混凝土叠合梁设计理论综述.pdf
《混凝土叠合梁设计理论综述.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《混凝土叠合梁设计理论综述.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 3 1 卷第 3期 2 0 1 0年 6月 华北水利水电学院学报 J o u r n a l o f No r t h Chi n a I ns t i t u t e o f W a t e r Co n s e r v a n c y a n d Hy d r o e l e c t r i c P o we r Vo1 31 No 3 J u n 2 0 1 0 文章 编 号 : 1 0 0 25 6 3 4( 2 01 0) 0 30 0 2 40 4 混凝土叠合梁设计理论综述 张 多新 ,梁宾桥 ,廖松 然 ( 1 同济 大 学 建 筑 工程 系 , 上 海 2 0 0 0 9
2、2;2 华 北 水 利 水 电学 院 , 河 南 郑 州 4 5 0 0 1 1 ; 3 信息产业 电子第十一设 计研 究院有限公司, 江苏 无锡 2 1 4 0 7 1 ; 4 南阳市规划设计院 , 河南 南 阳 4 7 3 0 0 0 ) 摘要: 首先对叠合梁受力性能方面的研究成果进行了归纳和分析 , 着重分析 了二 次受力叠合梁在受力过程 中受拉钢筋“ 应力超前” 、 后浇混凝土 “ 受压应变滞后” 和截面内力转移等 的机理 ; 在此基础上 , 对叠合梁 的界 限受压区高度 、 正截面受弯承载力 、 斜截 面受剪承载力 、 叠 合面受剪承载能力 和变形 计算进行 了分析与综述 ; 最后
3、, 分析 了预应力 R P CN C叠 合梁 的应 用前 景 , 并 对其 设计 要 点进 行 了分 析 , 以期 推 动这种 新 结构 的 发 展 关键词 : 叠合梁 ; 受力性能 ; 设计理论 ; R P C 中图 分 类 号 : U 4 4 8 3 5 文 献 标 志 码 : A 混凝土叠 合 梁 结 构是 指 在 预 制钢 筋 混 凝 土或 预 应力混 凝 土 梁 ( 板 ) 上 后 浇 混凝 土 所 形 成 的 一种 装 配整体式 混凝 土结 构 , 因其 良好 的经济 效 益 和结 构 性能 , 已成 为 混 凝 土 梁结 构 发 展 的 新 方 向 自 2 0 世 纪 5 0 年
4、 代 以 来 , 国 内 外 都 开 展 了 相 关 的 研 究 I 2 随着新 材料 与新工 艺的 出现 , 原有 的研究 成 果 已无 法适应 新型 叠 合梁 结 构 的要 求 评 述 已有 的 研 究成果 分析其 合 理性 与 局 限性 , 可 为新 型叠 合梁 结 构 的设 计与发 展提供 必要 的依据 1 正截面受力性 能与承载力计算 1 1正截 面受弯性 能 已有 的研 究成果 , 以普 通混凝 土为工程 材料 , 对 混凝土 叠合梁 结构正 截面 受弯性能 进行 了试验研究 和理论 分析 研 究 指 出 , 叠 合 梁 在两 阶 段 受 力过 程 中 , 平均 应 变 均 符合
5、“ 平 截 面 假 定 ” ; 由于叠 合 作 用 , 预 制截面 的受 压 区处 于 叠合 截 面受 载 后 的受 拉 区 文献 5 提 出 了截 面 内力 转 移 系 数 的概 念 和 计算 方法 , 较好 地反 应 了转 移机理 ; 但对 于两种性 能 相差 很大 的普通混凝 土 , 上述研究 成果 , 带有一 定 的 局 限性 在 叠合梁 受 力 过 程 中 , 存 在 受 拉 钢 筋 “ 应 力 超 前 ” 和后 浇混凝 土 “ 受 压 应 变滞 后 ” 现象 这 两 种 现 象 相互依 存 , 且 随着 的增 大而增 大 , 随着 的增 大 而减小 在叠 合梁 裂 缝形 态 和跨
6、中挠度 方 面 , 由于 叠合 截面 附加拉 力 的有 利 作 用 , 叠 合 梁 在第 2阶段 荷 载 作用 下 的纵 向受拉 钢 筋 应力 、 裂 缝 宽 度和 挠度 增 值 均小 于整浇梁 的相 应 值 , 并且 裂 缝 沿截 面 高度 的发 展 受到抑 制而 缓慢 , 只 有 当纵 向受 拉钢 筋屈 服 后 才 向上 有较 大发展 但 “ 应 力超 前 ” 现 象将 导 致叠 合梁 裂缝宽度和挠度增大, 使得纵 向受拉钢筋在使用阶 段就 可能处 于接 近屈 服 强 度 的高 应 力状 态 , 甚 至发 生断裂, 故应综合少筋硬化界限制、 少筋拉断界限值 和裂缝 验算 3方面要 求 ,
7、采 用应力 控制 的设计思 想 , 来解 决上述 问题 对 于 钢筋 混 凝土 及 预应 力 混凝 土叠 合连 续 梁 , 除存在跨 中受 拉 钢 筋 “ 应 力 超 前 ” 、 后 浇 混凝 土 “ 压 应 变滞后 ” 现象 外 , 还 存 在 中支 座 “ 负 弯 矩滞 后 ” 现 象 , 这些现 象 对 叠 合 梁 的受 力 有 较 大 的影 响 支 座负弯矩调幅合理的梁 , 能达到充分的内力重分布 , 但支 座塑性 铰 的出现 , 内力 重 分 布随 着第 1阶段加 收稿 日期 : 2 0 1 0 0 32 2 基金 项 目 : 河 南 省 教 育 厅 自然科 学 研 究计 划 项 目
8、( 2 0 0 9A 5 6 0 0 1 2) 作者 简 介 : 张 多新 ( 1 9 7 8 一 ), 男 , 甘肃 张掖 人 , 讲 师 , 博 士研 究 生 , 主要 从 事 绿 色 结 构 与 工 程 结 构 绿 色化 方 面 的研 究 第 3 1 卷第 3期 张 多新 , 等 : 混凝 土叠合梁设计理论综述 2 5 载 的大小 变化 而有 不 同程 度 的 推迟 , 使 梁破 坏 时 的 实 际调 幅值 小 于条 件 相 同 的 整 浇梁 预 应力 对 截 面 应力 重分 布 的影 响大 于 相 应 整 浇 梁 , 故 在建 立 叠 合 连续 梁 的截 面 内力 转 移 系 数计 算
9、 公 式 时 , 应 考 虑 荷 载预 应力 和预应 力 卸 载 效应 差 值 2部 分 的影 响 二 次受 力引起 叠合 梁 的刚 度 变 化 , 叠合 梁 的 内力 重 分 布过 程较整 浇梁 复 杂 , 可 以 中支 座截 面 的弯 矩 调 整 系数 为指标 , 建 立二 次 受 力 结 构 内力 重 分布 系数 来 反映 这一特 性 1 2 正 截 面承载 能 力计算 钢 筋混 凝 土叠合 梁 由于纵 向受 拉钢 筋 的配筋 率 不 同 , 表现 为 2种破 坏 特 征 : 适 筋 破 坏 和 超 筋 破坏 , 破坏形 态与 普 通 钢 筋 混 凝 土 梁 相 同 文 献 4 提 出
10、了钢筋 混凝 土叠 合 梁 的 正 叠 面 承载 力 计 算 的 原则 , 考 虑到 叠合 参数 对 叠合 梁 受 力 性 能 的 影 响 , 计算 时 应 注意 以下 几点 : a 适 筋与 超筋 的界 限值 由于 叠 合 梁存 在受 力 钢筋 “ 应力 超 前 ” 和后浇 混凝 土 “ 应变 滞 后 ” 的影 响 , 叠合 梁 的配 筋界 限值 除与 截面 形式 、 尺寸 , 材 料强 度 有关 , 还 随 o t 与 o t 的变 化 而 具有 不 同 的相 对受 压 区 高度 已有 研究 表 明 , 叠合 梁 的相对 受 压 区高度 大 于整浇梁 , 其值随第 1阶段 弯矩作用下 的受
11、拉钢 筋 应 力 增大 而增 大 根 据平 截 面 假 定 , 文献 6 推导 出 了叠 合梁 相对 界 限受压 区高 度计 算简 化公 式 和最 大 配 筋 率公式 b 钢筋 应 力增 大 系 数 对 于 采 用 无 明显 屈 服 台 阶钢筋 的混 凝 土叠合 梁 , 正截 面 承载力 高 于整 浇梁 , 叠合梁钢筋应力应乘以增大系数 对于采用有 明显 屈 服 台阶钢 筋 的混 凝 土 叠 合梁 , 其 正 截 面受 弯 承 载 力 与整 浇梁 基本 相 同 2 斜截面受力性能 与承载力计算 2 1 斜截面受剪性能 叠合 梁 斜截 面受 力性 能 的研 究 始 于 2 0世纪 9 0 年代
12、研 究 表 明 , 叠合 参数 和 对斜 裂缝 分布 形 态没 有 明显 的影 响 , 但 对 斜 裂缝 发 展 到 预 制 截 面 预 压 区时 的发 育规 律有 明显 影 响 , 并 成 为 纵 向受 拉 钢 筋 和箍筋 应力 变化 的主 要 原 因 在 第 1阶 段 荷 载 作用下, 叠合梁 中箍筋应力存在 “ 超前现象 ” 当 基本 相 同时 , 超前值 随着 的减 小而 增加 当 O t 基 本相 同时 , 超 前值 随 O 的增 大 而增 大 在 第 2阶段 荷 载作 用 下 , 存 在箍 筋应 力 的 “ 滞后 现 象 ” 文献 8 通过试验研究 了集中荷载作用下二次 受 力钢
13、筋混 凝土 叠合 梁斜 截 面抗剪 性 能 研 究表 明 , 预制截 面 在 第 1阶段 荷 载 作 用 下 存 在 “ 剪 应 力 超 前 ” 现 象 , 后 浇混 凝 土 在 第 2阶段 荷 载作 用 下 才 开 始受 力 , 存 在 着 “ 剪 应 力 滞 后 ” 现 象 随着 梁 截 面剪 应力 不断 发生 重分 布 , 使 得 第 1阶段 荷 载 对 预制 截 面 的影响减 弱 因此 , 叠合 梁与 整浇 梁 的破坏形 态相 似 , 但 预制 截 面在第 1阶 段 荷 载作 用 下 的 预压 应 力 区能 抑制斜 裂缝 发展 , 改 善 了斜 截 面的使 用性 能 钢筋混 凝 土及预
14、 应力 混凝 土叠合 连续 梁斜截 面 受 力 , 仍存 在 叠 合 梁 正 弯 矩 区 段 “ 主拉 应 力 超 前 ” 、 “ 主压 应力 滞 后 ” 和 负 弯矩 区段 预 制 构 件 混 凝 土 主 压 应变 及 主拉应 变 滞后 现象 随着 截 面 内力 不 断 重 分 布 , 上述各 现 象逐渐 缓解 , 叠 合连续 梁截 面受力 状 态 与整 浇连 续梁 接 近 跨 中正 弯 矩 区 段 在第 1阶段 荷 载在 预制 梁上 部建 立 了受 压 区 , 起 到 了对 叠 合 梁 第 2次 加荷 时斜 截 面抗 剪 的有 利作 用 , 从 而提 高 了 梁的抗剪强度; 同时, 叠合连
15、续梁破坏时出现两条主 要 斜裂 缝 , 有 利 于箍筋 的充分 利 用 , 减小 了I 临界斜 裂 缝的宽度, 增大了混凝土问的咬合力 , 进一步改善了 叠 合连 续梁 的受剪 性 能 剪跨 比 A和 两阶段 混 凝 土 强 度 比 对 于 二 次 受 力 叠 合 连 续 梁 开 裂破 坏 有 明 显 影响 当 A较 小 而 较 大 时 , 剪 跨 发 生 临界 斜 裂 缝 穿过 预压 区 的 第 一 类 破坏 ; 当 A较 大 而 较 小 时 , 可能发能叠合面和斜截面同时破坏的情况 2 2斜截 面 受剪承 载力计 算 与整浇梁相似, 仅配置箍筋 的混凝土叠合梁斜 截 面受剪 承载 力也 可
16、 由 3部 分 组 成 : 无 腹 筋叠 合 梁 斜 截 面受剪 承载 力 ( ) 、 箍 筋受 剪 承 载力 ( ) 和 由 预应 力所 提高 的受 剪 承 载力 ( ) 由于二 次 受 力叠 合梁的斜截面受剪承载力高于整浇梁 , 文献 1 O 计 算 , 的方法 与整浇 梁 相 同 , 而 则 受 叠 合参 数 和材料 的影 响 文献 3 考虑 了预制和后浇混凝土 强 度不 等 、 纵筋销 栓力 以及 预应 力 的影 响 , 提 出抗 剪 承载力 的计 算 公 式 , 计 算 与 试 验 结 果 相 一 致 文 献 1 1 给出了具体的设计要点 3 叠合面受剪性能与受剪设计 3 1叠合面
17、受剪性 能 自 2 0世 纪 6 O年 代 初 期起 , 国 内外学 者 对 叠 合 梁 叠合 面处 的应力 状态 及叠 合 面的抗 剪强度 进行 了 大量 的理 论分 析 和实验 研究 “ , 已得 出 比较 一 致 的结论 : 通过 对叠 合 面采取适 当的构造 措施 , 完全 可 以保证叠合梁 的共同工作 对于具有 自然粗糙面并配置联系箍筋的二次受 力钢 筋混 凝 土及预 应 力 混 凝 土叠 合 梁 , 其 叠 合 面 受 剪性能与叠合参数有关 当 在 0 4左右且剪跨 比 大 于 1 0时 , 一般 斜 裂 缝 都 有 一 段 沿叠 合 面 发 展 的 2 6 华北水利 水 电 学
18、院 学报 2 0 1 0年 6月 水平 段 , 且剪 跨 比越 大 , 水平 段越长 但 随着 的增 大 , 斜 裂缝沿 叠 合 面 的水 平 段 长 度逐 渐减 小 , 到 等于 0 7时 , 这 种现象 就很少 见 了 叠 合面 滑移 的特 点是 : 在剪跨 内沿叠 合 面上 的滑 移 的分 布是 不 均 匀 的 , 在加 载点 和支座 附近滑移 小 , 中间滑移 大 大 量实 验 表 明 , 影 响叠 合 面抗 剪强 度 的 因素有 叠合 面的形 式 、 通 过 叠合 面 的箍 筋 抗 拉强 度 和 配筋 率 、 混凝 土的强度 、 叠 合 面 的应 力 状态 、 界 面 剂 以及 荷
19、载性质等 一般情 况下 , 当通过 叠合 面的配箍 率很 小 时 , 增加 配箍率 , 叠 合 面 的抗 剪 强度 提 高较 快 ; 当 配箍 率较小 时 , 增大 配箍率 , 叠合 面抗剪 强度提 高的 速度减 慢 ; 若 配箍率 较大时 , 叠合 面的抗剪 强度 随配 箍率的提高而提高的速度 已很慢 , 故在设计叠合面 时, 应恰当的设联系筋 混凝土的强度对叠合面的抗 剪 强度影 响不 大 ; 叠合 参数 和剪跨不 同 , 则叠 合面 的 应 力状态 对其抗剪 强度 的影 响也不 同 3 2 叠合 面受剪 承载 力计 算 关 于叠合 面的剪 应 力 和抗 剪强 度 , 国 内外规 范 和
20、学者提 出了各种 不 同的计 算 方法 , 我 国混凝 土 结构设 计规 范规定 在 满 足构 造 要求 时 , 叠 合 面 的受 剪承载力应符合规定 A 1 2 f , b h 。 + 0 s s f , - s v h 0 , ( 1 ) 式 中 为 混凝土 的抗 拉 强度 设计 值 , 取 叠合 层 和 预 制构件 中的较低 值 ; 其 它变量 参见 文献 1 1 4 使用极 限状态设计 4 1抗 裂度验算 预应力 叠合 梁和普通 预应力 混凝 土梁 的抗 裂度 验算 表达式 相 同 , 但 由于叠合参 数 的影 响 , 还需 考虑 以下 几个 问题 : a 预应力叠 合 梁在 第 2阶
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 混凝土 叠合 设计 理论 综述
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【pi****t】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【pi****t】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。