粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題探討

1、<p>　　粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題探討</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的使用越來越廣泛，本文提出了混凝土在設(shè)計(jì)過程存在的一些問題，相應(yīng)的分析得出在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行受力分析時(shí)可以忽略水平荷載的作用，同時(shí)分析如何考慮活荷載位置不利組合的作用。對(duì)于截面選擇的問題，一般做法是依據(jù)設(shè)計(jì)條件、各項(xiàng)規(guī)范，規(guī)章計(jì)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(yù)應(yīng)力；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；探討 </p><p>　　伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土在我國也一直成長著，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前我國每年的生產(chǎn)的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力混凝土也稱BUPC，是近來混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域新發(fā)展起來的一門新技術(shù)。與普通的混凝土對(duì)比，使用BUPC可以增強(qiáng)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(diǎn)；與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土相比較，BUPC制作過程中，省略了預(yù)留預(yù)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(lǐng)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(shí)際的應(yīng)用中，現(xiàn)在的規(guī)范還是不能滿足設(shè)計(jì)者的需要，筆者總結(jié)了多年的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，分析了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的若干問題。 </p><p>　　1、水平荷載BUPC對(duì)的影響 <

4、/p><p>　　無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，每一個(gè)驗(yàn)算階段，設(shè)計(jì)者都要進(jìn)行荷載效應(yīng)的組合。其中有活載、恒載，水平載荷，及其預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力。部分設(shè)計(jì)者認(rèn)為在BUPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不能忽略水平荷載的，他們認(rèn)為水平荷載會(huì)影響預(yù)應(yīng)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(shí)間很短，具有很大的隨機(jī)性，如果水平荷載沒有出現(xiàn)，設(shè)計(jì)者考慮水平荷載而設(shè)的預(yù)應(yīng)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(shí)際拉應(yīng)力比計(jì)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(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力兩類。預(yù)應(yīng)力鋼筋的目的是確保結(jié)構(gòu)控制截面應(yīng)力能夠滿足各項(xiàng)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(yù)應(yīng)力對(duì)于結(jié)構(gòu)承載能力的貢獻(xiàn)。非預(yù)應(yīng)力鋼筋的首要目的是與預(yù)應(yīng)力鋼筋共同確保結(jié)構(gòu)能有足夠的承載力，其次才是實(shí)現(xiàn)構(gòu)造要求。假如BUPC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮部分水平荷載增加預(yù)應(yīng)力筋，容易使預(yù)應(yīng)力筋超過合理

6、的范疇，影響B(tài)UPC的首要的作用。另外因?yàn)樗胶奢d的隨機(jī)性，荷載的方向不能確定，也就不能確定計(jì)算過程中的正負(fù)號(hào)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中如果計(jì)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(duì)BUPC的影響 </p><p>　　一般在多層多跨的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保證結(jié)構(gòu)處于最不利荷載足組合時(shí)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(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)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(jī)性的，出現(xiàn)的概率很低，但是設(shè)計(jì)者在BUPC的配筋計(jì)算中加入了活載最不利組合的影響，就會(huì)出現(xiàn)沒有出現(xiàn)活荷載最不利組合的情況時(shí)增加的部分預(yù)應(yīng)力筋使得設(shè)計(jì)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(yīng)力。除此之外，設(shè)計(jì)者在處理預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)采用下面的幾種簡化方法，也是普通混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被常常使用

8、偏于安全的方法。1）在預(yù)應(yīng)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(shí)，應(yīng)取框架梁兩邊的半開間的全部載荷計(jì)算框架梁內(nèi)力，計(jì)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(jìn)行相應(yīng)的折減。但是筆者發(fā)現(xiàn)如果進(jìn)行上述的活荷載最不利組合之后，得到的控制截面的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的情況相差卻很大。因此筆者認(rèn)為在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)計(jì)算配筋中，可以取框架梁半開間樓面上的荷載

9、計(jì)算框架梁內(nèi)力，不計(jì)活荷載最不利組合的影響，在普通混凝土配筋時(shí)計(jì)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(duì)BUPC的影響 </p><p>　　BUPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，預(yù)應(yīng)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(yàn) </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(duì)應(yīng)關(guān)系。因?yàn)锽UPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算量

10、很大，一般設(shè)計(jì)者都不希望進(jìn)行重新調(diào)整或者重新進(jìn)行內(nèi)力的分配與驗(yàn)算。所以在設(shè)計(jì)時(shí)常選擇較大的初始值進(jìn)行試算，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件截面尺寸偏大的現(xiàn)象，這樣就會(huì)增加經(jīng)濟(jì)的預(yù)算。預(yù)應(yīng)力的內(nèi)力分析計(jì)算過程應(yīng)該是不斷調(diào)整、選擇、修改、完善的過程，直到達(dá)到截面的尺寸的最優(yōu)化。筆者認(rèn)為比較實(shí)用的方法是：先根據(jù)設(shè)計(jì)條件計(jì)算出滿足規(guī)程、規(guī)范各項(xiàng)限值的最小截面尺寸，然后根據(jù)工程的具體狀況對(duì)最小截面尺寸進(jìn)行調(diào)整，然后重新計(jì)算復(fù)核。 </p>

11、<p>　　4、BUPC制作生產(chǎn)過程中應(yīng)該注意的問題 </p><p>　　任何的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)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(shè)計(jì)初始階段的一項(xiàng)重要的任務(wù)。有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師能夠很快的想到預(yù)應(yīng)力筋的貨源供應(yīng)、質(zhì)量狀況、工程用量、總造價(jià)、使用時(shí)的性能等等。但對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不足的設(shè)計(jì)工程師，有時(shí)為了造價(jià)考慮會(huì)有意購買比例較大的普通級(jí)別的鋼絞線或者鋼絲束，因?yàn)檫@種產(chǎn)品的造價(jià)

12、低于高強(qiáng)低松弛產(chǎn)品，但是后者在工程的工程量少，錨具也少，相應(yīng)的布束和張拉施工量也較少，所以最終的造價(jià)就未必高。 </p><p>　　當(dāng)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(huì)在梁的端部或者板的邊緣，也會(huì)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(yīng)力，因此錨具內(nèi)側(cè)應(yīng)當(dāng)配置能夠提高混凝土抗壓的鋼筋，另外對(duì)其它出現(xiàn)混凝土拉應(yīng)力的地方，也應(yīng)該配置平衡拉力的鋼筋。這樣就會(huì)在錨具的周圍形成

13、一個(gè)“錨固區(qū)”。 </p><p>　　總結(jié)：本文結(jié)合BUPC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論研究和工程實(shí)踐，提出了在無粘結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些問題并進(jìn)行分析討論，供讀者參考，現(xiàn)在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的使用越來越普及，因此對(duì)于研究分析無粘結(jié)混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]無

14、粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ92）2004）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004. </p><p>　　[2]鄭文忠，解恒燕.與有粘結(jié)相協(xié)調(diào)的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁剛度及裂縫寬度計(jì)算方法[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2005，26（3）. </p><p>　　[3]牛瑞利.無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題[J]，山西建筑，2005，31（11）. </p><p