预应力混凝土结构设计规范送审稿及条文说明(修改版)624_第1页
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文档简介

1、UDC中华人民共和国行业标准JGJ/XXX20XXP备案号JXXXX20XX预应力混凝土结构设计规范Code for design of prestressed concrete structures(送审稿)xxxx-xx-xx 发布xxxx-xx-xx实施中华人民共和国住房和城乡建设部发行中华人民共和国行业标准预应力混凝土结构设计规范Code for design of prestressed concrete structuresJGJXXX-XXXX批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:201#年XX月XX日中国建筑工业出版社201# 北京前 言根据住房和城乡建设部关于印发

2、<2009年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知(建标200988号文)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,在广泛征求意见的基础上,制定本规范。本规范的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.材料;4.基本规定;5. 承载能力极限状态计算;6. 正常使用极限状态验算;7. 超长结构的预应力设计;8. 预应力型钢混凝土及预应力钢与混凝土组合梁结构设计;9. 体外预应力混凝土结构设计;10. FRP预应力筋混凝土结构设计;11主要构造规定。本规范由住房和城乡建设部负责管理,由同济大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送至同济大学预应力混凝土结

3、构设计规范编制组(地址:上海市四平路1239号,邮编:200092)。本规范主编单位:同济大学上海建工七建集团有限公司 本规范参编单位:中国建筑设计研究院上海建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司北京市建筑设计研究院有限公司北京市建筑工程研究院有限责任公司中冶集团建筑研究总院有限公司上海同吉建筑工程设计有限公司北京中建建筑科学研究院有限公司中铁上海设计院集团有限公司天华建筑设计有限公司长安大学江阴华新钢缆有限公司中航工业规划建设公司上海市城市建设设计研究院济南大学本规范主要起草人员:熊学玉 王美华 顾亚囝任庆英尤天直李亚明周建龙郑毅敏束伟农李晨光

4、王丰尚仁杰吴转琴顾炜焦振刚苏小卒周建民刘建红谢旺兰王步陈华青葛家琪李伟兴 陆元春高 峰本规范主要审查人员:目 次1 总则12 术语和符号22.1 术语22.2 符号33 材料63.1 混凝土及钢筋63.2 涂层预应力筋93.3 FRP预应力筋103.4 预应力筋用锚具和承压体系123.5 孔道与灌浆材料144 基本规定164.1 一般规定164.2 结构内力分析184.3预应力损失值计算214.4 施工阶段受力工况验算304.5 抗震设计314.6 耐久性规定325 承载能力极限状态计算365.1 一般规定365.2 正截面受弯构件承载力计算395.3 正截面受拉构件承载力计算425.4 正截

5、面受压构件承载力计算445.5 斜截面承载力计算455.6 受冲切承载力计算505.7 局部受压承载力计算525.8 疲劳验算546 正常使用极限状态验算576.1 应力验算576.2 受弯构件挠度验算606.3 裂缝控制627 超长结构的预应力设计677.1 一般规定677.2 计算分析717.3 设计原则727.4 构造措施及施工要求748 预应力型钢混凝土及预应力钢与混凝土组合梁结构设计768.1 一般规定768.2 承载力极限状态计算798.3 裂缝宽度验算848.4 挠度验算879 体外预应力混凝土结构设计909.1 一般规定909.2 承载能力极限状态计算919.3 正常使用极限状

6、态验算929.4 构造要求9310 FRP预应力筋混凝土结构设计9610.1 一般规定9610.2 预应力损失9710.3 FRP预应力筋混凝土构件承载能力极限状态验算9810.4 FRP预应力筋混凝土构件正常使用极限状态验算10010.5 构造要求10011 主要构造规定10111.1 一般规定10111.2 先张构件10211.3 后张构件10311.4 无粘结构件10711.5 减少约束影响的措施11111.6 抗火设计构造措施112附录A 常用体外预应力线型布置及次内力计算113Contents1 General Provisions12 Terms and Symbols.22.1

7、Terms.22.2 Symbols.33 Materials73.1Concrete and Steel Reinforcement.73.2 Coated Prestressing Tendon103.3 FRP Prestressing Tendon123.4 Anchorage for Prestressing Tendon and Confined System.143.5Pore canal and Grouting Material.154 Basic Requirements.174.1 General Requirements.174.2 Analysis on Intern

8、al Force.194.3 Loss of Prestress.224.4 Force Conditions Checking on construction stage.314.5 Seismic Design.324.6 Durability Requirements.335 Ultimate Limit StatesDesign.375.1 General Requirements.375.2 Calculation of Flexual Capacity.405.3 Calculation ofTensionCapacity.435.4 Calculation ofCompressi

9、onCapacity.455.5 Calculation of Shear Capacity.475.6 Calculation of Punching Shear Capacity.525.7 Calculation of Local CompressionCapacity.535.8 Checking of Fatigue.566 Checking of Serviceability Limit States596.1 Checking ofstresse.596.2 Checking of Deflection of Flexural Members.626.3 Checking of

10、Cracks.657 PrestressingDesign for Super Long Structure.707.1 General Requirements.707.2 CalculationAnalysis747.3 Principles for Design.757.4 Structural Measures and Construction Requirement.778 Design for Prestressed Steel ReinforcedConcreteand Steel-Concrete Composite Beams.798.1 General Requiremen

11、ts.798.2 Calculation of Flexual Capacity.828.3Checking of Cracks.888.4 Checking of Deflection.919Design for external prestressedReinforcedConcreteStructure.939.1General Requirements.939.2 Ultimate Limit States Design.949.3 Checking of Serviceability Limit States.959.4 Detailing Requirements.9710 Des

12、ign forFRP PrestressedReinforcedConcreteStructure.10010.1General Requirements.10010.2 Loss of Prestress.10110.3 Ultimate Limit States Design.10210.4 Checking of Serviceability Limit States.10410.5 Detailing Requirements.10411 Detailing Requirements.10611.1General Requirements.10611.2 Pre-tensioned M

13、embers.10711.3 Post-tensioned Members.10811.4 Unbonded Members.11211.5 Measures to Reduce Constraints.11711.6 Structural Design Measures for Fire Resistant.118Appendix A Commonly Used Linear Arrangement of External Prestressing and SecondaryForces Calculation.1191 总则 为了在预应力混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全

14、适用、技术先进、经济合理、保证质量,制定本规范。 本规范适用于工业与民用房屋结构的预应力混凝土结构设计。【条文说明】 本条主要规定了本规范适用范围。本规范用于轻骨料混凝土及特种预应力混凝土结构的设计时,尚应按有关规范执行。给水排水预应力圆形水池的应用范围较广,适用城镇公用设施的清水池、初沉池、二沉池、浓缩池、加速澄清池等开口或有顶盖水池。其他行业因使用条件较为复杂,如池内介质不同、介质的温度或腐蚀性差异较大、环境条件和使用要求不同,本规范未能包括。水下预应力结构宜采用有粘结预应力筋。 本规范依据现行国家标准工程结构可靠性设计统一标准GB50153及建筑结构可靠度设计统一标准GB50068的原则

15、制订。本规范是对预应力混凝土结构设计的基本要求。1.0.4 预应力混凝土结构的设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语和符号2.1 术语2.1.1 预应力混凝土结构prestressed concrete structure配置受力的预应力筋,通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。2.1.2 先张法预应力混凝土结构pretensioned prestressed concrete structure在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土,并通过粘结力传递而建立预加应力的混凝土结构。2.1.3 后张法预应力混凝土结构post-tensioned prestressed co

16、ncrete structure在混凝土达到规定强度后,通过张拉预应力筋并在结构上锚固而建立预加应力的混凝土结构。包括有粘结预应力混凝土结构、缓粘结预应力混凝土结构、无粘结预应力混凝土结构、体外预应力结构、预应力型钢混凝土结构及预应力钢与混凝土组合梁等。2.1.4 无粘结预应力混凝土结构unbonded prestressed concrete structure配置带有涂料层和外包层的预应力筋,与混凝土之间能够永久产生滑动的后张法预应力混凝土结构。2.1.5 体外预应力混凝土结构externally prestressed structure由布置在混凝土构件截面之外的后张预应力筋产生预加应

17、力的结构。2.1.6 预应力型钢混凝土结构prestressed steel reinforcedconcrete structure预应力混凝土结构内配置型钢(轧制或焊接成型)和钢筋的结构。2.1.7 预应力筋prestressing tendon用于混凝土结构构件中施加预应力的钢筋、钢丝、钢绞线、钢棒和FRP筋的总称。2.1.8环氧涂层钢绞线epoxy-coated prestressing steel strand外层由熔融结合环氧涂层涂覆,钢丝间的空隙由熔融结合环氧涂层完全填充,防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力侵入的预应力钢绞线。按照表面是否嵌入砂粒分为嵌砂型环氧涂层预应力钢绞

18、线和光滑型环氧涂层预应力钢绞线。2.1.9纤维增强复合塑料预应力筋FRP prestressing tendon由多股连续纤维(芳纶纤维复合材料或碳纤维复合材料)采用基底材料(聚酰胺树脂、聚乙烯树脂或环氧树脂等)胶合后,经过特制的模具挤压、拉拔成型的纤维增强复合塑料预应力筋。包括芳纶纤维复合材料(AFRP)预应力筋和碳纤维复合材料(CFRP)预应力筋。2.1.10无粘结预应力筋unbonded prestressing tendon表面涂防腐油脂并包护套后,与周围混凝土不粘结,靠锚具传递压力给构件或结构的一种预应力筋。1 有粘结预应力筋bonded prestressing tendon张拉后

19、直接与混凝土粘结或通过灌浆使之与混凝土粘结的一种预应力筋。2.1.12 缓粘结预应力筋retard-bondedprestressing steel strand用缓凝粘合剂和高密度聚乙烯护套涂包的预应力钢绞线。体外预应力筋external prestressing tendon布置在结构构件截面之外的预应力筋。通过与结构构件相连的锚固端块和转向块将预应力传递到结构上。4 锚具anchorage后张法预应力构件或结构中,为保持预应力筋的拉力并将压力传递到构件或结构上所采用的永久性锚固装置。5 连接器coupler连接预应力筋的装置。6 锚固区anchorage zone在后张预应力混凝土结构构

20、件中,承受锚具传来的预加力并使混凝土截面应力趋于均匀的部分构件区段。锚固区可分为局部锚固区和整体锚固区。局部锚固区是指直接围绕预应力锚固装置及其加强钢筋的混凝土矩形截面棱柱体;整体锚固区是指后张预应力局部锚固区之外的应力尚未完全均匀化的锚固区部分。7转向块deviator在腹板、翼缘或腹板翼缘交接处设置的混凝土或钢支承块。与构件整体浇筑或采用可靠连接,以控制体外束的几何形状或改变体外束方向,将预加力传至结构的装置。2.1.18 张拉控制应力control stress for tensioning预应力筋张拉时在张拉端所施加的应力值。2.1.19 预应力损失prestressing loss预

21、应力筋张拉过程中和张拉后,由于材料特性、结构状态和张拉工艺等因素引起的预应力筋应力降低。预应力损失包括:摩擦损失、锚固损失、弹性压缩损失、热养护损失、预应力筋应力松弛损失和混凝土收缩徐变损失等。0 有效预应力effective prestress预应力损失完成后,在预应力筋中保持的应力值。2.2 符号 材料性能Ec混凝土弹性模量;Efc混凝土疲劳变形模量;Es钢筋弹性模量;Ep预应力筋弹性模量;Ea型钢弹性模量;C30立方体抗压强度标准值为30N/mm2的混凝土强度等级;fcu'边长为150mm的现场同等条件养护下施工阶段混凝土立方体的抗压强度;fck、fc混凝土轴心抗压强度标准值、设

22、计值;ftk、ft混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;fck'、ftk'施工阶段的混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值;fyk、fpyk普通钢筋、预应力筋屈服强度标准值;fstk、fptk普通钢筋、预应力筋极限强度标准值;fy、fy'普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;fpy、fpy'预应力筋的抗拉、抗压强度设计值;fa、fa'型钢抗拉、抗压强度设计值;fak、fak'型钢抗拉、抗压强度标准值; 作用和作用效应N轴向力设计值;N2由预加力在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次轴力;Nk、Nq按荷载效应的标准组合,准永久组合计算的轴向力值;Np后张法构件

23、预应力筋及普通钢筋的合力;Np0混凝土法向预应力等于零时预应力筋及普通钢筋的合力;Nu0构件的截面轴心受压或轴心受拉承载力设计值;Nux、Nuy轴向力作用于x轴、y轴的偏心受压或偏心受拉承载力设计值;M弯矩设计值;M2由预加力在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次弯矩;Mk、Mq按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的弯矩值;Mu构件的正截面受弯承载力设计值;Mcr受弯构件的正截面开裂弯矩值;T扭矩设计值;V剪力设计值;V2由预加力在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次剪力;Vcs构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;Fl局部荷载设计值或集中反力设计值;ck、cq荷载效应的标准组合、准

24、永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力;pc由预加力产生的混凝土法向应力;tp、cp混凝土中的主拉应力、主压应力;fc,max、fc,min疲劳验算时受拉区或受压区边缘纤维混凝土的最大应力、最小应力;s、p正载面承载力计算中纵向普通钢筋、预应力筋的应力;sk按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋应力或等效应力;con预应力筋张拉控制应力;p0预应力筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力筋应力;pe预应力筋的有效预应力;pu无粘结预应力筋和体外预应力筋的应力设计值;l、'l受拉区、受压区预应力筋在相应阶段的预应力损失值;混凝土的剪应力;wmax按荷载效应的准永久或标准组合,并考虑长期作

25、用影响的计算最大裂缝宽度。x从张拉端至计算截面缓凝结预应力筋的长度,单位为米(m); 几何参数a、a'纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离;as、a's纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离;ap、a'p受拉区纵向预应力筋合力点、受压区纵向预应力筋合力点至截面近边的距离;b矩形截面宽度,T形,I形截面的腹板宽度;bf、b'fT形或I形截面受拉区、受压区的翼缘宽度;d钢筋直径或圆形截面的直径;c混凝土保护层厚度;e、e'轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离;e0轴向力对截面重心的偏心距

26、;ea附加偏心距;ei初始偏心距;h截面高度;h0截面有效高度;hp纵向受拉预应力筋合力点至梁截面受压边缘的有效距离;hs纵向受拉普通钢筋合力点至梁截面受压边缘的有效距离;hf、h'fT形或I形截面受拉区、受压区的翼缘高度;i截面的回转半径;cr曲率半径;la纵向受拉钢筋的锚固长度;l0梁板的计算跨度或柱的计算长度;s沿构件轴线方向上横向钢筋的间距,螺旋筋的间距或箍筋的间距;x混凝土受压区高度;y0、yn换算截面重心、净截面重心至所计算纤维的距离;z纵向受拉钢筋合力至混凝土受压区合力点之间的距离;A构件截面面积;A0构件换算截面面积;An构件净截面面积;As、A's受拉区、受压

27、区纵向普通钢筋的截面面积;Ap、A'p受拉区、受压区纵向预应力筋的截面面积;Asv1、Ast1受剪、受扭计算中单肢箍筋的截面面积;Astl受扭计算中取用的全部受扭纵向普通钢筋的截面面积;Asv、Ash同一截面内各肢竖向、水平箍筋或分布钢筋的全部截面面积;Asb、Apb同一弯起平面内普通钢筋、弯起预应力筋的截面面积;Al混凝土局部受压面积;Acor钢筋网、螺旋筋或间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积;B受弯构件的截面刚度;W截面受拉边缘的弹性抵抗矩;W0换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;Wn净截面受拉边缘的弹性抵抗矩;Wt截面受扭塑性抵抗矩;I截面惯性矩;I0换算截面惯性矩;In净截面惯性矩

28、; 计算系数及其他1受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值;E钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;c混凝土强度影响系数;1矩形应力图受压区高度与中和轴高度(中和轴到受压区边缘的距离)的比值;l局部受压时的混凝土强度提高系数;混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数;s偏心受压构件考虑二阶效应影响的增大系数;计算截面的剪跨比;预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数;考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数(1/m);纵向受力钢筋的配筋率;sv、sh竖向箍筋,水平箍筋或竖向分布钢筋,水平分布钢筋的配筋率;v间接钢筋或箍筋的体积配筋率;轴心受压构件的稳定系数;考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数

29、;裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数。3 材料3.1 混凝土及钢筋预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。【条文说明】3.1.1由于高强度低松弛预应力钢绞线及钢丝在我国的推广应用,必须采用较高强度等级的混凝土,才可充分发挥两者的作用,达到更经济的目的。所以规定了预应力结构的最低混凝土强度等级。预应力加固工程中,被加固结构的混凝土强度等级可不受此条规定限制。结构中局部采用预应力构件时,结构混凝土强度等级要求可适当降低。对于采用钢绞线集束布置的有粘结预应力构件不应低于C45或更高。对于无粘结预应力构件不应低于C30。在实际工程中,被广泛采用的高强度低松驰钢绞线,如强度标准值

30、 低松驰钢绞线,在集束布置的有粘结预应力构件中,当混凝土强度等级采用C40时,局部受压承载力验算难以满足要求,尤其当每个集团束钢绞线根数达到9根及其以上时,在非框架柱端的部位,如预留的梁上张拉后浇带处,按照规范局部受压承载力公式计算C50往往都不满足要求。而设计者往往非常忽视局部受压承载力验算。在实际工程中,如果等到混凝土强度达到100%张拉,往往施工工期不允许,或造成模板积压严重。预应力混凝土结构中普通钢筋宜采用HRB500、HRB400、HRBF500、HRBF400钢筋,也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋。箍筋宜选用HRB400、HRBF400、HPB3

31、00、HRB500、HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335钢筋。普通钢筋应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的规定。【条文说明】3.1.2在预应力混凝土构件中,普通钢筋建议采用HRB500级和HRB400级钢筋,是为了保证普通钢筋在构件达到破坏时能够屈服,同时钢筋的抗拉强度设计值又不至于太低。预应力混凝土结构中预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋,也可采用纤维增强复合塑料预应力筋。在先张预应力构件中,宜采用钢绞线、刻痕钢丝和螺旋肋钢丝。在后张预应力构件或结构中宜采用钢绞线。有特殊防腐蚀要求时,可选用镀锌钢丝、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线或纤维增强复合塑料

32、预应力筋。预应力筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的屈服强度标准值fpyk、极限强度标准值fptk应满足GB/T5223、GB/T5224等标准的规定,常用规格按表3.1.4采用。表3.1.4预应力筋强度标准值(N/mm2)种类符号公称直径d(mm)屈服强度标准值fpyk极限强度标准值fptk中强度预应力钢丝光面螺旋肋PMHM5、7、96208007809709801270预应力螺纹钢筋螺纹T18、25、32、40、50785980930108010801230消除应力钢丝光面螺旋肋PH51570186071570914701570钢绞线1×

33、3(三股)S8.6、10.812.91570186019601×7(七股)9.5、12.7、15.2、17.817201860196021.617201860注:极限强度标准值为1960N/mm2的钢绞线作后张预应力配筋时,应有可靠的工程经验。预应力筋的抗拉强度设计值fpy及抗压强度设计值f'py应按表3.1.5采用。表3.1.5预应力筋强度设计值(N/mm2)种类极限强度标准值fptk抗拉强度设计值fpy抗压强度设计值f'py中强度预应力钢丝8005104109706501270810消除应力钢丝147010404101570111018601320钢绞线15701

34、110390172012201860132019601390预应力螺纹钢筋98065041010807701230900注:当预应力钢绞线、钢丝的强度标准值不符合表3.1.5的规定时,其强度设计值应进行换算。【条文说明】本规范中钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值和强度设计值引用了相应国家标准中有关条文的规定。预应力筋选用应根据结构受力特点、环境条件和施工方法等确定。钢丝和钢绞线的规格与力学性能应分别符合国家标准预应力混凝土用钢丝GB/T5223和预应力混凝土用钢绞线GB/T5224的规定。精轧螺纹钢筋的规格与力学性能应符合有关预应力混凝土结构用螺纹钢筋G/T20065的规定。镀锌钢丝和钢绞线

35、的规格和力学性能应分别符合国家标准桥梁缆索用热镀锌钢丝GB/T17101和行业标准高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线YB/152的规定。镀锌钢丝和镀锌钢绞线适用于斜拉索和体外预应力结构,由于锌是两性金属,因而不推荐在直接与混凝土、砂浆接触的预应力结构中使用。无粘结预应力钢铰线的规格和力学性能应符合行业标准无粘结预应力钢绞线JG161的规定。近年来,强度标准值达1960MPa的预应力钢绞线已可批量生产供应,因此在本规范中增加了该等级的钢绞线。本规范未列出预应力钢棒规格及力学性能,使用时请参照预应力混凝土用钢棒GB/T5233.3。预应力筋的弹性模量Ep应按表3.1.6采用。表3.1.6预应力筋弹性模

36、量(×105N/mm2)种类Ep预应力螺纹钢筋2.00消除应力钢丝、中强度预应力钢丝2.05钢绞线1.95注:必要时可采用实测的弹性模量。3.1.7预应力筋的疲劳应力幅限值ffpy 应根据预应力筋疲劳应力比值fp,按表3.1.7线性内插取值。预应力筋疲劳应力比值fp应按下列公式计算:fp = fp,min/fp,max(3.1.7)式中:fp,min、fp,max构件疲劳验算时,同一层预应力筋的最小应力、最大应力。表3.1.7预应力筋疲劳应力幅限值(N/mm2)疲劳应力比值fp钢绞线fptk=1570消除应力钢丝fptk=15700.71442400.81181680.97088注:

37、1当fp0.9时,可不作钢筋疲劳验算;2当有充分依据时,可对表中规定的疲劳应力幅限值作适当调整。3.1.8预应力筋在最大力下的总伸长率gt不应小于3.5%。3.2 涂层预应力筋3.2.1 预应力热镀锌钢绞线应符合下列要求:1热镀锌钢绞线适用于体外预应力结构,不应在直接与混凝土、砂浆接触的预应力结构中使用。2镀锌钢绞线应有较好的伸直性,钢绞线自由放置在平面上测量其弯曲度,每米矢高不大于25mm。3在镀锌钢绞线的2根以上的镀锌丝上测量的单位面积上的锌层重量的平均值应在190350g/m2之间,相当于锌层的平均厚度为2750m。4 镀锌钢绞线的规格和力学性能应符合高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线YB/

38、T 152的规定。【条文说明】3.2.1预应力热镀锌钢绞线由6根镀锌钢丝螺旋紧密围绕1根中心镀锌钢丝捻制并经稳定化处理而成。镀锌钢绞线是从桥梁工程需要发展起来的,逐步推广到建筑工程中的体外索和拉索等。镀锌钢绞线的规格和力学性能应符合高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线YB/T 152的规定。 填充型环氧涂层钢绞线应符合下列要求:填充型环氧涂层钢绞线按照表面是否嵌入砂粒分为磨砂型环氧涂层预应力钢绞线和光滑型环氧涂层预应力钢绞线,材料性能应符合现行环氧涂层预应力钢绞线(JGJ)的规定。【条文说明】环氧涂层填充型钢绞线是具有高抗腐蚀性能的预应力线材,本规范中增加了该类型的钢绞线,以供设计人员在环境类别较高

39、或结构耐久性要求较高的场合选用。由于国内尚无环氧涂层填充型钢绞线的产品标准,同时国内该类产品的生产厂家主要依据美国标准ASTM A882和国际标准ISO14655生产,因此在本规范中参考美国现行标准ASTM A882/A882M-04a中有关条文制定了对环氧涂层填充型钢绞线的若干要求。缓粘结预应力钢绞线应符合下列要求:1缓粘结预应力钢绞线规格和性能应满足现行缓粘结预应力钢绞线JG/T369的规定。2 缓凝胶粘剂是指涂包在预应力钢绞线的外侧、外包护套内部的,具有一定厚度的特殊胶凝材料。其材料性能指标满足表3.2.3。表3.2.3 缓凝胶粘剂材料性能指标性能项目指 标外观质地均匀、无任何杂质固体含

40、量(%)99初始粘度(mpa.s)30000pH值78工艺性能张拉使用期(月)固化时间62固化时间93固化时间125固化时间2410胶体性能弯曲强度(MPa)27压缩强度(MPa)50弹性模量(MPa)2.0×103拉伸剪切强度(钢钢)(MPa)10耐久性能耐湿热老化性能测试(90d)拉伸剪切强度(钢钢)下降率不大于10%冻融性能测试(-2535,50次)拉伸剪切强度(钢钢)下降率不大于10%【条文说明】 缓粘结预应力筋是由预应力筋钢绞线、缓凝胶粘剂和外包PE组成。缓凝胶粘剂填充在外包聚乙烯套管(PE)和预应力筋之间,外包PE压有凹凸不平的波纹。这种预应力筋在工程施工的前期如无粘结预

41、应力筋般布筋、张拉,而在施工结束后相对快速地达到如有粘结预应力筋般的力学性能。3.2.4无粘结预应力筋应符合下列要求:1无粘结预应力筋的护套材料应采用高密度聚乙烯树脂作护套材料,其密度应大于0.93,抗拉强度不小于20MPa。2 无粘结预应力筋润滑涂料应符合无粘结预应力筋专用防腐润滑脂JG3007要求。3.3 纤维增强复合塑料预应力筋纤维增强复合塑料预应力筋混凝土构件应采用AFRP筋或CFRP筋,且其纤维体积含量不应小于60。【条文说明】3.3.1当前应用于土木工程的纤维增强复合塑料筋主要有GFRP筋、AFRP筋和CFRP筋。其中,GFRP筋强度较低,且耐碱性差,并在长期荷载作用下较AFRP筋

42、和CFRP筋更易发生徐变断裂,不宜用作预应力筋。因此,本条规定纤维增强复合塑料预应力筋应选用CFRP筋或AFRP筋。纤维增强复合塑料预应力筋的截面面积应小于300mm2。【条文说明】3.3.2纤维增强复合塑料筋存在剪切滞后问题,导致其抗拉强度随直径的增大而降低。根据国内外检测与研究结果,本条对单根纤维增强复合塑料预应力筋的截面面积进行了限制。纤维增强复合塑料预应力筋的截面面积按名义直径即含树脂计算。纤维增强复合塑料预应力筋应符合以下规定:1 纤维增强复合塑料预应力筋的抗拉强度应按筋材的截面面积含树脂计算,其主要力学性能指标应满足表3.3.3的规定。2 纤维增强复合塑料预应力筋的抗拉强度标准值应

43、具有99.87%的保证率,其弹性模量和伸长率取平均值。纤维增强复合塑料预应力筋的伸长率指最大力下的伸长率。3应用环境为室外的纤维增强复合塑料预应力筋,其横向热膨胀系数应小于4×10-5/oC。【条文说明】3.3.3考虑到纤维增强复合塑料预应力筋抗拉强度的离散度高于钢筋,本条对其抗拉强度标准值提出了更高的强度保证率要求。表3.3.3纤维增强复合塑料预应力筋的主要力学性能指标类型抗拉强度标准值(MPa)弹性模量(GPa)伸长率(%)CFRP筋18001401.5AFRP筋1300652.0纤维增强复合塑料筋抗拉强度设计值应按下列公式确定。(3.3.4)式中:纤维增强复合塑料预应力筋抗拉强

44、度设计值;纤维增强复合塑料预应力筋抗拉强度标准值;环境影响系数,应按表3.3.4取值。表3.3.4纤维增强复合塑料预应力筋的环境影响系数类型室内环境一般室外环境海洋环境、腐蚀性环境、碱性环境CFRP1.01.11.2AFRP1.21.31.5【条文说明】3.3.4考虑到纤维增强复合塑料材料破坏的脆性特点,参照混凝土结构设计规范GB 50010中混凝土材料系数的取值,纤维增强复合塑料筋的材料系数取1.4。纤维增强复合塑料材料在所处环境中的酸碱盐、湿度、温度和日照等因素的长期作用下,性能会发生不同程度的降低。本条针对不同环境对纤维增强复合塑料材料劣化影响程度的差异,考虑耐久性要求,采用对应的环境系

45、数对纤维增强复合塑料预应力筋的抗拉强度给予折减。表3.3.4中的环境系数是根据国内外试验研究成果确定的。补充:ffpk标准值在何处查得,应明确纤维增强复合塑料预应力筋的徐变断裂极限应按下列公式计算。(3.3.5)式中:纤维增强复合塑料预应力筋的徐变断裂极限;徐变断裂折减系数,CFRP筋取1.8,AFRP筋取3.3。【条文说明】3.3.5在低于其承载力的拉力的长期作用下,纤维增强复合塑料筋在一定时限后可能会突然失效,即发生徐变断裂。该时限不仅随纤维增强复合塑料中长期作用拉应力的增大而降低,且会因高温、紫外线、干湿循环、冻融循环等不利环境因素而降低。如图所示,纤维增强复合塑料筋的徐变曲线一般可分为

46、3个阶段。第一阶段为加载完成后的短期(相对于发生徐变断裂的时限而言),纤维增强复合塑料筋的应变速率在该阶段持续下降。在其后的第二阶段,纤维增强复合塑料筋在常值应力作用下的应变速率基本保持不变。在该阶段,尽管纤维增强复合塑料筋中的某些较弱纤维可能受拉失效,但其所承担的荷载可通过摩擦作用或树脂的粘结作用传递至相邻纤维。在第三阶段,纤维增强复合塑料筋的应变速率持续增大,表示纤维增强复合塑料筋中的纤维已发生快速、持续的失效,该过程最终将导致纤维增强复合塑料筋的断裂。应当指出,当第二阶段纤维增强复合塑料筋的长期作用拉应力足够低时,则可延长该阶段的时限,避免徐变断裂的发生。基于该原理,本条规定了纤维增强复

47、合塑料预应力 筋的徐变断裂极限。根据国外已有试验数据,本条取CFRP筋和AFRP 筋的徐变断裂折减系数分别为1.8和3.3。图3.3.5纤维增强复合塑料预应力筋徐变变形的三个阶段3.4 预应力筋用锚具和连接器 预应力结构设计中,应根据工程环境条件、结构特点、预应力筋品种和张拉施工方法,选择适用的锚具和连接器。常用预应力筋的锚具可按表3.4.1选用。表3.4.1 锚具选用预应力筋品种张拉端固定端安装在结构之外安装在结构之内钢绞线夹片锚具夹片锚具挤压锚具挤压锚具单根钢丝夹片锚具镦头锚具夹片锚具镦头锚具钢丝束镦头锚具冷(热)铸锚冷(热)铸锚镦头锚具预应力螺纹钢筋螺母锚具螺母锚具螺母锚具【条文说明】3

48、.4.1工程设计人员为某种结构选用锚具或连接器时,可根据工程环境条件、结构的要求、预应力筋的品种、产品的技术性能、张拉施工方法和经济合理等因素进行综合分析比较后加以确定。表3.4.1是锚具选用表,这里仅推荐不同预应力筋适用的张拉端和固定端锚具。3.4.2 预应力筋用锚具和连接器的性能除应符合本章要求外,尚应符合现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370、预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程(JGJ 85)和无粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ 92)的规定。3.4.3预应力筋-锚具组装件的静载锚固性能,应由预应力筋-锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数(a)和达到实测极限

49、拉力时组装件受力长度的总应变(apu)确定,尚应符合现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370的规定。【条文说明】3.4.3预应力筋锚具组装件的静载和疲劳锚固性能,是根据现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T14370对锚具的锚固性能要求制定的。对于主要承受较大动荷载的预应力混凝土结构,要求所选锚具能承受的应力幅度可适当增加,具体数值可由工程设计单位根据需要确定。预应力筋-锚具组装件的静载锚固性能应符合预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程(JGJ 85)的规定。用于主要承受动荷载、有抗震要求的重要工程,当设计提出要求时,应按现行国家标准预应力筋用锚具、夹具和连接器GB/T 14370的规定进行疲劳性能、周期荷载性能试验。3.4.4承受低应力或动荷载的夹片式锚具应具有防松性能。【条文说明】承受低应力或动荷载的夹片式锚具可能出现锚具夹片

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