粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)設計中的若干問題探討

1、<p>　　粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)設計中的若干問題探討</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，無粘結(jié)預應力混凝土的使用越來越廣泛，本文提出了混凝土在設計過程存在的一些問題，相應的分析得出在無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)設計中進行受力分析時可以忽略水平荷載的作用，同時分析如何考慮活荷載位置不利組合的作用。對于截面選擇的問題，一般做法是依據(jù)設計條件、各項規(guī)范，規(guī)章計算出來最小截面尺寸，再根據(jù)工程具體情況調(diào)整。 &

2、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：無粘結(jié)；預應力；混凝土；結(jié)構(gòu)設計；問題；探討 </p><p>　　伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，無粘結(jié)預應力混凝土在我國也一直成長著，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，目前我國每年的生產(chǎn)的無粘結(jié)預應力混凝土已經(jīng)超過200萬平方米，并一直處于上升狀態(tài)。無粘結(jié)預應力混凝土也稱BUPC，是近來混凝土結(jié)構(gòu)領域新發(fā)展起來的一門新技術(shù)。與普通的混凝土對比，使用BUPC可以增強建筑功能的適用性，改善建筑

3、結(jié)構(gòu)的受力性能，節(jié)約材料的優(yōu)點；與有粘結(jié)預應力混凝土相比較，BUPC制作過程中，省略了預留預留孔道、穿筋，最后灌漿等工序，BUPC的布筋方式也更加靈活。盡管在BUPC領域我國已經(jīng)取得了一定的成果，也制定了一部分相關(guān)的規(guī)范，但是在實際的應用中，現(xiàn)在的規(guī)范還是不能滿足設計者的需要，筆者總結(jié)了多年的相關(guān)經(jīng)驗，分析了無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)設計中存在的若干問題。 </p><p>　　1、水平荷載BUPC對的影響 <

4、/p><p>　　無粘結(jié)預應力混凝土在結(jié)構(gòu)設計過程中，每一個驗算階段，設計者都要進行荷載效應的組合。其中有活載、恒載，水平載荷，及其預應力張拉時產(chǎn)生的預應力。部分設計者認為在BUPC結(jié)構(gòu)設計是不能忽略水平荷載的，他們認為水平荷載會影響預應力配筋的面積，甚至影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力。但是筆者有不同的看法，水平荷載的一般作用的時間很短，具有很大的隨機性，如果水平荷載沒有出現(xiàn)，設計者考慮水平荷載而設的預應力筋將產(chǎn)生平

5、衡荷載使得整體結(jié)構(gòu)反拱現(xiàn)象，就有可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)控制截面的實際拉應力比計算控制值大的情況，反而不利于結(jié)構(gòu)的抗裂度。BUPC中的鋼筋含有預應力和非預應力兩類。預應力鋼筋的目的是確保結(jié)構(gòu)控制截面應力能夠滿足各項正常使用狀態(tài)下限值相關(guān)的規(guī)范，規(guī)程，其次才是預應力對于結(jié)構(gòu)承載能力的貢獻。非預應力鋼筋的首要目的是與預應力鋼筋共同確保結(jié)構(gòu)能有足夠的承載力，其次才是實現(xiàn)構(gòu)造要求。假如BUPC的結(jié)構(gòu)設計中考慮部分水平荷載增加預應力筋，容易使預應力筋超過合理

6、的范疇，影響B(tài)UPC的首要的作用。另外因為水平荷載的隨機性，荷載的方向不能確定，也就不能確定計算過程中的正負號，結(jié)構(gòu)設計過程中如果計算水平荷載，不僅要考慮非瞬</p><p>　　2、活載位置最不利組合對BUPC的影響 </p><p>　　一般在多層多跨的預應力結(jié)構(gòu)設計中，為了保證結(jié)構(gòu)處于最不利荷載足組合時仍然有足 </p><p>　　夠的承載能力就需要考慮活荷

7、載的最不利組合?；詈奢d最不利組合對于結(jié)構(gòu)設計時與活荷載本身有關(guān)，也和結(jié)構(gòu)的尺寸等因素有關(guān)系。結(jié)構(gòu)活荷載的最不利組合與水平荷載一樣也是具有隨機性的，出現(xiàn)的概率很低，但是設計者在BUPC的配筋計算中加入了活載最不利組合的影響，就會出現(xiàn)沒有出現(xiàn)活荷載最不利組合的情況時增加的部分預應力筋使得設計的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)反拱現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)的控制截面上出現(xiàn)比較大的拉應力。除此之外，設計者在處理預應力結(jié)構(gòu)時會采用下面的幾種簡化方法，也是普通混凝土結(jié)構(gòu)設計中被常常使用

8、偏于安全的方法。1）在預應力構(gòu)件的端部控制截面彎矩不取梁柱界面上的值，而是柱子軸線處的值；2）出現(xiàn)結(jié)構(gòu)被簡化成平面框架時，應取框架梁兩邊的半開間的全部載荷計算框架梁內(nèi)力，計算過程中減掉傳遞給另一側(cè)框架梁的樓面載荷；3）框架梁或者等代框架梁上的活載沒有按照規(guī)范進行相應的折減。但是筆者發(fā)現(xiàn)如果進行上述的活荷載最不利組合之后，得到的控制截面的應力計算結(jié)果與實際的情況相差卻很大。因此筆者認為在預應力結(jié)構(gòu)計算配筋中，可以取框架梁半開間樓面上的荷載

9、計算框架梁內(nèi)力，不計活荷載最不利組合的影響，在普通混凝土配筋時計入活載最不利組合的影響，這樣做</p><p>　　3、結(jié)構(gòu)桿件截面尺寸選擇對BUPC的影響 </p><p>　　BUPC結(jié)構(gòu)設計過程中，預應力構(gòu)件截面尺寸是根據(jù)常用的跨高比或者就是相關(guān)的經(jīng)驗 </p><p>　　確定的。構(gòu)件的截面尺寸與配筋在相關(guān)規(guī)范中的要求有對應關(guān)系。因為BUPC結(jié)構(gòu)設計的計算量

10、很大，一般設計者都不希望進行重新調(diào)整或者重新進行內(nèi)力的分配與驗算。所以在設計時常選擇較大的初始值進行試算，經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的預應力構(gòu)件截面尺寸偏大的現(xiàn)象，這樣就會增加經(jīng)濟的預算。預應力的內(nèi)力分析計算過程應該是不斷調(diào)整、選擇、修改、完善的過程，直到達到截面的尺寸的最優(yōu)化。筆者認為比較實用的方法是：先根據(jù)設計條件計算出滿足規(guī)程、規(guī)范各項限值的最小截面尺寸，然后根據(jù)工程的具體狀況對最小截面尺寸進行調(diào)整，然后重新計算復核。 </p>

11、<p>　　4、BUPC制作生產(chǎn)過程中應該注意的問題 </p><p>　　任何的預應力混凝土結(jié)構(gòu)，都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預應力筋錨具的組裝件構(gòu)成的。如何選擇最優(yōu)的組裝件是設計初始階段的一項重要的任務。有經(jīng)驗的設計師能夠很快的想到預應力筋的貨源供應、質(zhì)量狀況、工程用量、總造價、使用時的性能等等。但對于經(jīng)驗不足的設計工程師，有時為了造價考慮會有意購買比例較大的普通級別的鋼絞線或者鋼絲束，因為這種產(chǎn)品的造價

12、低于高強低松弛產(chǎn)品，但是后者在工程的工程量少，錨具也少，相應的布束和張拉施工量也較少，所以最終的造價就未必高。 </p><p>　　當把無粘結(jié)約束的錨具組裝件的端部（錨具）在混凝土梁板中，多數(shù)會在梁的端部或者板的邊緣，也會出現(xiàn)在端部的情況。張拉之后，錨具的內(nèi)側(cè)混凝土受到很大的壓應力，因此錨具內(nèi)側(cè)應當配置能夠提高混凝土抗壓的鋼筋，另外對其它出現(xiàn)混凝土拉應力的地方，也應該配置平衡拉力的鋼筋。這樣就會在錨具的周圍形成

13、一個“錨固區(qū)”。 </p><p>　　總結(jié)：本文結(jié)合BUPC結(jié)構(gòu)設計理論研究和工程實踐，提出了在無粘結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)設計中一些問題并進行分析討論，供讀者參考，現(xiàn)在無粘結(jié)預應力混凝土的使用越來越普及，因此對于研究分析無粘結(jié)混凝土的結(jié)構(gòu)設計中存在的問題有很強的現(xiàn)實意義。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]無

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