预应力混凝土空心板最小配筋率的讨论

预应力混凝土空心板最小配筋率的讨论 第31卷第l4期 ? 44?2005年7月 山西建筑 SHANXIARCHITE(v1,URE Vo1.3lNO14 Jul2005 文章编号:1009—6825(2005】14—0044—02 预应力混凝土空心板最小配筋率的讨论 李迎九马东岐 摘要:对预应力混凝土空心板最小配筋率的变化进行了分析和讨论,通过对计算结果的分析 处理,对预应力空心板的 设计提出几点建议,证明了所得优化系数有较好的应用价值. 关键词:张拉控制应力系数,配筋率,空心板,承载力,部分预应力 中图分类号:TU378.5文献标识码:A 为了防止预应力混凝土空心板发生脆破,当实际配筋率小于 最小配筋率,预制板的受弯承载力按除以1.4予以折减,最小配 筋率的计算公式为: ?丽 — rW— o Mn2’0 A ,0‰”一 式中,ao,——换算截面的几何特征系数; 0——预应力钢筋合力点处混凝土法向应力为零时的预 应力冷轧带肋钢筋应力; —— 预应力冷轧带肋钢筋抗拉强度设计值; —— 预应力损失值; —— 混凝土轴心抗拉强度标准值. 由(1)式知,通过调整. ,值可使最小配筋率变化,从 而保证实际配筋率满足最小配筋率的要求.由于上述折减的缘 洞,来减轻个别墙肢的刚度集中问题.周边原则是为了,使建筑物强 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 . 的刚度中心和平面形心尽量吻合,保证建筑物抗扭能力.在周边剪力墙宜在两个主轴方向组合布置成L形,T形以及口字形 布置的剪力墙,其抵抗扭转的内力臂较大,在剪力墙数量比较合的筒体,尽量避免一字形墙的出现,这样可以提高剪力墙身的刚 适的情况下,不需增加剪力墙数量来满足使用要求,节约了造价,度,但单片长度较长的剪力墙(不小于8m)宜开洞处理,在建筑使 又起到了很好的抗扭效果.剪力墙的布置在应力易集中处(平面用功能中不要求该处出现洞口时,需要用填充墙体填充处理(墙 形状出现变化的地方),即端部转角处,凸凹角处等等.另外,对体厚度与剪力墙同).洞口在竖向上,宜对齐处理,洞口两侧应按 于高层建筑而言,由于建筑的空间要求(形成大面积的楼板开先行规范设置边缘构件,采取加强措施,满足使用功能的要求[. 洞),楼梯间,电梯问以及管道井等处由于开洞引起对楼板刚度的4结语 连续性形成严重破坏的,有必要在这些地方采取加强措施:增设在对建筑进行合理的结构选型之后 ,对结构形式进行优化. 剪力墙来补足薄弱.在尽量满足以上布置原则的基础上,还应注在优化的过程中需要的是反复的调整与计算 ,对计算结构进行分 意到对于剪力墙间距的要求.析.关于在框架一剪力墙结构中剪力墙的设计,应该在合理的利 3.2剪力墙的竖向布置原则用规范中提供的前提条件下,尽量满足建筑(平面布置等)和甲方 剪力墙在竖向宜沿建筑物全高设置,尽量不要随意中断,但(经济,实用等)的要求.框架一剪力墙结构中,框架与剪力墙起 基于建筑的功能要求必须中断剪力墙时,在转换层要采取加强措到了很好的互补作用,对于一些抗震要求较高的地区是比较适合 施.国外有的规范中也提到,由于需要必须中断剪力墙时对结构选用的结构形式. 的侧移刚度不会造成太大的影响,对顶部的位移影响也很小,并参考文献. 且认为转换层的结构构件的截面设计只与分配到的绝对地震作[1]GB50010—2002,混凝土结构设计规范[s]. 用有关,也不必要采取特殊的加强措施.这样将减少了混凝土的[2]GB50011—2001,建筑抗震设计规范[S]. 用量,大大降低了工程造价,但在实际的工程设计过程中,只能在[3]JGJ3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S]. 严格遵守国家现行的行业规范,强制性条文以及强制性标准的前『4]王全凤,张波,罗漪.框一剪结构剪力墙中断和楼层刚度 提下进行设计.国外先进的经验,只能作为参考,未必能在实际比[J]. 建筑结构,2003(5):31—33. 的工程中得到应用.[5]扈志恒.关于框架加少量剪力墙结构抗震设计的探讨[J].建 另外,剪力墙也宜落地,但在实际工程中由于建筑物使用功筑结构,2004(3):l8—20. 能的要求,也有部分剪力墙不能落地,因此,也要对转换层采取加 Shearwalldesigninframeconstruction RENYuSHAYuan Abstract:Thedeterminationmethodsofthethickn~s,quantityandlengthofshearwallinframeconstruct ionarediscussed.Fromhorizontal andverticalarrangementpracticalprincipleisintroducedforshearwallsettinginordertomeettherequire mentsonearthquake—resistance? Keywords:structuralsystem,frame—shearwall,shearwall 收稿日期:2005—03—30 作者简介:~JO_jg(1968一),男,1998年毕业于郑州工业大学工民建专业,工程师,河南省第五 建筑安装工程有限公司,河南郑州450007 马东岐(1971一),男,1996年毕业于郑州工业大学水利水电专业,工程师,河南省第五建筑安 装工程有限公司,河南郑州450007 咖一 2 g 0 31 0 g 5a姜174背李迎九等:预应力混凝土空心板最小配筋率的讨论?45? 故,在钢筋数量保持不变的情况下,预制板的抗弯承载力可相对 提高40%,文中主要对调整张拉控制应力系数C值及采用部分 张拉受力钢筋来改变最小配筋率的方法进行分析和讨论. 1对配筋率和承载力的影响 张拉控制应力值不应超过0.7且不宜低于0一, ‘,为预应力冷轧带肋抗拉强度标准值.也就是张拉控制应力系 数可在04-0.7之间取值,但在各地}昆凝土预制板中c值 可适当降低,这样预制板就出现从少筋板到适筋板的转变.由于 总的钢筋数量不变,如制板满足抗裂和变形的要求,则由于上述 折减的缘故,板的极限承载力相对提高40%,相对节约钢筋,通 过对跨度为3m,截面高度超过120mm,C30级混凝土,钢丝为甲 级一级冷拔低碳钢丝的预应力混凝土空心板的大量计算和比较2690.208 8~,b4o64634032138937764.1】o2290208 84054633601.7089369432801990208 8}b40.44,633.171278936ll2460.1760208 由 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1中的数据对比不难看出,当张拉应力控制系数c从 0.7变化到0.4的过程中,预制空心板由少筋板转变成适筋板,如 果考虑提高板的承载力且能满足抗裂和变形的要求,又使其不出 现少筋的情况,可在满足文献[4,5]的前提下降低预应力钢筋的 张拉应力控制系数,这样就存在c的优化问题,由于c值的降 低,使得板的力学性能有所改善,且用钢量相对减少(由于少筋情 况的折减).通过对不同跨度的预应力圆空板进行大量电算,得 到不同跨度权的C的优化值,以供参考,计算结果列于表2,荷 载设计值为4.0kN?m,9.1kN?m,. 表2预应力圆空板计算结果 混凝土参数(230i(230(230{1230(二30 跨度L/m2.4l273.0l33?3.6 G优化值1045050l0.60070 2部分预应力钢筋对承载力的影响 对受拉区同时配有纵向预应力和非预应力冷拔钢丝的空心 板,由于有部分非预应力钢筋的存在,有效地改变了预应力的混 凝土板的性能,不仅可以克服完全预应力钢筋混凝土空心板只出 现少数几条裂缝,由受压区混凝土被压碎引起脆性破坏的缺点, 而且有利于分散裂缝和改善构件的变形性能,使结构有较好的延 性I3一,配有非预应力钢筋的空心板最小配筋率的计算公式: i.?ia0f,k(2) 其中一bh o : ,Am=Ap+. 式中:Ap——受拉区纵向预应力冷轧带肋钢筋(冷拔钢丝)的截面 面积; A——受拉区纵向非预应力钢筋的截面面积; o——截面几何参数; —— 钢筋抗拉强度设计值; —— 混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失值. 由(2)式知,当预应力空心板的配筋率小于最小配筋率时.可 把部分预应力钢筋不张拉,通过调整非预应力钢筋的相对比率, 同样能使预应力空心板由少筋板转变成适筋板,从而如同C值 变化改变板的最小配筋率一样,相对提高板的承载力,简化了施 工,节约钢材,由于(非预应力钢筋截面面积占总钢筋截面面积 的比率)的变化,其他条件相同板的承载力也将有所变化. 同样方法对跨度2.7m,截面高度为120mm,(230混凝土,钢 丝为甲级一组冷拔低碳钢丝的预制空心板进行计算. 表3的计算结果显示,当逐渐增大时,预应力空心板由少 筋板变成适筋板,而且,M相对变化较小.对于少筋板如前 所述存在折减的情况,这样可通过预应力钢筋部分不张拉得到适 筋板,同样也存在着I.的优化问题,通过对不同跨度的预应力圆 空板计算,得到不同跨度板的的优化值,列于表3荷载设计值 为4.0kN?m一2,0.1kN?m_.. 表3预应力圆空板 3结语 1)在满足抗裂度及变形的情况下,对于板长不大于3.3m的 板型,张拉控制应力系数C不取定值0.7,而在(0.4,0.7)范围 内取值,或者调整值(一般在0.5,1.0之间取值),这样可以 避免少筋板的出现,既可相对提高承载力节约一定数量的钢材, 又可改善预制板的受力性能.2)对于2.4m跨度的预应力空心 板c宜取0.6,为0.6进行设计,这样既满足不小于最小配筋 率的要求,又避免了开裂荷载很小的弱点,其他板型的空心板也 可采用c,均不同的方法进行设计.3)板的断面形式相同,配 筋总数相同,采用不同的张拉控制应力系数(或张拉不同的钢筋 数量)在生产线上生产相应板长的板,不会给生产带来更多的麻 烦,实施也较为方便. 参考文献: [1]GBJ10—89,混凝土结构设计 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 [S]. [2]张鑫.12mm厚预应力混凝土空心板设计浅谈[J].建筑结 构,1995(1):37—39, [3]沈蒲生,罗国强.混凝土结构[M],北京:中国建筑3-业出版 社.1998,203—206. [4]JGJ19—92,冷拔钢丝预应力混凝土构件设计与ggcr-~程[s]. [5]JGJ95—95,冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程[S]. Thediscussionoftheminimumreinforcementrationofprestressingconcretehollowslab LIYing-jiuMADong-qi Abstract:Inthccascofunderreinforcedconcrete,brittletensionfailureoftenoccursinconcretestructure, whichsteelfracture.Especiallythe caseoccursn1orecai1ybecauseoftheexistoftheinitialprestress.Bythediscussingandanalysis,thepape rgetsthevaluableoptimizationcoef— ficientsandgivesUSsomeadvicefordesigningofprestressconcretehollowsalb. Keywords:tensioncontro1stresscoefficient,reinforcementratio.hollowslab,bearingcapacity,partial prestress