浅议大跨度预应力混凝土结构设计

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1、浅议大跨度预应力混凝土结构设计　　摘要：近年来，随着建筑施工工艺的发展完善，大跨度预应力混凝土框架结构被大量应用于建筑工程中，并取得了良好的社会效益和经济效益。本文通过笔者多年从业经验，对预应力混凝土结构设计中的几个值得注意的问题进行简要阐述，供同仁参考。关键词：预应力；混凝土；结构设计；刚度要求；承载能力Abstract:inrecentyears,withthedevelopmentofconstructiontechnologyimprovement,largespanprestressedconcreteframestructureiswidelyappliedinthe

2、construction,andachievedgoodsocialandeconomicbenefits.Inthispapertheauthorofmanyyearsofexperience,brieflyexpoundstheproblemsofprestressedconcretestructuredesign,forreference.Keywords:prestressed;concrete;structuraldesign;stiffness;bearingcapacity中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：一、预应力混凝土结构的分析计算方法6根据承载能力

3、并满足正常使用的要求，预先选用预应力混凝土的预应力度，按预应力的大小进行结构设计的方法，简称为预应力度法。当预应力度λ≥1时，为全预应力混凝土；当1＞λ＞0时，为部分预应力混凝土；当λ=0时，为普通混凝土。预应力度通常有以下几种定义方法：1．预应力度采用弯矩比分析计算的方法，即按消压弯矩M0或消压轴力N0占使用荷载下的短期效应组合Msk或Nsk的比例来定义；2．预应力度采用应力比分析计算的方法，即按有效预压力占使用荷载产生的应力的比例来定义；3．预应力度采用预应力指标分析计算的方法，即按预应力筋所承担的抵抗弯矩或抵抗轴力占构件总的抗弯承载力Mu或抗拉承载力Nu的比例来定义；4.预

4、应力度采用平衡荷载比分析计算的方法，即按预应力筋张拉产生的等效荷载占构件作用荷载的比例来定义。这几种方法分别从不同的角度出发,有的以抗裂度为基础，有的以承载力为基础，在不尽相同的适用范围内进行结构预应力度的分析和计算。在应用中，可以针对工程具体情况,选用一种方便的方法进行计算，再用另一种方法进行校核，以验证其计算结果的准确程度。二、预应力混凝土结构的设计内容61．承载力极限状态设计对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合和偶然组合进行设计。并通过采取构造措施保证结构在破坏时具有一定的延性，从而确保在偶然事件发生时及发生后，结构仍能保持整体稳定性。构件的承载能力计算包括抗拉、抗

5、压、抗弯、抗剪和抗扭以及在拉、压、弯、剪、扭组合作用下的承载力计算问题。2．正常使用极限状态设计对于正常使用极限状态，应按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计，使得结构构件的变形和裂缝等都不超过相应的规范限值。3.施工阶段的验算在施工阶段的支撑条件和相应的施工荷载下，要求结构具有一定的安全度；另一方面，要求结构的材料应力不超过允许的范围。在一般情况下，施工阶段需要控制预应力筋的拉应力，截面混凝土的最大拉应力和压应力。三、预应力混凝土结构的设计步骤1．根据结构受力特点，进行结构整体布置，建立恰当的力学模型。2．根据工程的具体情况，选择合适的高跨比和高宽比，初估构件的截面

6、尺寸。规范规定截面的宽度不宜小于250mm，截面高度与宽度的比值不宜大于4，梁高宜在计算跨度的1/12~1/22范围内选取，净跨与截面高度之比不宜小于4。预应力混凝土结构的混凝土强度等级应≥C30；当采用钢较线、消除应力钢丝（光面、螺旋肋、刻痕钢丝）、热处理钢筋作预应力筋时，混凝6土强度等级宜≥C40；抗震设计时，预应力混凝土结构强度等级，9度区宜≤C60，8度区宜≤C70。3．进行普通配筋条件下内力组合与配筋的计算，控制配筋率的大小并留有部分调整空间，设计经验对HRB400级钢筋取2.0%较为合适，初步确定构件截面尺寸。规范规定预应力混凝土框架梁端，考虑受压钢筋的截面混凝土受压

7、区高度，一级抗震等级应小于等于0.25h，二、三级抗震等级应小于等于0.25h，且纵向钢筋受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设置值换算的配筋率不应大于2.5%（HRB400级钢筋）或3.0%（HRB335级钢筋）。4．按经验用“预应力度法”，根据预应力强度比的要求，初估预应力钢筋面积，确定所需要的预应力筋根数。设计经验预应力筋配筋折算面积取总配筋量的60%左右较为合适，以便留有部分调整空间。规范规定框架梁端截面预应力强度比，一级抗震等级宜小于等于0.60，二、三级抗震等级宜小于等于0