預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土梁兼具預(yù)應(yīng)力混凝土梁和鋼骨混凝土梁

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1、預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土梁研究與施工監(jiān)測(cè)普通鋼筋混凝土構(gòu)件，若截面過(guò)大，不但顯得笨拙，而且影響建筑平面及空間的使用；反之，若截面過(guò)小，又不能滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度的要求。為解決這一問(wèn)題，鋼骨混凝土（SRC）較多地應(yīng)用到了民用建筑中，雖然SRC梁的抗彎剛度比RC梁提高很多，但試驗(yàn)觀測(cè)表明其裂縫寬度并不一定小于RC梁。因此，如果在此基礎(chǔ)上加入部分預(yù)應(yīng)力的話，在某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用性能和耐久性能要求比較高的情況下，預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土的優(yōu)越性就能充分展現(xiàn)了。預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土梁兼具預(yù)應(yīng)力混凝土梁和鋼骨混凝土梁的特點(diǎn)，是一種新型

2、、高效且很有發(fā)展前途的結(jié)構(gòu)形式，在高層建筑以及橋梁結(jié)構(gòu)等大跨、重載且對(duì)構(gòu)件截面尺寸有嚴(yán)格要求以及抗震要求高的場(chǎng)合有著非常廣闊的應(yīng)用前景。梁與預(yù)應(yīng)力混凝土梁相比，具有以下特點(diǎn):（1）良好的抗震性能；（2）施工方便；（3）抗剪承載力大；（4）截面剛度大，撓度控制容易；（5）用鋼量增加；（6）預(yù)應(yīng)力筋布置受限制。而相比鋼骨混凝土梁，預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土梁則有以下特點(diǎn)：（1）跨高比可適當(dāng)放大；（2）延緩裂縫開(kāi)展；（3）撓度控制更易滿足；（4）用鋼量減?。唬?）施工復(fù)雜，技術(shù)含量高。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大型、高

3、層和重載建筑大量興建，大量興建，預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土梁以其優(yōu)良的性能而具有廣闊的應(yīng)用前景。1設(shè)計(jì)理論研究文獻(xiàn)(1)、(2)、(3)都各自給出了計(jì)算假定，并在此基礎(chǔ)上提出了便于工程應(yīng)用的PSRC梁正截面、斜截面承載力和變形計(jì)算公式。需要指出，上述公式都是在非預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土梁的試驗(yàn)結(jié)果和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)計(jì)算理論基礎(chǔ)上總結(jié)得到的，尚有待進(jìn)一步的試驗(yàn)論證。1.1計(jì)算假定參考已有的鋼筋混凝土梁、壓型鋼板與混凝土組合樓板和鋼3混凝土組合梁以及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論，文獻(xiàn)[1]、[3]、[5]給出了較為相似的計(jì)算假定。（

4、1）平截面假定:PSRC梁在受力各階段截面應(yīng)變?nèi)苑掀浇孛婕俣?；?）不考慮開(kāi)裂后混凝土的影響；（3）受壓區(qū)混凝土的實(shí)際應(yīng)力符合拋物線分布，應(yīng)力塊高度取實(shí)際受壓高度的"-4倍，混凝土極限壓應(yīng)變0.0033；（4）鋼骨與混凝土完全共同工作；（5）不考慮型鋼對(duì)核心區(qū)混凝土約束作用引起的混凝土抗壓強(qiáng)度的提高；（6）由于混凝土的約束作用，不考慮鋼材的失穩(wěn)問(wèn)題。2承載力計(jì)算2．1基本假定1)截面應(yīng)變符合平截面假定;2)混凝土開(kāi)裂后，受拉混凝土全部退出工作;3)鋼骨、預(yù)應(yīng)力筋、縱向鋼筋與相同位置處的混凝土變形相協(xié)

5、調(diào);4)鋼骨與混凝土之間粘結(jié)良好，不考慮粘結(jié)滑移的作用;5)混凝土的本構(gòu)關(guān)系采用Hognestad模型［2］，極限狀態(tài)時(shí)，受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可取矩形分布，受壓區(qū)高度為x=0．8xu，xu為實(shí)際受壓區(qū)高度;鋼骨、鋼筋的本構(gòu)關(guān)系采用理想彈塑性模型［2］;6)預(yù)應(yīng)力筋的本構(gòu)關(guān)系采用Ramberg-Osgood模型［3］。2．2混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，水泥用量就越多，水灰比越大，出現(xiàn)裂縫的可能性更大?，F(xiàn)澆板因其平面尺寸較大，一般現(xiàn)澆樓板的強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30，現(xiàn)澆梁與樓板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜

6、一致。當(dāng)柱和墻的混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于梁和板時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與柱和墻相同。2．3配筋設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)奶岣邩?gòu)件的配筋率，對(duì)控制構(gòu)件的裂縫寬度很有效。在GB50010-20113混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)受拉鋼筋的最小配筋率作出了明確規(guī)定:0．2和45ft/fy中的較大值。對(duì)梁和板等不同構(gòu)件，規(guī)范對(duì)其配筋率和鋼筋間距都有明確規(guī)定，對(duì)板的受力鋼筋的配置，宜選用直徑較小間距較密為原則，這樣可以相對(duì)減小構(gòu)件裂縫。所以嚴(yán)格按規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行構(gòu)造配筋和設(shè)置間距(包括受力和構(gòu)造配筋)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制起至關(guān)重

7、要的作用。建筑的屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)宜不大于1．0W/(m2·K)，屋面板的結(jié)構(gòu)配筋宜采用雙層雙向配筋，對(duì)板面無(wú)負(fù)筋的區(qū)域，可以將板的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。3施工監(jiān)測(cè)3.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：（1）預(yù)應(yīng)力束張拉伸長(zhǎng)值的測(cè)定，鋼筋變形和錨具內(nèi)縮值的測(cè)定；（2）鋼管支撐體系實(shí)際支撐力的測(cè)定；（3）預(yù)應(yīng)力大梁控制截面曲率的測(cè)定；（4）預(yù)應(yīng)力大梁跨中反拱的測(cè)定；（5）預(yù)應(yīng)力大梁控制截面普通鋼筋應(yīng)力的測(cè)定。3.2監(jiān)測(cè)結(jié)果與理論值的對(duì)比分析1預(yù)應(yīng)力束張拉伸長(zhǎng)值、鋼筋變形和錨具內(nèi)縮值，預(yù)應(yīng)力大梁的預(yù)應(yīng)力束張拉伸長(zhǎng)值

8、的實(shí)測(cè)值與理論值的對(duì)比分析如表l示。從表l結(jié)果中可見(jiàn)，實(shí)測(cè)值與理論值的誤差在3.5%以內(nèi)，本次預(yù)應(yīng)力束張拉伸長(zhǎng)實(shí)測(cè)值滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并有一定程度的超張拉。在預(yù)應(yīng)力束張拉錨固時(shí)，對(duì)鋼筋變形和錨具內(nèi)縮值進(jìn)行了實(shí)測(cè)。實(shí)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2，預(yù)應(yīng)力束錨固時(shí)的鋼筋變形和錨具內(nèi)縮值一般不大于6mm，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。2鋼管支撐體系實(shí)際支撐力由于預(yù)應(yīng)力束張拉產(chǎn)生反拱，鋼管支撐在張拉過(guò)程中將逐漸卸載。為準(zhǔn)確進(jìn)行本工程預(yù)應(yīng)力大梁的施工監(jiān)測(cè)分析，必須對(duì)鋼管支撐的實(shí)際支撐力有準(zhǔn)確的