无黏结部分预应力混凝土叠合梁刚度与裂缝宽度计算方法

无黏结部分预应力混凝土叠合梁刚度与裂缝宽度计算方法摘要：本文在无黏结部分预应力混凝土叠合梁实验结果和理论分析的基础上，结合无黏结部分预应力混凝土梁已有的研究成果，同时考虑混凝土叠合构件的二阶段受力特性，提出了与现行《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）相适应的刚度及最大裂缝宽度计算公式。通过与实验实测结果对比表明，公式计算精度较高，可满足工程设计要求。关键词：无黏结部分预应力混凝土；叠合梁；刚度；裂缝宽度1引言无黏结部分预应力混凝土叠合梁既具有预应力结构的特点，又具有叠合构件二阶段受力特性，预应力的存在可以有效消除叠合构件“刚度软化”的不利影响。目前，在土木工程领域尤其是桥梁工程中应用日趋广泛。因此，开展无黏结部分预应力混凝土叠合梁计算方法的研究，具有十分现实的意义。2无黏结部分预应力混凝土叠合梁变形计算方法对使用阶段已出现裂缝的无粘结预应力混凝土受弯构件，假定弯矩与曲率（或弯矩与挠度）曲线由双折直线组成，双折线的交点位于开裂弯矩处，可导得短期刚度的基本公作者简介：孙勇，男，1973.12出生，硕士，讲师，一级注册结构师，主要从事结构工程教学、设计与科研。基金项目：山东省自然科学基金资助项目(Y97F08092)。作者简介：孙勇，男，1973.12出生，硕士，讲师，一级注册结构师，主要从事结构工程教学、设计与科研。基金项目：山东省自然科学基金资助项目(Y97F08092)。式中，和分别为=0.6和1.0时的刚度降低系数。取=0.85；根据试验资料分析，取拟合的近似值。将和代入上式，并经适当调整后即得到公式[1][2]：（2）在荷载短期效应组合作用下预应力叠合构件的短期刚度Bs可采用与预应力混凝土构件相同的公式计算，但要考虑叠合构件的受力特点。将公式中的用来代替，即，0.6≤≤1.0（3）式中：——预制构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩；——叠合构件换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩；——叠合构件按荷载效应的标准组合计算的弯矩值，取；——第二阶段荷载效应标准组合在计算截面的弯矩值，取，此处为面层、吊顶等自重标准值在计算截面产生的弯矩值；为使用阶段可变荷载标准值在计算截面产生的弯矩值。（4）疯式中，受贞拉翼缘截洪面面积与擦腹板有效傍截面面积等的比值织；纵向受膜拉钢筋配挂筋率党；无粘结领预应力筋田配指标与弊综合配筋俩指标的比因值狼。驱用上述公富式计算的酷叠合素梁跨中挠鹅度乱与疾4呈6吵个无黏结术部分预应井力混凝土贩叠合梁变蜘形实验数尤据伟[3]拣进行验证挠知庄＝鼠1.04奶9奖，岸δ龙＝泄0.16阅0醋，辞n朽＝太4淡6池，验证结电果见束表例1凳。凯表农1电过无黏结部见分预应力乖混凝土叠寺合梁短期签挠度实测仗值术与计算忘值搜的比较表喊梁号斥（弯m马m可）权/帜梁号袍（狠m复m盆）菌PB1-病A41管12.3亲3罪1.06轧0筛PB2-邻A82权15.5匙6港1.03下5掉PB1-贵A41染12.6福8衣0.89映6递PB2-译A82育17.6浩5悬1.05粱4寿PB1-杂A41陪13.5厘0卵0.80商5她PB2-榜B41受11.8倍8桨0.90庭2做PB1-缘A42听17.8行5先1.15房1逐PB2-汤B41还13.6掌7港0.85突4顾PB1-忙A42招19.7像8禁0.99阳8励PB2-门B41筋15.9雁4零0.84谎6较PB2-宜A31占7.87扰1.12参6坛PB2-幅B42伪10.9乎3授0.81肚2门PB2-弹A31仓8.86俭0.93杏0纳PB2-扰B42遮13.5截9脏0.77朗0劣PB2-骨A32翅14.6肤8婚1.57下1序PB2-和B42贝16.6屡4词0.76篇3番PB2-湖A32蛋15.8北5臂1.26所2甚PB2-太C41榨14.8调1西1.08碧1吗PB2-奉A32蚀17.2脆2蚂1.09五2艇PB2-滩C41惑15.6约9瘦0.96必7臭PB2-爪A41跑9.85斜1.16茶2承PB2-锯C42晴12.1烧1坝1.20笼3居PB2-沸A41貌10.6故8殿0.98弊0箱PB2-走C42极12.9捕9言1.03针0再PB2-摆A41我11.4搬6厌0.86图0斥PB2-此C42甜14.0今5梨0.92尖7论PB2-隆A42欲10.4捡5秒0.95棚7松PB3-伯A41腐11.9虑0白1.23扮9费PB2-捎A61蔑16.7激8鲁1.15糠8盛PB3-恼A41欧13.2雄7者1.07缩3颂PB2-碌A61哀17.8孔8躬1.07浩3桶PB3-企A41粘15.0冷9猜0.99伞8缸PB2-苦A61北19.0冲6榜1.01融2弊PB3-继A42琴10.1境7筋1.07推1报PB2-岁A62坊18.2半2赵1.29各2泽PB3-蜘A42钉11.3邮2乒0.92摊3淹PB2-驼A62蹄20.6掀8姿1.18斑2道PB3-程A42帐12.7径6信0.84格8厘PB2-烘A62愚24.0脸2专1.14被8头PB4-泡A41骡8.45钓1.02县5疫PB2-姑A71闻20.2撞9傅1.20惰9哗PB4-蛋A41狼10.6卡1部0.97叉9杏PB2-严A71伟21.5睁9醋1.21狗8贯PB4-摸A42效13.9慈9捆1.33蚊3犁PB2-崭A82混14.0风9属1.05扭9拒PB4-宿A42迫15.9字1胡1.30秃5帜3禽代无黏结部锈分预应力裹混凝土叠雪合梁裂缝模宽度计算顽方法尖无黏结部翁分预应力缸混凝土梁棚的裂缝宽修度计算公台式仍采用以无黏结预输应力混凝甚土梁的计蔽算公式：怒失傲羡混火极（钢5帅）发式链中，受拉房区纵向受居拉非预应家力钢筋的敢等效直径备；按有效蚊受拉混凝毕土截面面阻积计算的眉纵向受拉柿钢筋配筋牌率泻仅考虑受杠拉非预应根力筋流；裂缝间嗽纵向受换拉非预应般力钢筋应活变不均匀偷系数孕，龄0.肌4急≤再≤眯1.寸0瞧；无粘结泊筋的等效嗓折减系数枝，文朋献融[4凡]泽取拆0.饲4贵，文甩献趴[5土]势取漂0.2拌3域，这里晚取善0.间3掌，则纵向覆受拉钢筋厨等效应力收：舌杀换扫应锅株缝（楚6合）甩无黏结部炭分预应力附混凝土叠烦合梁，具湿有无黏结让部分预应忍力混凝土嫂梁的特点杰，其影响祥裂缝宽度绵因素与无购黏结部分罢预应力混纳凝土梁相荣类似，其情裂缝宽度填计算模式侦可采用无纺黏结部分郑预应力混粥凝土梁的汇计算模式披，而差别跨主要在于赶统臂葱z猴的计算。被与规范中削无粘结预溜应力混凝览土构件的谱裂缝宽度忘公式衔接远，内力臂扑，其中：谜守摆蜻（宽7蒜）荷式中：瞧—监—眉预制构件支截面有效破高度；负—悟—短二阶段受筐力特征系薄数。根据剧的实验论速证分析，犯受力特征质系数仗与第一阶裹段作用弯岛矩同和预制梁疑正截面极智限承载力徐的比值、债预制截面惊和叠合截怖面总高度涝比排h居l达／薄h是、非预应商力钢筋配宗筋率难ρ番、预应力尚筋的有效石预应力歉等有关。认由于有效倍预应力的贡增大可使史第一阶段次预压面积导及其应力鉴图形饱满漠程度增大茄，提高了狼叠合拉力评在叠合后始弯矩鼠中所占比鹊重，使四值随之提联高。趁随方h闲l禁/镰h请增大而减疯小，随周的增大而断增大，随辫ρ乞的增大而裙减小，在起这些因素颗中以猪h屑l迹/储h在的影响最李为显著。晚根据文献热[6]绣，从偏于滤安全方面秧考虑，无泄黏结预应青力混凝土戏叠合梁二税次受力特蛾征系数黎取为：虽。饲经计算知探，构件受箭力特征系昌数反＝棍1.0×串0.85蚁×1.6仿6×1.悦5替＝淹2.失1鸽，把无黏默结部分预避应力混凝丈土叠合梁棋的实验数冒据灿[3]卵与上述公娇式进行验恭证知扛＝贱0.96捷5鞋，睛＝牢0.30暮7肢，非n呼＝仪4杆4膊。验证结雁果见认表钱2煌。4结论境在无黏结怠部分预应充力混凝土挽叠合梁中览，裂缝的汗分布及其繁平均间距廉和裂缝宽绢度主要取移决于非预架应力受拉份钢筋直径腾、配筋率乓、混凝土权保护层厚脊度向及开裂截躬面非预应等力钢筋的寇应力增量脖以及叠合桃梁二次受笋力特征系寸数逃，而与无震黏结预应铺力筋的直凤径、配筋鲁率等无明屈显关系。像本文在分乳析无黏结针部分预应极力混凝土肆梁的裂缝汗宽度公式辟基础上，因提出了无剑黏景结部分预子应力混凝傻土叠合梁喇裂缝宽度赶的计算公做式。坏霉犁表舅2痕乓无黏结部附分预应力抛混凝土叠呼合梁裂缝呼宽度实测用值静与计算值孤的对比表牌梁号嚷梁号之PB1-醒A41搜PB1-健A41雷PB1-脉A42惩PB1-脆A42唐PB1-保A42碰PB2-篇A31刚PB2-卫A31锐PB2-白A31厦PB2-点A32侧PB2-歌A32巩PB2-稀A32广PB2-搭A42杆PB2-兵A42锁PB2-蜂A61魂PB2-茫A61听PB2-赞A61京PB2-丧A62惰PB2-磨A62场PB2-筑A62痒PB2-再A71腥PB2-缩A71泻PB2-贡A71植0.10昌0.13童0.12蚊0.13扣0.16命0.13叠0.15背0.18洲0.15挡0.17污0.21骗0.10吵0.18铅0.13急0.17况0.18糠0.11番0.15知0.20益0.12朗0.15铲0.18射0.72逆3财0.94杂0矿0.86瓣8关0.94涨0需1.15参8昌0.76嫌1溜0.87苏8言1.05炒4可1.09教0胜1.23凳6塑1.52银7机0.58进5纤1.05翅4摸0.89租6托1.17淋2捕1.24差1古0.79淘9驰1.09阔0碌1.45艰4艳0.89肢7虎1.08稀5彻1.30广2腾PB2-翠A82敌PB2-征A82银PB2-暗A82社PB2-列B41乔PB2-常B41胶PB2-露B41仍PB2-怪B42辈PB2-案B42黑PB2-猛B42鸡PB2-挠C41杰PB2-底C41伤PB2-造C42阵PB2-右C42牌PB2-疏C42往PB3-教A41咏PB3-梯A41嫩PB3-辞A41票PB3-污A42干PB3-猴A42匹PB4-邀A41芬PB4-擦A42翅PB4-感A42古0.11收0.15辈0.17胀0.09级0.10较0.19温0.12巾0.17嘉0.22眼0.07零0.09罢0.07序0.08抓0.10恢0.14绣0.16碎0.19拐0.08造0.12抱0.12柿0.14疾0.18是0.79深6膝1.08塘5猪1.23膛0沸0.65装4兆0.72拥7王1.38盼1照0.82仪7栏1.17法2代1.51租7著0.40语9齐0.52荐7恶0.40石9铁0.46房8即0.58研5诸1.01仿3室1.15借8组1.37再5坦0.57巷9歼0.86烂8汉0.70胸2俗0.96产5盛1.24斧1饭影响无黏休结部分预三应力混凝鲁土叠合梁诚短期刚度铸的主要因住素有综合袋换算配筋裤率局、无黏结剧预应力筋巴配筋指标舒与综合配鲜筋指标咬的倘比玉值疑。本文在液分析无黏负结部分预痛应力混凝白土梁的短刺期刚度公梦式的基础认上，提出邻了无黏结壁部分预应键力混凝土擦叠合梁的皂变形计算伤公式。江通过与实希验堡数据央对比表明抢，计算结皇果与实验截结果吻合逐良好，本根文所建立妈的变形与盒裂缝麻宽牵度公式可绪应用于工窗程设计。参考文献械[1]杜GB50肆010-亦2002候返建混凝土结幕构设计规恨范意[S触]踢．北京：吹中国建筑恒工业出版盯社沉，秩2002军[2]卡JGJ9草2-20木04折荣无粘结预勇应力混凝碧土结构技枪术规煎程衬[S枕]收．北京：这中国建筑治工业出版霞社傅，羊2005差[3岔]以刘福胜．怪无黏结部颜分预应力竭混凝土叠际合梁受力愚性能的理稳论研感究聪[D担]嫁．研究报歪告档，朽2002饮[