预应力混凝土新型结构.总结.doc

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1、预应力钢筋混凝土防火设计摘要：由于普通混凝土的抗拉强度有限，所以在近代混凝土工程中，逐步采用了通过给混凝土结构物预加压应力的方法，使混凝土承重结构的受拉区处于受压状态，在混凝土产生拉应力时，用预压应力抵消，从而提高混凝土的使用性能。由此可以说：预应力混凝土就是按照需要，预先引入某种量值、某种分布的的内应力，以局部或全部抵消使用荷载应力的混凝土。关键词：预应力防火预应力钢筋混凝土为一种用途广泛的混凝土制品。它具有抗弯拉性能高，抗裂性能强和耐久性好等特点。预应力混凝土通过张拉钢筋(索)，使钢筋混凝土结构在承受外荷载之前，受拉区的混凝土预先受到一定压应力的混凝土，

2、是在结构构件受外力荷载作用前，先人预应力混凝土结构为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构，因以张拉钢筋的方法来达到预压应力，所以也称预应力钢筋混凝土结构。为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强材，人们在长期的生产实践中创造了预应力混凝土结构。所谓预应力混凝土结构，是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其

3、抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构，因以张拉钢筋的方法来达到预压应力，所以也称预应力钢筋混凝土结构，当构件承受使用荷载而产生拉应力时,首先要抵消混凝土的预压应力,然后随着荷载的增加,受拉区混凝土产生拉应力.因此,可推迟混凝土裂缝的出现和开展,以满足使用要求.这种在结构构件承受荷载以前预先对受拉区混凝土施加压应力的结构构件,就称为预应力混凝土构件.。由于混凝土抗压强度大，抗拉强度非常小，所以在钢混结构中不能很好的发挥其抗压作用（还未压坏受拉区就已经拉坏了），因此在结构中加预应力筋，称为预应力砼。如加钢绞线、精轧螺纹钢之类

4、。混凝土浇筑完成后在预应力孔道内穿入钢绞线，对钢绞线施加应力，之后再封锚灌浆（当然，这是后张的，还有先张法，即先施加应力）。施加应力采用油泵、千斤顶。抵消结构自重及外力作用，最大限度发挥结构中普通钢筋及混凝土的作用。火灾能造成建筑结构的严重破坏,甚至导致建筑结构的坍塌,预应力混凝土结构近年来发展较快,应用越来越多。结构抗火设计应同时满足预应力混凝土结构火灾下与火灾后的安全,目前欧洲抗火设计规范(EC2-1-2)虽对预应力混凝土结构抗火设计方法有所述及,但仍是初步的,尚需开展火灾下与火灾后预应力混凝土梁板力学性能的研究。论文主要开展了五个方面的研究工作。(1)

5、高温下的预应力钢筋高温下的预应力钢筋、非预应力钢筋高温后的力学性能是开展火灾后预应力结构损伤评估与修复的重要依据。针对目前高温后预应力钢筋、非预应力钢筋力学性能研究中未考虑高温下应力历程对高温后力学性能的影响这一问题,为考察高温后预应力钢筋及非预应力钢筋力学性能,砸碎38个火灾后预应力混凝土梁板试件的混凝土,取出预应力钢筋及非预应力钢筋,制作成481个预应力钢筋试件和489个非预应力钢筋试件,并对这些试件进行高温后的力学性能试验。基于试验结果,探索了高温后预应力钢筋和非预应力钢筋的相关强度、弹性模量、断后伸长率等的变化规律;分别给出了高温后预应力钢筋及非预应

6、力钢筋的应力—应变曲线方程。试验结果表明,在经历相同的温度作用后,承受初始应力的预应力钢筋较未施加初始应力的预应力钢筋的强度低,初始应力水平(常温下初始应力与常温下钢筋极限强度的比值)为0.6较无初始应力时,预应力钢筋条件屈服强度降低约7.0%;而高温后非预应力钢筋强度受初始应力的影响不大。(2)相关规定我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)还没有对预应力混凝土结构抗火设计作出具体规定。为研究预应力混凝土梁板的抗火性能,合作完成38个预应力混凝土简支梁板、连续梁板抗火性能试验,探索了混凝土保护层厚度、荷载水平、综合配筋指标等关键因素影响对预应

7、力混凝土梁板抗火性能的影响,提出了火灾下混凝土梁板的无粘结筋应力、跨中变形计算公式,考察了火灾下连续梁板支座反力的变化。(3)混凝土、预应力钢筋和非预应力钢筋的本构关系与力学性能混凝土、预应力钢筋和非预应力钢筋的本构关系和预应力混凝土梁板的力学性能随温度—荷载途径而的不同而不同,从混凝土、普通钢筋和预应力筋的热—力耦合本构关系出发,用t时刻的混凝土应力计算t+1时刻混凝土的瞬态热应变、高温徐变,实现了混凝土热—力耦合本构关系的解耦,钢筋、预应力筋的处理方法与此相同,可获得火灾下预应力混凝土梁任意截面的弯矩—曲率全过程曲线,基于支座变形协调方程,可利用割线刚度

8、法对支座反力进行迭代求解,通过对截面曲率积分可求得连