预应力钢骨混凝土梁兼具预应力混凝土梁和钢骨混凝土梁

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1、预应力钢骨混凝土梁研究与施工监测普通钢筋混凝土构件，若截面过大，不但显得笨拙，而且影响建筑平面及空间的使用；反之，若截面过小，又不能满足结构强度及刚度的要求。为解决这一问题，钢骨混凝土（SRC）较多地应用到了民用建筑中，虽然SRC梁的抗弯刚度比RC梁提高很多，但试验观测表明其裂缝宽度并不一定小于RC梁。因此，如果在此基础上加入部分预应力的话，在某些结构复杂、使用性能和耐久性能要求比较高的情况下，预应力钢骨混凝土的优越性就能充分展现了。预应力钢骨混凝土梁兼具预应力混凝土梁和钢骨混凝土梁的特点，是一种新型

2、、高效且很有发展前途的结构形式，在高层建筑以及桥梁结构等大跨、重载且对构件截面尺寸有严格要求以及抗震要求高的场合有着非常广阔的应用前景。梁与预应力混凝土梁相比，具有以下特点:（1）良好的抗震性能；（2）施工方便；（3）抗剪承载力大；（4）截面刚度大，挠度控制容易；（5）用钢量增加；（6）预应力筋布置受限制。而相比钢骨混凝土梁，预应力钢骨混凝土梁则有以下特点：（1）跨高比可适当放大；（2）延缓裂缝开展；（3）挠度控制更易满足；（4）用钢量减小；（5）施工复杂，技术含量高。随着我国经济的飞速发展，大型、高

3、层和重载建筑大量兴建，大量兴建，预应力钢骨混凝土梁以其优良的性能而具有广阔的应用前景。1设计理论研究文献(1)、(2)、(3)都各自给出了计算假定，并在此基础上提出了便于工程应用的PSRC梁正截面、斜截面承载力和变形计算公式。需要指出，上述公式都是在非预应力钢骨混凝土梁的试验结果和预应力结构计算理论基础上总结得到的，尚有待进一步的试验论证。1.1计算假定参考已有的钢筋混凝土梁、压型钢板与混凝土组合楼板和钢3混凝土组合梁以及钢管混凝土结构的计算理论，文献[1]、[3]、[5]给出了较为相似的计算假定。（

4、1）平截面假定:PSRC梁在受力各阶段截面应变仍符合平截面假定；（2）不考虑开裂后混凝土的影响；（3）受压区混凝土的实际应力符合抛物线分布，应力块高度取实际受压高度的"-4倍，混凝土极限压应变0.0033；（4）钢骨与混凝土完全共同工作；（5）不考虑型钢对核心区混凝土约束作用引起的混凝土抗压强度的提高；（6）由于混凝土的约束作用，不考虑钢材的失稳问题。2承载力计算2．1基本假定1)截面应变符合平截面假定;2)混凝土开裂后，受拉混凝土全部退出工作;3)钢骨、预应力筋、纵向钢筋与相同位置处的混凝土变形相协

5、调;4)钢骨与混凝土之间粘结良好，不考虑粘结滑移的作用;5)混凝土的本构关系采用Hognestad模型［2］，极限状态时，受压区混凝土的应力图形可取矩形分布，受压区高度为x=0．8xu，xu为实际受压区高度;钢骨、钢筋的本构关系采用理想弹塑性模型［2］;6)预应力筋的本构关系采用Ramberg-Osgood模型［3］。2．2混凝土强度等级选用混凝土强度等级越高，水泥用量就越多，水灰比越大，出现裂缝的可能性更大。现浇板因其平面尺寸较大，一般现浇楼板的强度等级不宜大于C30，现浇梁与楼板的混凝土强度等级宜

6、一致。当柱和墙的混凝土强度等级高于梁和板时，节点核心区的混凝土强度等级应与柱和墙相同。2．3配筋设计适当的提高构件的配筋率，对控制构件的裂缝宽度很有效。在GB50010-20113混凝土结构设计规范中，对受拉钢筋的最小配筋率作出了明确规定:0．2和45ft/fy中的较大值。对梁和板等不同构件，规范对其配筋率和钢筋间距都有明确规定，对板的受力钢筋的配置，宜选用直径较小间距较密为原则，这样可以相对减小构件裂缝。所以严格按规范的规定进行构造配筋和设置间距(包括受力和构造配筋)，对混凝土结构的裂缝控制起至关重

7、要的作用。建筑的屋面传热系数宜不大于1．0W/(m2·K)，屋面板的结构配筋宜采用双层双向配筋，对板面无负筋的区域，可以将板的结果与试验结果进行比较。3施工监测3.1监测内容主要监测内容包括：（1）预应力束张拉伸长值的测定，钢筋变形和锚具内缩值的测定；（2）钢管支撑体系实际支撑力的测定；（3）预应力大梁控制截面曲率的测定；（4）预应力大梁跨中反拱的测定；（5）预应力大梁控制截面普通钢筋应力的测定。3.2监测结果与理论值的对比分析1预应力束张拉伸长值、钢筋变形和锚具内缩值，预应力大梁的预应力束张拉伸长值

8、的实测值与理论值的对比分析如表l示。从表l结果中可见，实测值与理论值的误差在3.5%以内，本次预应力束张拉伸长实测值满足设计规范要求，并有一定程度的超张拉。在预应力束张拉锚固时，对钢筋变形和锚具内缩值进行了实测。实测结果见表2，预应力束锚固时的钢筋变形和锚具内缩值一般不大于6mm，满足设计规范要求。2钢管支撑体系实际支撑力由于预应力束张拉产生反拱，钢管支撑在张拉过程中将逐渐卸载。为准确进行本工程预应力大梁的施工监测分析，必须对钢管支撑的实际支撑力有准确的