省15%。9.1优缺点2、缺点由于预应力跨度数限制，往往次梁布置在建筑平面的短向致使该方向刚度较弱（在高烈度地区或高层情况，可以加设抗震墙或筒体）主次梁刚接时，边主梁受扭，特别是

2、次梁跨度较大时9.2结构布置方案1、单跨次梁、跨度较大，20~30m，层高2~3层为避免主次梁刚接致使主梁受扭过大，可将次梁简支在主梁上，通过钢板或橡胶平板支座实现铰接次梁方向为带铰接连杆的多层排架模型主梁方向形成多跨非预应力框架（一般在纵向）9.2结构布置方案2、单跨次梁、跨度＜20m主、次梁（板）现浇、刚接层数不多时（2~3层），可采用纯框架层数较多时（甚至高层），可利用平面两端的楼、电梯间（筒体）作为主要的抗侧结构，实现多道设防次梁方向，与主梁相连接的次梁简化为连续梁，边支座可简化为简支与柱相接的次梁与柱形成预应力次梁框架主梁方向形成非预应力主梁框架高

3、烈度地区亦可考虑设置抗震墙或筒体9.2结构布置方案3.多跨次梁次梁跨度12~18m，主梁跨度5~10m主次梁力学模型同上，形成双向框架可利用楼、电梯间设置筒体，形成有两道防线的框-剪体系，可用于地震区或中高层建筑对于高层，由于梁跨度大、层数多，使柱的轴力太大，故柱的设计十分重要，可考虑设计成壁式框架柱或外框筒柱9.2结构布置方案4.其它问题一般采用现浇整体楼盖，装配式亦要有整浇层为加强楼盖的整体刚度，可在次梁间设置RC连系梁为减小边跨次梁对边主梁的扭矩作用，尽量考虑设置外伸悬挑9.3主梁设计9.3.1边主梁的受扭一、概述在主、次梁刚接的整浇楼盖中，次梁的边跨

4、梁端转动受到主边梁的约束，而边主梁则受到次梁梁端传来的弯(扭)矩作用在相交处存在弯扭平衡和弯扭变形协调关系，边主梁所受扭矩为“协调扭矩”9.3.1边主梁的受扭普通PC主次梁楼盖中，次梁跨度一般不大，往往可忽略这种协调扭矩作用而在大跨度PC次梁楼盖中，边主梁的跨度相对较小，抗扭刚度较大；而PC次梁的跨度大，弯曲刚度相对较小，因此边主梁可能受到较大的“协调扭矩”作用在大跨度PC次梁楼盖中，既存在荷载产生的“协调扭矩”，还存在等效荷载产生的“次扭矩”一般这种“次扭矩”方向与外荷载相反，是否有利？9.3.1边主梁的受扭二、相关研究成果1．弹性分析法次梁弯曲刚度、边主

5、梁扭转刚度为不变的弹性刚度，根据上述平衡关系和变形协调关系，用力学方法可求出协调扭矩问题：⑴协调扭矩值偏大，甚至无法进行边主梁配筋⑵实际上边梁开裂后，其扭转刚度大幅下降→产生“弯扭内力重分布”⑶低估了PC次梁的跨中正弯矩二、相关研究成果2．零刚度法（加Collins提出）假定边主梁扭转刚度为零—→协调扭矩为零，配置抗扭构造钢筋问题：⑴边主梁、次梁梁端可能裂缝较宽;主梁的抗扭钢筋配置可能偏少⑵过高估计了PC次梁跨中正弯矩二、相关研究成果3．塑性法（澳ThomasT.C.Hsu提出）边主梁受扭开裂后协调扭矩保持一个定值，并取为开裂扭矩值问题：⑴边梁开裂后虽扭转刚

6、度有明显下降，但协调扭矩仍随荷载的增加而增长⑵开裂扭矩的合适取值？特别是当有现浇板时二、相关研究成果4．《GB0010－2002》：“宜考虑内力重分布”，但没给出具体、明确的规定5．国内常用的方法：⑴零刚度法⑵对梁的弹性扭转刚度折减（折减系数0.4~1.0）二、相关研究成果6．近年的研究边主梁所受“协调扭转”具有阶段性：第一阶段：张拉次梁，边主梁受到“次扭矩”和“次梁自重扭矩作用”，边主梁一般处于“纯受扭状态”—→可能反向受扭开裂第二阶段：拆除模板和支撑后，边主梁同时受到“弯、剪、扭”的复合作用，且随着外荷载的增加，次扭矩将被荷载扭矩所抵消，且出现正向扭转开

7、裂最后破坏形式取决于边主梁的相应抵抗能力6．近年的研究对带整浇板的边主梁，开裂前可取弹性扭转刚度的80％，开裂后可取40％～10％纯扭作用下的开裂扭矩可取Tcro＝0.8ftWt式中，Wt——截面抗扭塑性抵抗矩6．近年的研究弯扭复合作用下的开裂扭矩与对应的剪力Vcr存在如下相关关系：Tcr/Tcro+Vcr/Vcro=1式中，Vcro—弯剪状态下斜截面的开裂剪力a—剪跨PC次梁开裂前可取弹性弯曲刚度的85％，开裂后按“规范”取值次扭矩在弯矩内力的重分布过程中是否变化，如何变化，有待进一步研究9.3.1边主梁的受扭三、减少边主梁受扭的措施⑴次梁的边跨设置外伸

8、悬挑段⑵主梁跨度不宜过大，以减小对其作用的次梁数量⑶