论文部分内容阅读
本文结合中国建筑标准设计研究院委托修编的标准图集G414《预应力钢筋混凝土工字型屋面梁》的设计情况，探讨了预应力混凝土薄腹梁设计中存在的几个关键技术问题，并结合《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的设计方法进行讨论，得出以下几个结论：1.采用钢绞线－夹片锚固体系代替以往的冷拉Ⅱ、Ⅲ级钢筋－螺丝端杆锚固体系或冷拉Ⅳ级钢筋－JM锚固体系，不仅可以提高预应力混凝土薄腹梁的承载能力，改善其抗裂性、局部承压能力等，而且可以降低施工难度和成本。
2.预应力混凝土薄腹梁的改进设计主要包括：截面形式的改进、预应力筋数量和曲线形式改进以及非预应力钢筋的配置改进。预应力筋与普通钢筋合理搭配可以使构件的结构性能、施工性能和经济效益得到更好的统一。
3.将变角软化桁架理论模型应用于预应力混凝土薄腹梁的斜截面受剪承载力设计，通过对极限状态的应力应变情况进行一定简化，建议了简支预应力混凝土薄腹梁在集中荷载作用下的斜截面受剪承载力的计算方法，此外，利用该方法对以往国内的部分受剪试验结果进行验算，计算结果与试验情况吻合较好。
4.结合以往国内的试验研究资料，提出了考虑截面形式、剪跨比和预应力影响的斜压破坏受剪承载力计算的经验公式，并使其作为预应力混凝土薄腹梁的受剪截面控制条件。利用此公式对以往国内大量的斜压破坏试验进行验算，计算值与试验值符合较好，且有一定的安全富余。本文提出的受剪截面控制条件比规范的条件更加合理和经济。
5.薄腹梁端部承受局部偏心荷载时产生的裂缝一般分为两类：劈裂裂缝和端面裂缝。通过理论分析和试验研究，建议了端部截面较小且张拉力较大情况的端部开裂荷载计算公式，并给出梁端抵抗拉力的配筋设计。通过试验表明，劈裂裂缝的开裂荷载计算方法较准确，而端面裂缝的开裂荷载计算方法偏于安全。采用较厚且面积较大的锚垫板，可以有效地降低混凝土剥落应力的峰值，从而提高端面裂缝的开裂荷载。
6.抵抗劈裂拉力的配筋，按规范9.6.9条最小体积配筋率的方法进行设计偏于不安全，可按本文方法根据劈裂拉力的大小来计算。对于抵抗剥落拉力的配筋，规范9.6.10条的计算方法比较合理。试验表明，合理的梁端钢筋能有效的抑制梁端裂缝的扩展，即使在局部集中荷载远大于开裂荷载情况下，裂缝的开展宽度均小于0.2mm。
7.规范关于施工阶段控制预拉区裂缝的钢筋计算公式过于简单，没有反映出控制裂缝的钢筋与施工阶段预拉区拉力的关系。笔者通过对施工阶段预拉区的混凝土应力进行分析，提出了施工阶段预拉区控制裂缝钢筋的弹性计算方法，该方法计算简单，能较准确地预测裂缝可能出现的截面，并较好地控制裂缝的宽度。