无粘结预应力混凝土构件裂缝控制

1、无粘结预应力混凝土构件裂缝控制摘 要：粘结预应力混凝土作为一种新型的高效预应 力混凝土结构，在工程施工中得到了广泛应用，但是，在对 无粘结预应力混凝土结构进行施工时，由于受到各方面因素 的影响，导致混凝土构件产生裂缝，这不仅对工程施工的质 量带来了严重的影响，还存在着一定的安全隐患，因此对其 粘结预应力混凝土构件裂缝的控制有着十分重要的意义。本 文通过对无粘结预应力混凝土构件裂缝控制进行简要的介 绍，并且利用工程实例，对无粘结预应力混凝土构件裂缝控 制的方法进行分析，以供相关人士参考。关键词：粘结预应力；混凝土构件；裂缝控制所谓的无粘结预应力混凝土就是指利用高强度钢材以 及后张无粘结预应力混凝

2、土施工工艺为主要的施工特点的 一种新型的高效预应力混凝土结构。在工程施工中，它可以 对混凝土结构的裂缝和绕度进行有效的控制，而且在工程结 构的承载力的作用下，有着较好的延性和吸能功能。但是， 由于这项新型的施工技术，在我国起步的比较晚，因此目前 还没有准确的裂缝控制和裂缝宽度计算的方法，技术人员只 能将相关的规则制度和自身的施工经验相结合，对其无粘结 预应力混凝土构件裂缝进行有效的控制。1 无粘结预应力混凝土构件裂缝控制1.1 拉应力控制目前，在工程施工中，施工人员根据工程施工的实际情 况和相关规定，无粘结预应力混凝土构件裂缝的控制的等级 分成一级、二级、三级这三个等级。而对三级和二级裂缝的

3、控制，我们只对在荷载效应的保障组合下对其无粘结混凝土 构件的拉应力进行严格的控制要求，从而保证在工程施工中， 施工人员可以对无粘结预应力混凝土构件裂缝进行有效的 控制，以确保工程施工质量符合工程施工的要求。1.2 新旧规范相比较 虽然我国在对无粘结应力混凝土构件裂缝控制中没有 统一的标准，但是为了确保施工人员对裂缝的有效控制，我 国的相关部门也制定出了相应的规则制度，对其进行管理。 目前，为了促进社会经济建设，我国相关部门也对其无粘结 预应力混凝土结构裂缝控制的技术规范进行了修订，和原规 范相比较，现行的规范制度主要体现在以下几个方面：（ 1）为了和国际主流无粘结预应力混凝土构件裂缝控 制技术

4、接轨，人们从荷载效应组合方式进行了一定的改进， 将原本的中短期效应组合和长期效应组合，分别改为标准组 合与准永久组合，以便于人们的理解。（ 2）由于原裂缝控制规范对混凝土结构的拉应力限制 系数和受拉区混凝土塑性影响系数要求比较严格，这就给工程施工带来了一定的难度，因此为了有利于工程施工，我国 相关部门就结合技术人员在工程施工中的相关经验，就将拉 应力限制系数和塑性影响系数取消，进而降低工程施工难度， 节约投资，提高了工程施工的经济效益。2 无粘结预应力混凝土构件裂缝宽度计算 在工程施工中，由于普通混凝土结构和预应力混凝土之 间存在着一定的问题，而且导致无粘结预应力混凝土构件产 生裂缝的原因有很

5、多，因此在一般情况下，对其预应力筋的 应力水准就很难确定，为了方便人们对裂缝宽度进行很好的 计算，施工人员就采用多种计算方法，在工程施工中对其进 行确定，这样不仅方便施工人员对其进行理解，还有利于计 算方法的实际应用。目前，在对无粘结预应力混凝土构件裂缝宽度进行确定 的时候，技术人员采用的是现行规范将平均裂缝的宽度和扩 大系数相乘，从而对预应力混凝土构件的最大裂缝宽度进行 计算。和原本的规范相比较， 这种新型规范制度的计算方法， 有着以下几个方面的特点：（ 1）以考虑纵向钢筋表面特征对裂缝宽度的影响，但 试验证明，保护层厚度这部分的影响与钢筋表面特征的关系 是不大的，因此新规范把钢筋的粘结特征

6、系数乘在括弧内的 项中，比较合理。2）考虑到目前保护层厚度有增大的趋势，把系数2.7及 0.1 分别改为 1.9 及 0.08 ，反映了增大保护层厚度的影响。（ 3）新规范对于采用多种不同直径和不同表面特征的 钢筋的构件，根据钢筋和混凝土粘结力等效的原则，引入了 等效钢筋直径的概念。（ 4）新规范对纵向受拉钢筋应变不均匀系数，仍采用 原规范的设计公式，但根据近年来的一些有关资料和工作经 验，将值的下限值由 0.4 改为 0.2。根据以上分析比较可以看出，采用新规范的裂缝宽度计 算方法，无粘结预应力裂缝宽度计算也相应得到放松，这有 助于减少无粘结预应力混凝土结构的用钢量，提高其经济性。3 工程实

7、例某厂房为 4 层钢筋混凝土框架结构， 按原规范进行设计， 抗裂控制等级为二级。厂房平面纵向轴线长度约100m，其中轴与轴之间跨长为 4m，其余各跨跨长为8m;横向轴线长 度约为27m，共3跨，其中二侧边跨跨长为 8m，中跨为11m。 横向框架边跨梁的截面尺寸为 400mmx600mm ，中跨梁截面 尺寸为 400mmx700mm ;纵向框架梁的截面尺寸均为 400mm x 600mm。框架梁、板混凝土强度等级为C40,框架柱混凝土强度为C30。楼板厚度为180mm。由于结构跨度较大，框架梁和楼板均采用无粘结预应力 技术，预应力筋采用有高密度聚乙烯塑料涂包的无粘结钢绞 线，预应力筋张拉端采用夹

8、片式锚具，固定端采用挤压式锚具。横向框架边跨梁预应力筋为815,中跨梁预应力筋为1615;纵向框架梁预应力筋为 1015,预应力筋为曲线布 置。每束预应力筋的控制张拉力为 182.3kN。结构计算时， 恒载标准值为 6.15kN/m ，活载标准值取为5kN/m 。由于目前该厂房未进行任何装修，无使用荷载，为 了模拟结构的实际受力情况，结构计算采用下述 3 种承载工 况。（1）工况1: 1.2x楼面结构自重+1.0x预应力。（2）工况2： 1.0x恒载（自重+楼面恒载）+1.0x活载+1.0x 预应力。（3）工况3： 1.2x恒载+1.4x活载+1.0x预应力。根据钢筋混凝土构件的裂缝控制验算方

9、法，在正常使用 极限状态下， 取截面塑性系数 1.75，混凝土 2.45N/mm（ C40， 原规范），考虑该厂房实际情况，目前楼面无使用荷载，与 楼面施工状况相近，适当放宽了拉应力控制系数。4 几点建议4.1 与原规范相比，新规范对裂缝控制条件和裂缝宽度 计算均有所放松，但在无粘结预应力工程中，新规范仍比实 际应用中放宽值的效果要严，按新规范设计时所需的预应力 筋比实际经验的偏多，考虑无粘结预应力结构的经济性，建 议在有丰富的设计经验时可对控制条件进一步放松。4.2 目前无粘结预应力混凝土结构一般均按二级裂缝控 制等级设计，要求不出现裂缝。但对荷载差异较大，其短期 效应组合值高出长期效应组合值很多的结构，可考虑采用在 荷载短期效应组合下按允许开裂的无粘结预应力混凝土进 行设计，但应限制。结束语总而言之，当前，虽然我国并没有对无粘结预应力混凝 土构件裂缝控制进行统一的规范，但是也制定了相关的规则 制度，对其进行处理，让技术人们在工程施工中通过自身的 施