前言 本规程根据浙江省建设厅建科发 [2004]115 号文件的要求, 由浙江大学建筑工程学院 浙江大学建筑设计研究院等负责主编, 并会同有关设计 施工 科研院校 检测和生产等单位共同制定 本规程制定过程中, 认真总结了省内外预应力混凝土结构最新研究成果和实践经验, 广泛征求了有关设计 施工 科研院

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1 浙江省工程建设标准 预应力混凝土结构技术规程 ( 报批稿 ) Technical eciication or retreed concrete tructure 浙江省建设厅发布

2 前言 本规程根据浙江省建设厅建科发 [2004]115 号文件的要求, 由浙江大学建筑工程学院 浙江大学建筑设计研究院等负责主编, 并会同有关设计 施工 科研院校 检测和生产等单位共同制定 本规程制定过程中, 认真总结了省内外预应力混凝土结构最新研究成果和实践经验, 广泛征求了有关设计 施工 科研院校 检测 生产和建设管理部门的意见, 反复讨论和修改, 最终经审查定稿 本规程共有 8 章 13 个附录, 主要技术内容是 : 总则 术语和符号 材料及锚固体系 概念设计 结构设计 施工 检验与监测 工程验收等 本规程以黑体字标志的条文为强制性条文, 必须严格执行 本规程由浙江省住房和城乡建设厅负责管理, 具体解释工作由浙江大学建筑设计研究院 浙江大学建筑工程学院负责 在执行过程中, 请各单位结合工程实践, 不断总结经验, 并将意见和建议寄交 : 杭州市浙大路 38 号, 浙江大学建筑设计研究院 ( 浙江省工程建设标准 预应力混凝土结构技术规程 管理组 ) ( 邮编 :310027, zjuadr@mail.hz.zj.cn) 本规程主编单位 : 浙江大学建筑工程学院浙江大学建筑设计研究院本规程参编单位 : 杭州市建筑设计研究院有限公司中国联合工程公司浙江省二建建设集团有限公司浙江大学宁波理工学院浙江省建筑设计研究院浙江工业大学建筑规划设计研究院汉嘉设计集团股份有限公司温州市建筑设计研究院浙江宏正建筑设计有限公司浙江中和建筑设计有限公司浙江长城建设集团股份有限公司浙江中天建设集团有限公司浙江省一建建设集团有限公司杭州市第四建筑工程公司宁波市建设集团股份有限公司杭州宏通预应力制品有限公司

3 本规程主要起草人 : 金伟良 裘 涛 陆少连 吴佳雄 丁龙章 陈春雷 邹道勤 陈学琪 秦从律 沈 金 吴 杰 峁 诚 张清华 俞勤学 叶 军 成正宝 王洪水 赵羽习 张爱晖 朱宗裕 李子江 赵国兴 周晓悦 郑学斌 陈瑞生 张正余 陈立新 李宏伟 邵凯平 徐学敏 姚晓东 李海东 严建华 本规程主要审查人 : 吕志涛陶学康陈天民周茂新李海波章华郑建军

4 目 次 1 总则 术语和符号 术语 符号 材料及锚固体系 混凝土 预应力筋 锚具 夹具和连接器 制孔用管材 锚垫板 承压板 灌浆材料 概念设计 结构设计 基本规定 承载能力极限状态计算 正常使用极限状态验算 局部承压及冲切计算 抗震设计 构造规定 施工 施工深化设计和准备 预应力筋制作和存放 有粘结预应力筋铺设 无粘结预应力筋铺设 混凝土浇筑 预应力筋张拉和放张 灌浆及封锚...71 I

5 6.8 真空辅助灌浆 体外预应力束施工 施工管理 检验与监测 一般规定 材料进场复验 现场检验 现场监测 工程验收...83 附录 A 钢筋规格和力学性能...85 附录 B 锚固体系规格尺寸...90 附录 C 金属波纹管和塑料波纹管规格...93 附录 D 预应力损失...94 附录 E 锚口摩阻损失测定 附录 F 预应力筋与孔道壁摩擦损失与锚固损失测定 附录 G 设备 附录 H 超静定预应力结构的设计与应用 附录 J 体外预应力混凝土梁的设计 附录 K 预应力筋下料长度计算 附录 L 灌浆用水泥浆流动度测试方法 附录 M 预应力分项工程检验批质量检查记录 附录 N 曲线预应力筋坐标方程和长度计算 II

6 本规程用词说明 条文说明 III

7 CONTENTS 1 General Princial..1 2 Term and Symbol Term Symbol 4 3 Material and Anchor Sytem Concrete Pretreing Steel Anchorage Gri and Couler Duct Material Bearing Plate Grouting Material.13 4 Concet Deign.14 5 Structural Deign Baic Stiulation Calculation o Ultimate Limit State Calculation o Serviceability Limit State Calculation o Local Bearing and Punching Shear Aeimatic Deign Detailing Stiulation o Member 60 6 Contruction Contruction Detailing Deign and Prearation Making and Deoit o Tendon Layout o Bonded Tendon Layout o Unbonded Tendon Concrete Placement Tenion and Jack o Tendon Grouting and Anchor Sealing Vacuum Aided Grouting External Tendon Contruction Contruction Management..74 IV

8 7 Checking and Inection General Stiulation Site Rechecking or Material Field Checking Field Inection 81 8 Project Accetance..83 Aendix A Seciication and Mechanical Proertie o Reinorcement...85 Aendix B Seciication o Anchorage Sytem..90 Aendix C Seciication o Metal and Platic Belllow 93 Aendix D Loe o Pretre.94 Aendix E Friction Loe Meaurement at Anchored End..104 Aendix F Meaurement o Loe Due to Friction Between Tendon and Wall o Duct and to Anchorage 105 Aendix G Equiment.106 Aendix H Deign and Alication o Statically Indeterminate Pretreed Structur.108 Aendix J Deign o External Pretreing Concrete Beam.110 Aendix K Cuting Length Calculation o Tendon 113 Aendix L Fluidity Teting Method o Grouting Cement 115 Aendix M Table or Pretre Project Qualitie Checking 117 Aendix N Curvature Tendon Axi Equation and Length V

9 Calculation.120 Wording in Thi Seciication Exlanation..122 Regulation Exlanation 124 VI

10 1 总则 为了规范浙江省预应力混凝土结构设计 施工 检验 监测和验收, 做到安全适用 技术先进 经济合理 确保质量, 特制定本规程 本规程适用于浙江省工业与民用建筑的预应力混凝土结构设计 施工 检验 监测和验收 公路 市政和特种结构等预应力混凝土工程可参照使用 本规程不适用于预应力轻骨料混凝土工程 本规程未作详细规定或未列入之内容, 尚应符合国家和行业现行有关标准的规定 1

11 2 术语和符号 2.1 术语 预应力混凝土结构 retreed concrete tructure 由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制成的结构 先张法预应力混凝土结构 re-tenioned retreed concrete tructure 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 后张法预应力混凝土结构 ot-tenioned retreed concrete tructure 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应力的混凝土结构 预应力筋 retreing tendon 用于混凝土中, 施加预应力用的单根或成束钢丝 钢绞线 高强钢筋 钢棒和高强纤维筋的总称 有粘结预应力筋 bonded retreing tendon 张拉后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 无粘结预应力筋 unbonded retreing tendon 表面涂防腐润滑脂并包塑料护套后, 与周围混凝土不粘结的一种预应力筋, 其与被施加预应力的混凝土之间可保持相对滑动 先张法 re-tenioning method 在台座或钢模上先张拉预应力筋并用夹具临时固定, 再浇筑混凝土, 待混凝土达到一定强度后, 放张预应力筋, 使混凝土产生预压应力的施工方法 后张法 ot-tenioning method 在混凝土达到一定强度的构件或结构中, 张拉预应力筋并用锚具永久固定, 使混凝土产生预压应力的施工方法 有粘结后张法需要在构件或结构中预留孔道, 并在张拉后灌浆 无粘结后张法是在构件或结构中预先铺设无粘结预应力筋, 不需要留孔灌浆 体外预应力束 external tendon 布置在混凝土结构构件截面之外的后张预应力筋, 仅在锚固区及转向块处与构件相连接 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, 与梁段整体浇筑 2

12 或具有可靠连接, 以控制体外束的几何形状或提供变化体外束方向的手段, 并将预加力传至结构 鞍座 addle 在转向块处传递预应力荷载的局部支承件, 是转向块的组成部分 锚具 anchorage 后张法预应力构件或结构中, 为保持预应力筋的张拉力并将其传递到构件或结构上所采用的永久性锚固装置 夹具 gri 先张法预应力构件施工时, 为保持预应力筋的张拉力并将其固定在台座或钢模上所采用的临时性锚固装置 后张法预应力构件或结构施工时, 在张拉设备上夹持预应力筋所采用的锚固装置 连接器 couler 用于连接预应力筋的装置 预应力筋 - 锚具组装件 retreing tendon-anchorage aembly 单根或成束预应力筋与安装在两端部的锚具组装而成的受力单元 锚固区 anchorage zone 从预应力构件或结构端部锚具下的局部高应力扩散到正常压应力的区段 应力松驰 tre relaxation 预应力筋受到一定的张拉力后, 在长度保持不变的条件下, 其应力随时间逐步降低的现象 张拉控制应力 control tre or tenioning 预应力筋张拉时在张拉端所施加的应力值 预应力损失 retreing lo 预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的现象 预应力损失包括 : 锚固损失 摩擦损失 热养护损失 预应力筋应力松驰损失 混凝土收缩徐变损失等 有效预应力 eective retre 预应力损失完成后, 在预应力筋张拉端中保持的应力值 预应力强度比 ratio o retreing trength 预应力钢筋合力对混凝土受压区边缘的弯矩与预应力钢筋合力 非预应力钢筋合力对混凝土受压区边缘的弯矩之和的比值 ; 检验 checking 由施工单位或第三方对预应力筋张拉控制力与伸长值进行的现场测试和判定 监测 inection 3

13 在施工时, 由第三方在现场对锚固损失 有效预应力及孔道摩擦损失等进行 的测试 2.2 符号 材料性能 E c 混凝土弹性模量 ; E c 混凝土疲劳变形模量 ; E 非预应力钢筋弹性模量 ; E 预应力钢筋弹性模量 ; G c 混凝土剪切模量 ; ck c 混凝土轴心抗压强度标准值 设计值 ; tk t 混凝土轴心抗拉强度标准值 设计值 ; yk 施工阶段的混凝土轴心抗压 轴心抗拉强度标准值 ; ck tk 普通钢筋 预应力筋强度标准值 ; tk 普通钢筋的抗拉 抗压强度设计值 ; y y 预应力筋的抗拉 抗压强度设计值 y y yv 锚栓抗拉强度设计值 ; α c 混凝土线膨胀系数 ; µ c 混凝土泊松比 作用 作用效应及承载力 M 弯矩设计值 ; M k M q 按荷载效应的标准组合 准永久组合计算的弯矩值 ; M U 构件的正截面受弯承载力设计值 ; 4

14 M cr 受弯构件的正截面开裂弯矩值 ; N 轴向力设计值 ; N k N q 按荷载效应的标准组合 准永久组合计算的轴向力值 ; N 后张法构件预应力筋及非预应力筋的合力 ; N o 混凝土法向预应力等于零时预应力筋及非预应力筋的合力 ; N uo 构件的截面轴心受压或轴心受拉承载力设计值 ; N ux N uy 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 ; T 扭矩设计值 ; V 剪力设计值 ; V c 构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值 ; F l 局部荷载设计值或集中反力设计值 ; w max 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度 ; ck cq 荷载效应的标准组合 准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向 应力 ; c 由预加力产生的混凝土法向应力 ; t c 混凝土中的主拉应力 主压应力 ; u 无粘结或体外预应力筋应力设计值 ; c max c 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 ; 正截面承载力计算中纵向普通钢筋 预应力筋的应力 ; k 按荷截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 ; o 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 ; 5

15 e 预应力筋的有效预应力 ; ' l l 受拉区 受压区预应力筋在相应阶段的预应力损失值 ; 荷载标准组合 准永久组合下的混凝土拉应力限值 ; ctk, lim ctq,lim τ 混凝土的剪应力 ; ε au 预应力筋 - 锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变 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 ; a 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 a a 截面近边的距离 ; a 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 ; ' b b T 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 ; e 0 轴向力对截面重心的偏心距 ; e a 附加偏心距 ; e i 初始偏心距 ; h 截面高度 ; h 0 截面有效高度 ; h h T 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 ; r c 曲率半径 ; l a 纵向受拉钢筋的锚固长度 ; 6

16 l 0 梁板的计算跨度或柱的计算长度 ; 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 ; y 0 y n 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 ; A 0 构件换算截面面积 ; A n 构件净截面面积 ; A S A 受拉区 受压区纵向非预应力筋的截面面积 ; A A 受拉区 受压区纵向预应力筋的截面面积 ; A v 1 A t1 在受剪 受扭计算中单肢箍筋的截面面积 ; A tl 受扭计算中取用的全部受扭纵向非预应力筋的截面面积 ; A v A h 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 ; A b A b 同一弯起平面内非预应力 预应力弯起钢筋的截面面积 ; A l 混凝土局部受压面积 ; A cor 钢筋网 螺旋筋或箍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 ; W 0 换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩 ; W n 净截面受拉边缘的弹性抵抗矩 ; W t 截面受扭塑性抵抗矩 ; I 截面惯性矩 ; I 0 换算截面惯性矩 ; I n 净截面惯性矩 计算系数及其他 7

17 α 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 ; α E 预应力筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 ; β c 混凝土强度影响系数 ; β 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 ; β l 局部受压时的混凝土强度提高系数 ; γ 混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数 ; η a 预应力筋 - 锚具组装件静载试验测得的锚具效率系数 ; k 预应力筋壁每米长度局部偏差的摩擦系数 ; µ 摩擦系数 ; ρ 预应力筋配筋率 ; ρ 非预应力筋配筋率 ; θ 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数 ; η 偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数 ; λ 计算截面的剪跨比 ; ψ 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ; λ 预应力强度比 8

18 3 材料及锚固体系 3.1 混凝土 混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定 立方体抗压强度标准值 系指按照标准方法制作养护的边长为 150mm 的立方体试件在 28 天龄期时用标准 试验方法测得的具有 95% 保证率的抗压强度 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C30; 当采用钢绞线 钢丝 热处理钢筋 高强纤维筋作预应力筋时, 混凝土强度等级不宜低于 C 混凝土的强度设计值及弹性模量应按表 取用 : 表 混凝土强度设计值及弹性模量 (N/ mm 2 ) 混凝土强度等级 类 别 符号 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 抗压强度 c 抗拉强度 t 弹性模量 E c ( 10 4 ) 混凝土物理性能指标按下列规定取用 5 1 当温度在 0 ~100 范围内时, 混凝土线膨胀系数 α c 可取 / 2 混凝土泊松比取 µ c =0.2, 也可由试验实测确定 3 混凝土剪切模量 G c 可按表 中混凝土弹性模量的 0.4 倍取用 3.2 预应力筋 预应力筋按材料品种可分为钢丝 钢绞线 ( 建筑用不锈钢钢绞线 ) 高强钢 筋 钢棒和高强纤维筋等 ; 按涂层材料可分为镀锌钢丝 镀锌钢绞线 环氧涂层 钢绞线 无粘结钢绞线 缓粘结钢绞线等 预应力筋应根据结构受力特点 环境 9

19 条件 防腐要求与混凝土粘结状态 施工方法等不同要求选用 后张法预应力混凝土结构中, 宜选用高强度低松弛钢绞线 ; 先张法预应力混凝土构件中, 宜采用刻痕钢丝 螺旋肋钢丝和钢绞线等 ; 对直线预应力筋或拉杆, 也可采用精轧螺纹钢筋或钢棒 在体外索 拉索及其他环境条件恶劣的工程中, 宜采用镀锌钢丝 镀锌钢绞线 不锈钢绞线和环氧涂层钢绞线, 也可采用无粘结钢绞线和高强纤维筋 在无粘结预应力混凝土构件中, 应采用无粘结钢绞线 钢丝和钢绞线的规格和力学性能应符合现行国家标准 预应力混凝土用钢丝 GB/T5223 预应力混凝土用钢绞线 GB/T5224 和 建筑用不锈钢绞线 JT/T200 的规定 镀锌钢丝和镀锌钢绞线的规格和力学性能必须符合现行国家标准 桥梁缆索用热镀锌钢丝 GB/T17101 行业标准 高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线 YB/T152 镀锌钢绞线 YB/T5004 无粘结预应力钢绞线 JG161 和 环氧涂层七丝预应力钢绞线 GB/T 的规定 精轧螺纹钢筋 螺旋肋钢丝 钢棒和缓粘结钢绞线的规格和力学性能应符合相关标准的规定 常用钢丝 钢绞线 建筑用不锈钢钢绞线 无粘结钢绞线 螺旋肋钢丝和精轧螺纹钢筋的规格和力学性能见附录 A 预应力筋的品种 直径和强度等级应按设计要求选用直径和强度等级应按设计要求选用 当需要代换时, 必须进行专门计算, 并经设计单位审核后才可实施可实施 3.3 锚具 夹具和连接器 预应力筋用锚具 夹具和连接器按锚固方式不同, 可分为夹片式 ( 单孔和多孔夹片锚具 ) 支承式 ( 镦头锚具 螺母锚具等 ) 锥塞式 ( 钢质锥形锚具 热铸或冷铸锚具 ) 和握裹式 ( 挤压锚具 压花锚具 压接锚具等 ) 四大类 设计时应根据锚固要求 产品技术性能和张拉工艺不同, 按表 选用 表 锚具选用选用锚具形式预应力筋品种固定端张拉端安装在结构之外安装在结构之内夹片锚具压花锚具钢绞线及钢绞线束夹片锚具挤压锚具挤压锚具夹片锚具夹片锚具高强钢丝 钢丝束及螺旋挤压锚具镦头锚具镦头锚具肋钢丝镦头锚具锥塞锚具挤压锚具精轧螺纹钢筋及钢棒螺母锚具螺母锚具 注 : 无防松装置的夹片锚具, 不得用于承受低应力或动荷载的预应力混凝土结构中 10

20 3.3.2 预应力筋用锚具 夹具和连接器的性能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 钢绞线夹片锚具 镦头锚具等的规格尺寸可按附录 B 选用 锚具的静载锚固性能, 应由预应力筋 锚具组装件静载试验测定的锚具效 率系数 ( η a ) 和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变 ( ε au ) 确定 锚具的静载锚固性能应同时满足下列要求 : η 0.95 ( ) a ε 2.0% ( ) au 锚具效率系数 ( η a ) 应按下列公式计算 : Fau η a = ( ) η F m m m F = A ( ) 式中 F au 预应力筋 锚具组装件的实测极限拉力 ; F m 按预应力筋 锚具组装件同批预应力筋的实测破断荷载平均值 计算的预应力筋的实际平均极限抗拉力 ; η 预应力筋的效率系数, 当预应力筋 锚具组装件中预应力筋为 1 至 5 根时, η = 1;6 至 12 根时, η = ;13 至 19 根时, η = ;20 根 以上时, η = ; 力 ( F m 组装件试验用同批预应力筋钢材的实测极限抗拉强度平均值 ; A 组装件中各根预应力筋钢材公称截面面积之和 当预应力筋 锚具 ( 或连接器 ) 组装件静载锚固性能试验达到实测极限拉 au ) 时, 应由预应力筋的断裂而不应由锚具或连接器的破坏导致极限状态 用于承受动荷载的预应力混凝土结构, 预应力筋 锚具组装件除应满足静 载锚固性能要求外, 尚应满足循环次数为 200 万次的疲劳性能试验要求 疲劳应 力上限 : 对钢丝 钢绞线应为抗拉强度标准值的 65%; 对精轧螺纹钢筋应为屈服 强度的 80%, 且应力幅度不应小于 80MPa 在有抗震要求的结构构件中, 预应力筋 锚具组装件还应满足循环次数为 11

21 50 次的周期荷载试验 试验应力的上限 : 对钢丝 钢绞线应为抗拉强度标准值 的 80%; 对精轧螺纹钢筋应力屈服强度的 90% 应力下限均为相应强度的 40% 夹具的静载锚固性能, 应由预应力筋 夹具组装件静载试验测定的夹具效 率系数 ( η g ) 确定 夹具的效率系数 ( η g ) 应满足下列要求 : Fgu η g = 0.92 (3.3.6) F m 式中 F gu 预应力筋 夹具组装件的实测极限拉力 ; 永久留在混凝土结构或构件中的预应力筋连接器应符合锚具的性能要求 在施工中临时使用并需要拆除的预应力筋连接器, 应符合夹具的性能要求 3.4 制孔用管材 后张预应力混凝土结构中预埋制孔用管材按材料分为金属波纹管 ( 螺旋管 ) 钢管 塑料波纹管和夹布胶管 ; 按截面形式可分为圆形和扁形 对梁类构件宜采用圆形金属波纹管, 板类构件宜采用扁形金属波纹管, 施工周期较长时宜选用镀锌金属波纹管 塑料波纹管宜用于曲率半径小 密封性和抗疲劳性要求较高的孔道 竖向分段施工的孔道宜用钢管 抽芯制孔用管材可采用钢管或夹布胶管 金属波纹管和塑料波纹管的规格和性能应符合现行行业标准 预应力混凝土用金属螺旋管 JG/T3013 和 预应力混凝土桥梁用塑料波纹管 JT/T529 的规定 金属波纹管和塑料波纹管的规格尺寸可按附录 C 选用 3.5 锚垫板 承压板 预应力混凝土结构用锚具在锚固区域应布置在钢质 ( 或铸铁 ) 锚垫板或承压板上, 不得直接置于构件混凝土表面 锚垫板 承压板可分为平板形 ( 图 a), 喇叭管状 ( 图 b) 和连体锚板 ( 图 c) 三种 锚垫板 ( 或承压板 ) 应根据锚固区配筋情况 混凝土强度等级及局部承压验算结果合理选用 常用钢绞线夹片锚固体系的锚垫板 螺旋筋可按附录 B 选用 锚垫板或承压板可由钢质或铸铁制作, 其上宜设置灌浆孔, 锚垫板或承压板尺寸应满足锚固部位锚具数量布置和局部承压强度要求 12

22 (a) (c) (b) 图 锚垫板 3.6 灌浆材料 孔道灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥, 其质量应符合现行国家标准 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 GB175 的规定 不得加入铝粉或含有氯盐 硝酸盐等有害成分的外加剂 各种原材料带入的氯离子含量应严格控制在水泥材料总量的 0.02% 以内 孔道灌浆用外加剂的质量和使用应符合现行国家标准 混凝土外加剂 GB8076 和 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 的规定 孔道灌浆用水泥和外加剂进场时应附有质量证明书, 并作进场复验 13

23 4 概念设计 结构按承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算时, 应按国家现行 有关标准规定的作用 ( 荷载 ) 对结构的整体进行作用 ( 荷载 ) 效应分析 ; 必要时, 尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的结构分析 预应力混凝土结构的作用效应分析可按下列规定执行 : 1 当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时, 预应力效应的 分析应考虑施工程序的影响, 应分别进行结构分析, 并确定其最不利的作用效应 组合 2 结构可能遭遇火灾 爆炸 撞击等偶然作用时, 尚应按国家现行有关 标准的要求进行相应的结构分析, 保证结构具有整体稳定性 化 : 3 应考虑柱和墙对水平预应力构件的侧向约束作用 4 预应力效应可采用等效荷载法进行分析, 计算等效荷载时可做以下简 和 0.5% 考虑 响 1) 可采用毛截面 ; 2) 预应力筋中的预应力可采用分段平均有效预应力 ; 3) 估算混凝土收缩徐变产生的预应力损失时, 梁 板配筋率可按 1% 5 预应力工程中, 预应力构件和非预应力构件均需考虑预应力效应的影 6 预应力作用产生的内力指综合内力, 包括次内力和主内力两部分 结构的预应力体系应根据不同的环境作用等级采取不同的多重防护措施 和具有足够的耐久性能 结构中的预应力体系应在选型和构造上采取措施, 保证整体结构具有足够 的安全储备 预应力筋的布置应遵循下列原则 : 1 预应力筋的布置宜与弯矩图一致 ; 2 控制截面处的预应力筋宜靠近受拉边缘布置 ; 3 预应力筋宜连续布置 ; 4 综合考虑保护层厚度 防火要求 次弯矩和构造要求等因素 以预应力混凝土框架结构 板柱 框架结构作为主要抗侧力体系的建筑结 构, 其阻尼比应取 有效预应力的估算应符合下列规定 : 1 有效预应力系数 ξ y1应按下式计算 : 14

24 ξ = e y1 (4.0.7) tk 式中 e 有效预应力 tk 预应力筋强度的标准值 2 有效预应力系数可按表 取用 表 有效预应力系数 施工方法 钢丝 钢绞线 热处理钢筋 冷拉粗钢筋 先张法 0.46~ ~0.65 后张法及无粘结筋 0.50~ ~0.60 注 : 1 本表适用于钢丝 钢绞线及热处理钢筋锚下控制应力 拉粗钢筋控制应力 con 为 0.85 ~ 0.90) tk con 为 0.70 ~ 0.75) tk ( 及冷 ( 的情况, 采用超张拉时, 可酌量提高 ; 2 后张法预应力筋管道较长, 弯转角较大时, 取值可接近下限 ; 3 采用低松弛高强钢丝 钢绞线时, 取值可接近上限 预应力结构设计可采用荷载平衡法 预应力强度比法 综合内力法 名义拉应力法等方法 m 以上跨度的框架梁 8m 以上跨度的双向板 6.5m 以上跨度的单向板 : 15m 以上的井字梁楼盖等宜采用预应力混凝土结构 15

25 5 结构设计 5.1 基本规定 预应力混凝土结构构件, 除应根据使用条件进行承载力计算及变形 抗裂 裂缝宽度和应力验算外, 尚应按具体情况对制作 运输及安装等施工阶段进行验 算 对于承载能力极限状态, 预应力结构构件应按荷载效应的基本组合或偶然 组合, 采用下列极限状态设计表达式 : 式中 γ 0 结构重要性系数 ; γ S 0 R (5.1.2) S 承载能力极限状态的荷载效应组合设计值 ; R 结构构件的承载力设计值 ; 在抗震设计时, 应除以承载力抗震调整 系数 γ RE 对预应力混凝土结构, 当其效应对结构不利时, 预应力的分项系数应取 1.2 当其效应对结构有利时, 预应力的分项系数应取 对于正常使用极限状态, 应根据不同的设计要求, 采用荷载的标准组合 准永久组合或标准组合并考虑长期作用影响, 按下列设计表达式进行设计 : 式中 S C (5.1.3) C 结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值, 例如变形 裂缝 振幅 加速度 应力等的限值, 应按有关建筑结构设计规范的规定 采用 ; 对预应力混凝土结构, 预应力的分项系数取 1.0; S 正常使用极限状态的荷载效应组合值 预应力混凝土结构构件应根据所处环境类别, 按表 的规定选用不同的 裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 w lim 表 预应力结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 环境类别 裂缝控制等级 w lim (mm) 一 三 0.2 二 a 二级 a 类 0.1 二 b 二 - 三 一 - 注 : 1 在一类环境下, 对预应力混凝土屋面梁 托梁 单向屋面板和楼板, 按二级 a 类裂缝控制等级进行 16

26 验算 ; 在一类和二类环境下, 对需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁, 应按一级裂缝控制等级进行 验算 ; 2 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算 ; 预应力 混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合现行 GB50010 相关章节的规定 ; 3 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度 预应力钢筋的张拉控制应力值 con 不宜超过表 规定的张拉控制应力限 值, 且不应小于 0.4 tk 钢筋 ; 当符合下列情况之一时, 表 中的张拉控制应力限值可提高 0.05 tk : 1 要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区设置的预应力 2 要求部分抵消由于应力松弛 摩擦 钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉 台座之间的温差等因素产生的预应力损失 表 张拉控制应力限值 钢筋种类 先张法 张拉方法 后张法 消除应力钢丝 钢绞线 0.75 tk 0.75 tk 热处理钢筋 0.70 tk 0.65 tk 非预应力筋宜采用 HRB400 级 HRB335 级, 也可采用 RRB400 级钢筋 施加预应力时, 所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定, 但不宜低于设计混凝土强度等级值的 75% 由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力钢筋的应力, 可分别按下列公式计算 : 1 先张法构件由预加力产生的混凝土法向应力 相应阶段预应力钢筋的有效预应力 N 0 N 0e 0 c = ± y0 ( ) A I 0 0 e = α ( ) con l E c 预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力 = 2 后张法构件由预加力产生的混凝土法向应力 0 con l ( ) 17

27 c N N e n M 2 ± yn ± An I n I n = y ( ) 相应阶段预应力钢筋的有效预应力 n e = ( ) con l 预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力 = + α 0 con l E c ( ) 式中 A n 净截面面积, 即扣除孔道 凹槽等削弱部分以外的混凝土全部截 面面积及纵向非预应力钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积之 和 ; 对由不同混凝土强度等级组成的截面, 应根据混凝土弹性模量 比值换算成同一混凝土强度等级的截面面积 ; A 0 换算截面面积, 包括净截面面积及全部纵向预应力钢筋截面面积换 算成混凝土的截面面积 ; I 0 I n 换算截面惯性矩 净截面惯性矩 ; e 0 e n 换算截面重心 净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点 的距离, 按第 条的规定计算 ; y 0 y n 换算截面重心 净截面重心至计算纤维处的距离 ; l 相应阶段的预应力损失值, 按第 条计算 ; α E 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 ; N 0 N 先张法构件 后张法构件的预应力钢筋及非预应力钢筋的合力, 按 2 第 条计算 ; M 由预加力 N 在后张法预应力混凝土超静定结构中产生的次弯矩, 按第 条计算 注 :1 公式 ( ) ( ) 中, 右边第二 第三项与第一项的应力方向相同 时取加号, 相反时取减号 ; 公式 ( ) ( ) 适用于 的情况, 当 c 为拉应力时, 应以负值代入 c 为压应力 2 在设计中宜采取措施避免或减少柱和墙等约束构件对梁 板预应力效果的不 利影响 18

28 5.1.9 预应力钢筋的预应力损失值可按附录 D 计算 当计算求得的预应力损失值小于下列数值时, 应按下列数值取用 : 先张法构件 100N/mm 2 后张法构件 80N/mm 预应力钢筋及非预应力钢筋的合力以及合力点的偏心距 ( 图 ) 宜按下列公式计算 : 1 先张法构件 N = A + A A A ( ) ' ' ' ' l5 l5 e 0 ' ' ' ' ' ' 0 A y 0 A y l5 A y + l5 A y = ( ) A + A A A 0 ' 0 ' l5 ' l5 ' 2 后张法构件 N e n = A + A A A ( ) e e ' e ' ' e l5 ' l5 ' l5 ' ' ' ' ' ' ' e A y n e A y n l5 A yn + l5 A yn = ( ) A + A A A ' l5 ' 0 式中 ' 0 受拉区 受压区预应力钢筋合力点处的混凝土法向应力等 于零时的预应力钢筋应力 ; e 'e 受拉区 受压区预应力钢筋的有效预应力 ; A A ' 受拉区 受压区纵向预应力钢筋的截面面积 ; ' A A 受拉区 受压区纵向非预应力钢筋的截面面积 ; y y ' 受拉区 受压区预应力合力点至换算截面重心的距离 ; y y ' 受拉区 受压区非预应力钢筋重心至换算截面重心的距离 ; l5 ' l5 受拉区 受压区预应力钢筋在各自合力点处混凝土收缩和徐 变引起的预应力损失值 ; y n ' y n ' y n y n 受拉区 受压区预应力合力点至净截面重心的距离 ; 受拉区 受压区非预应力钢筋重心至净截面重心的距离 ' ' 注 : 当公式 ( ) 至公式 ( ) 中的 A = 0 时, 可取式中 0 l5 = 19

29 (a) (b) 图 预应力钢筋及非预应力钢筋合力位置 (a) 先张法构件 ;(b) 后张法构件 1 换算截面重心轴 ;2 净截面重心轴 l 先张法构件预应力钢筋的预应力传递长度 tr 应按下列公式计算 : l tr e = α d (5.1.11) ' tk 式中 e 放张时预应力钢筋的有效预应力 ; d 预应力钢筋的公称直径 ; α 预应力钢筋的外形系数, 按表 取用 ; ' tk 与放张时混凝土立方体抗压强度 ' cu 相应的轴心抗拉强度标准值 当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时, l tr 的起点应从距构件末 端 0.25ltr 处开始计算 表 钢筋外形系数 钢筋类型光面钢筋带肋钢筋刻痕钢丝螺旋肋钢丝三股钢胶线七股钢胶线 α 计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的正截面和斜截面受弯承载力 时, 锚固长度范围内预应力钢筋抗拉强度设计值在锚固起点处应取为零, 在锚固 终点处应取为 表 确定 y, 两点之间可按线性内插法确定 预应力筋的锚固长度 l a 应按 20

30 表 预应力筋锚固区长度 l a 种类 混凝土强度等级 C30 C40 C50 刻痕钢丝直径 d 5mm, tk =1570MPa 150d 125d 115d tk =1860MPa 150d 125d 115d 三股钢绞线 tk =1720MPa 140d 115d 105d tk =1570MPa 125d 105d 100d 七股钢绞线 tk =1860MPa / 135d 120d tk =1720MPa / 125d 110d 注 : 当刻痕钢丝的抗拉强度标准值 tk 不等于 1570MPa 时, 其锚固长度应按表值成比例增减 预应力混凝土结构构件的施工阶段, 除应进行承载能力极限状态验算外, 对预拉区不允许出现裂缝的构件或预压时全截面受压的构件, 在预加力 自重及施工荷载 ( 必要时应考虑动力系数 ) 作用下, 其截面边缘的混凝土法向应力尚应符合下列规定 ( 图 ): ( ) ' ct tk ( ) cc ' 0.8 ck 截面边缘的混凝土法向应力可按下列公式计算 : cc N k M k 或 ct = c + ± ( ) A 0 W 0 式中 cc ct 相应施工阶段计算截面边缘纤维的混凝土压应力 拉应力 ; ' tk ' ck 与各施工阶段混凝土立方体抗压强度 准值 抗压强度标准值 ; ' cu 相应的抗拉强度标 N k M k 构件自重及施工荷载的标准组合在计算截面产生的轴向力值 弯矩值 ; W 0 验算边缘的换算截面弹性抵抗矩 21

31 (a) 图 (b) 预应力混凝土构件施工阶段验算 (a) 先张法构件 ;(b) 后张法构件 1 换算截面重心轴 ;2 净截面重心轴 注 :1 预拉区系指施加预应力时形成的截面拉应力区 ; 2 公式 ( ) 中, 当 c 为压应力时, 取正值 ; 当 c 为拉应力时, 取负值 ; 当 N k 为轴向压 力时, 取正值 ; 当 N k 为轴向拉力时, 取负值 ; 当 M k 产生的边缘纤维应力为压应力时式中符号取加号, 拉应力时式中符号取减号 预应力混凝土结构构件的施工阶段, 除应进行承载能力极限状态验算外, 对预拉区允许出现裂缝而在预拉区不配置纵向预应力钢筋的构件, 其截面边缘的混凝土法向应力应符合下列规定 : ct ' 2 tk ( ) cc ' 0.8 ck ( ) 预应力混凝土结构构件预拉区纵向钢筋的配筋应符合下列要求 : ' ( A 积 ; 1 施工阶段预拉区不允许出现裂缝的构件, 预拉区纵向钢筋的配筋率 ' + A ) A 不应小于 0.2%, 对后张法构件不应计入 / ' A, 其中 A 为构件截面面 2 施工阶段预拉区允许出现裂缝而在预拉区不配置纵向预应力钢筋的构件, ' ' ' 当 = 时, 预拉区纵向钢筋的配筋率 A / A 不应小于 0.4%; 当 < < ct 2 tk 时, 则在 0.2% 和 0.4% 之间按线性内插法确定 ; tk ct ' 2 tk 注 : 施工阶段预拉区不允许出现裂缝的板类构件, 预拉区纵向钢筋的配筋可根据具体情况 按实践经验确定 ; 允许出现裂缝的连续板板类构件, 其最小配筋率可取 0.15% 后张法预应力混凝土超静定结构, 在进行正截面受弯承载力计算时, 在弯 矩设计值中次弯矩应参与组合 ; 在进行斜截面受剪承载力计算时, 在剪力设计值 中次剪力应参与组合 ; 当参与组合的次弯矩 次剪力对结构不利时, 组合系数取 1.2, 有利时取 1.0 在对截面进行受弯 受剪的抗裂验算时, 次弯矩 次剪力也 22

32 应参与组合, 组合系数取 按弹性分析计算时, 次弯矩 M 2 可按下列公式计算 : M = ( ) 2 M r M 1 M 1 = N e n ( ) 式中 N 预应力钢筋及非预应力钢筋的合力 ; e n 净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离 ; M 1 预加力 r N 对净截面重心偏心引起的弯矩值 ; M 由预加力 N 的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值 次剪力宜根据构件各截面次弯矩的分布按结构力学方法计算 对后张法预应力混凝土框架梁及连续梁, 在满足 GB50010 中关于纵向受力 钢筋最小配筋率的条件下, 当截面相对受压区高度 ξ 0. 3时, 可考虑内力重分布, 支座截面弯矩可按 10% 调幅, 并应满足正常使用极限状态验算要求 ; 当 ξ > 0. 3 时, 不应考虑内力重分布 预应力混凝土结构的耐久性应根据 GB50010 所规定的环境类别和设计使 用年限进行设计 一类, 二类和三类环境中, 设计使用年限为 50 年的预应力结构混凝土应 符合表 的规定 表 预应力混凝土耐久性的基本要求 环境类别最大水灰比最小水泥用 二 量 (kg/m 3 ) 最低混凝土 强度等级 最大氯离子 含量 (%) 最大碱含量 (kg/m 3 ) 一 C 不限制 a C b C 三 C 注 : 1 氯离子含量系指其占水泥用量的百分率 ; 2 当混凝土中加入活性掺合料或能提高混凝土耐久性的外加剂时, 可适当降低最小水泥用量 预应力结构构件在正常使用条件下, 预应力筋的混凝土保护层厚度应符合 表 的规定, 且不应小于受力钢筋的直径 23

33 表 混凝土保护层最小厚度 (mm) 环境类别 板 墙 壳 梁 柱 C30~C45 >50 C30~C45 >50 C30~C45 >50 一 二 a b 三 注 : 重要建筑物和受沿海环境侵蚀的建筑物的承重结构, 当处于露天或室内高温环境时, 其保护层厚度应 适当增加 当预应力梁 板结构有防火要求时, 应根据耐火极限的要求, 确定其混凝 土保护层不小于表 与 的规定 表 板的预应力筋混凝土保护层最小厚度 (mm) 约束条件 耐火极限 (h) 简支 连续 表 梁的预应力筋混凝土保护层最小厚度 (mm) 约束条件 梁 宽 耐火极限 (h) 简支 200 b< 采取特殊措施 简支 连续 200 b< 连续 注 :1 如耐火等级较高, 当混凝土保护层厚度不能满足表列要求时, 应使用防火涂料 2 预应力柱可根据防火要求参照梁的保护层厚度执行 预应力结构应注意高温下的耐久性能, 环境温度高于 150 或经受过火灾后的预应力结构构件, 必须对结构承载力等进行专门的分析 锚固区的耐火极限不应低于结构本身的耐火极限 在高温条件下预应力锚具必须选用夹片式的锚具 当锚具突出混凝土表面时, 锚具外露部分应有不少于 50mm 厚的混凝土保护层 24

34 5.2 承载能力极限状态计算 正截面承载能力极限状态计算, 适用于预应力混凝土受弯构件 受压构件 和受拉构件 正截面承载力应按下列基本假定进行计算 : 1 截面应变保持平面 ; 2 不考虑混凝土的抗拉强度 ; 3 混凝土受压的应力与应变关系曲线按下列规定取用 : 当 ε c ε 0 时 n ε = c c c 1 1 ( ) ε o 当 ε < ε ε 时 o c cu c = c ( ) 1 n = 2 ( cu, k 50) ( ) 60 5 ( 50) ε o = cu, k 10 ( ) 5 ( 50) ε , 10 ( ) cu = cu k 式中 c 混凝土压应变为 ε c 时的混凝土压应力 ; c 混凝土轴心抗压强度设计值 ; ε 0 混凝土压应力刚达到 c 时的混凝土压应变, 当计算的 ε 0 值小于 时, 取为 0.002; ε cu 正截面混凝土极限压应变, 当处于非均匀受压时, 按公式 ( ) 计算, 如计算值大于 , 取为 ; 当处于轴心受压时取为 ε 0 ; cu, k 混凝土立方体抗压强度标准值 ; n 系数, 当计算的 n 值大于 2.0 时, 取为 纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积, 但其绝对值不应大于其相应的强度设计值 纵向受拉钢筋的极限拉应变取为 受弯构件 偏心受力构件正截面受压区混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图 矩形应力图的受压区高度 x 可取等于按截面应变保持平面的假定所 25

35 确定的中和轴高度乘以系数 β 1 当混凝土强度等级不超过 C50 时, β 1 取为 0.8, 当混凝土强度等级为 C80 时, β 1 取为 0.74, 其间按线性内插法确定 矩形应力图的应力值取为混凝土轴心抗压强度设计值 c 乘以系数 α 1 当混 凝土强度等级不超过 C50 时, α 1 取为 1.0, 当混凝土强度等级为 C80 时, α 1 取 为 0.94, 其间按线性内插法确定 纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度 ξ b 应按下列公式计算 : ξ b β1 = ε cu y E ε cu o ( ) 式中 ξ 相对界限受压区高度 : ξ = x / h ; b b b o x b 界限受压区高度 ; h 0 截面有效高度 : 纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离 ; y 预应力钢筋抗拉强度设计值 ; E 钢筋弹性模量 ; o 受拉区纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力 钢筋应力, 按本规程 或 式进行计算 ; ε cu 非均匀受压时的混凝土极限压应变, 按公式 ( ) 计算 ; β 1 系数, 按第 条取用 注 : 当截面受拉区内配置有不同种类或不同预应力值的钢筋时, 受弯构件的相对界限 受压区高度应分别计算, 并取其较小值 纵向钢筋应力应按下列规定确定 : 1 纵向钢筋应力宜按下列公式计算 : 普通钢筋 β1hoi i = Eε cu 1 ( ) x 26

36 预应力钢筋 β h x 1 oi i = Eε cu 纵向钢筋应力也可按下列近似公式计算 : 普通钢筋 y x ξb β1 hoi β i = 1 oi ( ) ( ) 预应力钢筋 y oi x i = β + ξb β 1 h 1 oi oi ( ) 3 按公式 ( ) 至公式 ( ) 计算的纵向钢筋应力应符合下列条件 : ( ) oi y i y y ( ) i y 当计算的 为拉应力且其值大于 i 时, 取 = ; y i y 当 为压应力且其绝对值大于 i ' 时, 取 = ; y i y 当计算的 i 为拉应力且其值大于 y 时, 取 i = y ; 当 i 为压应力且其绝对值大于 ( oi y ) 的绝对值时, 取 i = oi y 式中 h oi 第 i 层纵向钢筋截面重心至截面受压边缘的距离 ; i y x 等效矩形应力图形的混凝土受压区高度 ; i 第 i 层纵向普通钢筋 预应力钢筋的应力, 正值代表拉应力, 负值 代表压应力 ; y 纵向普通钢筋 预应力钢筋的抗压强度设计值 ; oi 第 i 层纵向预应力钢筋截面重心处混凝土法向应力等于零时的预应力 钢筋应力, 按本规程 或 式进行计算 矩形截面或翼缘位于受拉边的倒 T 形截面受弯构件, 其正截面受弯承载力 应符合下列规定 ( 图 5.2.6): x M α 2 ( h a ) ( ) A ( h a ) 1 cbx ho + y A o o y o ( ) 混凝土受压区高度应按下列公式确定 : ( o y ) A α 1 c bx = y A y A + y A + ( ) 27

37 混凝土受压区高度尚应符合下列条件 : x ξ h ( ) b o x 2 a ( ) 式中 M 弯矩设计值 ; α 1 系数, 按第 条的规定计算 ; c 混凝土轴心抗压强度设计值 ; A A 受拉区 受压区纵向普通钢筋的截面面积 ; A A 受拉区 受压区纵向预应力钢筋的截面面积 ; o 受压区纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预 应力钢筋应力 ; b 矩形截面的宽度或倒 T 形截面的腹板宽度 ; h o 截面有效高度 ; a a 受压区纵向普通钢筋合力点 预应力钢筋合力点至截面受压边 缘的距离 ; a 受压区全部纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离, 当受压区 未配置纵向预应力钢筋或受压区纵向预应力钢筋应力 o ( y ) 为拉应力时, 公式 ( ) 中的 a 用 a 代替 图 矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算 28

38 5.2.7 翼缘位于受压区的 T 形 I 形截面受弯构件 ( 图 5.2.7), 其正截面受弯承载 力应分别符合下列规定 : 1 当满足下列条件时 y y c y S ( o y ) A A + A α 1 b h + A ( ) 应按宽度为 b 的矩形截面计算 ; ' 2 当不满足公式 ( ) 的条件时 M α1 cbx ho ( h a ) A o x + α1 2 混凝土受压区高度应按下列公式确定 : c ( b b) h h + A ( h a ) ( ) h o 2 [ bx + ( b b) h ] = y A y A + y A + ( o y ) A y o o y ( ) α 1 c ( ) 式中 h T 形 I 形截面受压区的翼缘高度 ; b T 形 I 形截面受压区的翼缘计算宽度, 按第 条的规定确定 (a) x h (b) x > h 图 I 形截面受弯构件受压区高度位置 按上述公式计算 T 形 I 形截面受弯构件时, 混凝土受压区高度仍应符合公 式 ( ) 和公式 ( ) 的要求 b T 形 I 形及倒 L 形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度应按表 所列情况中的最小值取用 29

39 表 情况 T 形 I 形及倒 L 形截面受弯构件翼缘计算宽度 b T 形 I 形截面肋形梁 独立梁肋形板 倒 L 形截面 肋形梁 肋形板 1 按计算跨度 L o 考虑 l o /3 l o /3 l o /6 2 按梁 ( 纵肋 ) 净距 n 考虑 b+ n b+ n /2 3 按翼缘高 度 h 考 虑 h / h b+16 h 0.1> h / h b+16 h b+6 h b+5 h h / h 0 <0.05 b+16 h b b+5 h 注 :1 表中 b 为腹板宽度 ; 2 如肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时, 则可不遵守表列情况 3 的规定 ; 3 对加腋的 T 形 I 形和倒 L 形截面, 当受压区加腋的高度 hh h 且加腋的宽度 bh 3 h h 时, 其翼缘计算宽度可按表列情况 3 的规定分别增加 2 bh(t 形 I 形截面 ) 和 bh ( 倒 L 形截面 ); 4 独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时, 其计算宽度应取腹板宽度 b 受弯构件正截面受弯承载力的计算, 应符合公式 ( ) 的要求 当由构造要求或按正常使用极限状态验算要求配置的纵向受拉钢筋截面面积大于受弯承载力要求的配筋面积时, 按公式 ( ) 或公式 ( ) 计算的混凝土受压区高度 x, 可仅计入受弯承载力条件所需的纵向受拉钢筋截面面积 当计算中计入纵向普通受压钢筋时, 应满足公式 ( ) 的条件 ; 当不满足此条件时, 正截面受弯承载力应符合下列规定 : y ( h a a ) + A ( h a a ) + ( ) A ( a a ) M A (5.2.10) y o y 式中 a a 受拉区纵向普通钢筋 预应力钢筋至受拉边缘的距离 对采用钢绞线作无粘结预应力筋的受弯构件, 在根据第 条进行正截面承载力计算时, y 应改为无粘结预应力筋的应力设计值 u, u 宜按下列公式计算 : u = e + ( ) 30

40 h l 2 = ( ξ 0 )( ) ( ) l0 l1 A + e y ξ 0 ( ) = bh c 此时, 应力设计值 尚应符合下列条件 : u A ( ) e u y 式中 e 扣除全部预应力损失后, 无粘结预应力筋中的有效预应力 ; 无粘结预应力筋中的应力增量 ; ξ 0 综合配筋指标, 不宜大于 0.4; l 0 受弯构件计算跨度 ; h 受弯构件截面高度 ; h 无粘结预应力筋合力点至截面受压边缘的距离 l 1 连续无粘结预应力筋两个锚固端间的总长度 ; l 2 l 1 中的活荷载作用的跨长之和 对翼缘位于受压区的 T 形 I 形截面受弯构件, 当受压区高度大于翼缘高 度时, 综合配筋指标 ξ 0 可按下式计算 : ξ 0 = e A + y A c ( b b) h bh c ' ' ( ) 此处, h ' 为 T 形 I 形截面受压区的翼缘高度 ; b ' 为 T 形 I 形截面受压区 的翼缘计算宽度 钢筋混凝土轴心受压构件正截面受压承载力应符合下列规定 : ( A + A ) N 0.9ϕ (5.2.12) 式中 N 轴向压力设计值 ; c y ϕ 钢筋混凝土构件的稳定系数, 按表 采用 ; c 混凝土轴心抗压强度设计值 ; 31

41 A 构件截面面积 ; A 全部纵向钢筋的截面面积 当纵向钢筋配筋率大于 3% 时, 公式 (5.2.12) 中的 A 应改用 ( A ) 代替 A 表 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 l o / b l o / d l o / i ϕ l o / b l o / d l o / i ϕ 注 : 表中 l o 为构件的计算长度, 可按 GB 中的有关规定取值 ;b 为矩形截面的短 边尺寸 ;d 为圆形截面的直径 ;i 为截面的最小回转半径 在偏心受压构件的正截面承载力计算中, 应计入轴向压力在偏心方向存在 的附加偏心距 e a, 其值应取 20mm 和偏心方向截面最大尺寸的 1/30 两者中的较 大值 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力应符合下列规定 ( 图 ): 图 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算 32

42 N c y ( o y ) A A α 1 bx + A A ( ) x Ne α1 cbx ho + y A o o y o ( ) 2 ( h a ) ( ) A ( h a ) h e = η ei + a ( ) 2 e = e + e ( ) i o a 式中 e 轴向压力作用点至纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力点 的距离 ; η 偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向压力偏心距增大系数, 按第 条的规定计算 ; 受拉边或受压较小边的纵向普通钢筋 预应力钢筋的应力 ; e i 初始偏心距 ; a 纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力点至截面近边缘的距 离 ; e o 轴向压力对截面重心的偏心距 : e a 附加偏心距, 按第 条确定 在按上述规定计算时, 尚应符合下列要求 : 1 钢筋的应力 可按下列情况计算 : e o = M / N ; 1) 当 ξ ξb 时为大偏心受压构件, 取 = y 及 = y 受压区高度, ξ = x / h ; o, 此处,ξ 为相对 2) 当 ξ > ξb 时为小偏心受压构件, 按第 条的规定进行计算 2 当计算中计入纵向普通受压钢筋时, 受压区高度应满足公式 ( ) 的 条件 ; 当不满足此条件时, 其正截面受压承载力可按第 的规定进行计算, 此时, 应将公式 (5.2.10) 中的 M 以 N e 代替, 此处, e 为轴向压力作用点至受 压区纵向普通钢筋合力点的距离, 在计算中应计入偏心距增大系数, 初始偏心距 应按公式 ( ) 确定 3 矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件, 当 N > bh 时, 尚应按下列公式 c 33

43 进行验算 : h Ne cbh ho + y A o 2 h e = a 2 ( ) e o e a ( h a ) ( ) A ( h a ) o y o ( ) ( ) 式中 e 轴向压力作用点至受压区纵向普通钢筋和预应力钢筋的合力点的距 离 ; h o 纵向受压钢筋合力点至截面远边的距离 各类混凝土结构中的偏心受压构件, 均应在其正截面受压承载力计算中考 虑结构侧移和构件挠曲引起的附加内力 在确定偏心受压构件的内力设计值时, 可近似考虑二阶弯矩对轴向压力偏心 距的影响, 将轴向压力对截面重心的初始偏心距 e i 乘以第 条规定的偏心距 增大系数 η ; 也可根据第 条规定的构件修正抗弯刚度, 用考虑二阶效应的 弹性分析方法, 直接计算出结构构件各控制截面包括弯矩设计值在内的内力设计 值, 并按相应的内力设计值进行各构件的截面设计 偏心受压构件偏心距增大系数可按下列公式计算 : 1 1 lo η = + ξ e / h h ξ i o 2 ( ) ξ = 0.5 c A 1 N ( ) l ξ o 2 = ( ) h 式中 l o 构件的计算长度 ; h 截面高度 ; 其中, 对环形截面, 取外直径 ; 对圆形截面, 取直径 ; h o 截面有效高度 ; ξ 1 偏心受压构件的截面曲率修正系数, 当 ξ1>1.0 时, 取 ξ 1=1.0; A = + 2 ; A 构件的截面面积 ; 对 T 形 I 形截面, 均取 bh ( b b) h ξ 2 构件长细比对截面曲率的影响系数, 当 15 注 : 当偏心受压构件的长细比 l o / i 时, 取 η = 1. 0 l o / h < 时, 取 ξ 2 =

44 当采用考虑二阶效应的弹性分析方法时, 宜在结构分析中对构件的弹性抗 弯刚度 E c I 乘以下列折减系数 : 对梁, 取 0.4; 对柱, 取 0.6; 对剪力墙及核心筒 壁, 取 0.45 此时, 在按本规程 5.2 节进行正截面受压承载力计算的有关公式中, η e i 均应以 ( N ea M / + ) 代替, 此处,M N 为按考虑二阶效应的弹性分析方法 直接计算求得的弯矩设计值和相应的轴向力设计值 注 : 当验算表明剪力墙或核心筒底部正截面不开裂时, 其刚度折减系数可取 偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的受压承载力外, 尚应按轴心受压构 件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力, 此时, 可不计入弯矩的作用, 但应考 虑稳定系数 ϕ 的影响 轴心受拉构件的正截面受拉承载力应符合下列规定 : N A + A (5.2.19) 式中 N 轴向拉力设计值 ; y y A A 纵向普通钢筋 预应力钢筋的全部截面面积 矩形截面偏心受拉构件的正截面受拉承载力应符合下列规定 : 1 小偏心受拉构件 当轴向拉力作用在钢筋 a): A 与 A 的合力点和 A 与 A 的合力点之间时 ( 图 (a) 小偏心受拉构件 35

45 (b) 大偏心受拉构件 图 矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力计算 y ( h a ) + A ( h a ) Ne A ( ) y o y ( h a ) + A ( h a ) y o o Ne A ( ) 2 大偏心受拉构件 当轴向拉力不作用在钢筋 b): A 与 A 的合力点和 A 与 A 的合力点之间时 ( 图 N ( ) A α bx A + A A + ( ) y y y o y 1 c x Ne α1 cbx ho + y A o o y o ( ) 2 ( h a ) ( ) A ( h a ) 此时, 混凝土受压区的高度应满足公式 ( ) 的要求 当计算中计入纵向普通受压钢筋时, 尚应满足公式 ( ) 的条件 ; 当不满足时, 可按公式 ( ) 计算 3 对称配筋的矩形截面偏心受拉构件, 不论大 小偏心受拉情况, 均可按公式 ( ) 计算 矩形 T 形和 I 形截面的预应力混凝土受弯构件, 其受剪截面应符合下列条件 : 当 h w / b 4 时 V 0.25βc cbho ( ) 当 h w / b 6 时 V 0.2βc cbho ( ) 当 4 < / b < 6 时, 按线性内插法确定 h w 36

46 式中 V 构件斜截面上的最大剪力设计值 ; β c 混凝土强度影响系数 : 当混凝土等级不超过 C50 时, 取 0 c β = 1. c ; 当 混凝土强度等级为 C80 时, 取 β = 0. c 8 ; 其间按线性内插法确定 ; 混凝土轴心抗压强度设计值 ; b 矩形截面的宽度,T 形截面或 I 形截面的腹板宽度 ; h o 截面的有效高度 ; h w 截面的腹板高度 : 对矩形截面, 取有效高度 ; 对 T 形截面, 取有效 高度减去翼缘高度 ; 对 I 形截面, 取腹板净高 注 : 1 对 T 形或 I 形截面的简支受弯构件, 当有实践经验时, 公式 ( ) 中的系数 可改用 0.3; 2 对受拉边倾斜的构件, 当有实践经验时, 其受剪截面的控制条件可适当放宽 在计算斜截面的受剪承载力时, 其剪力设计值的计算截面应按下列规定采 用 : 1 支座边缘处的截面 ( 图 a b 截面 1-1); (a) 弯起钢筋 (b) 箍筋 图 斜截面受剪承载力剪力设计值的计算截面 1-1 支座边缘处的截面 ; 受拉区弯起钢筋弯起点的斜截面 ; 4-4 箍筋截面面积或间距改变处的斜截面 2 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面 ( 图 a 截面 ); 3 箍筋截面面积或间距改变处的截面 ( 图 b 截面 4-4); 4 腹板宽度改变处的截面 注 :1 对受拉边倾斜的受弯构件, 尚应包括梁的高度开始变化处, 集中荷载作用处和其他不 37

47 利的截面 2 箍筋的间距以及弯起筋前一排 ( 对支座而言 ) 的弯起点至后一排的弯终点的距离, 应 符合 GB 的有关构造要求 矩形 T 形和 I 形截面的预应力受弯构件, 当仅配置箍筋时, 其斜截面的 受剪承载力应符合下列规定 : V V c + V ( ) A v c = 0.7 tbho + 1. yv ho ( ) V 25 V = ( ) N o 式中 V 构件斜截面上的最大剪力设计值 ; V c 构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值 ; V 由预加力所提高的构件受剪承载力设计值 ; A v 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积 : v na v 1 A =, 此处,n 为在同一截面内箍筋的肢数, A v1为单肢箍筋的截面面积 ; 沿构件长度方向的箍筋间距 ; yv 箍筋抗拉强度设计值 ; N o 计算截面上混凝土法向预应力等于零时的纵向预应力钢筋及非预应 力钢筋的合力 ; 当 N o > 0. 3 c Ao 时, 取 N o = 0. 3 c Ao, 此处, A o 为 构件的换算截面面积 对集中荷载作用下 ( 包括作用有多种荷载, 其中集中荷载对支座截面或节点 边缘所产生的剪力值占总剪力值的 75% 以上的情况 ) 的独立梁, 当按公式 ( ) 计算时, 应将公式 ( ) 改为下列公式 : 1.75 Av V c = tbho + yv ho λ + 1 ( ) 式中 λ 计算截面的剪跨比, 可取 λ = a / ho, a 为集中荷载作用点至支座或 注 :1 对合力 N 节点边缘的距离 ; 当 λ < 1. 5时, 取 λ = 1. 5 ; 当 λ > 3时, 取 λ = 3; 集中荷载作用点至支座之间的箍筋, 应均匀配置 o 引起的截面弯矩与外弯矩方向相同的情况, 以及预应力混凝土连续梁和 允许出现裂缝的预应力混凝土简支梁, 均应取 V =0; 38

48 2 对先张法预应力混凝土构件, 在计算合力 N o 响 时, 应考虑预应力钢筋传递长度的影 矩形 T 形和 I 形截面的预应力受弯构件, 当配置箍筋和弯起钢筋时, 其 斜截面的受剪承载力应符合下列规定 : V V + V A inα A inα (5.2.24) c y b y b 式中 V 配置弯起钢筋处的剪力设计值, 按第 条的规定取用 ; V 由预加力所提高的构件的受剪承载力设计值, 按公式 ( ) 计算, 但计算合力 N 时不考虑预应力弯起钢筋的作用 ; o A A b b 同一弯起平面内的非预应力弯起钢筋 预应力弯起钢筋的截面面 积 ; α α 斜截面上非预应力弯起钢筋 预应力弯起钢筋的切线与构件纵向轴 线的夹角 计算弯起钢筋时, 其剪力设计值可按下列规定取用 ( 图 a): 1 计算第一排 ( 对支座而言 ) 弯起钢筋时, 取支座边缘处的剪力值 ; 2 计算以后的每一排弯起钢筋时, 取前一排 ( 对支座而言 ) 弯起钢筋弯起点 处的剪力值 矩形 T 形和 I 形截面的预应力受弯构件, 当符合下列公式的要求时 : V 0.7 bh N ( ) t o o 集中荷载作用下的独立梁, 当符合下列公式的要求时 : 1.75 V tbho N o ( ) λ + 1 均可不进行斜截面的受剪承载力计算, 而仅需按构造要求配置箍筋 受拉边倾斜的矩形 T 形和 I 形截面的预应力受弯构件, 其斜截面受剪承 载力应符合下列规定 ( 图 ): V V + V A inα ( ) V c y b ( A Z + A Z ) M 0.8 yv v v y b b = tan β ( ) Z + c tan β 式中 V 构件斜截面上的最大剪力设计值 ; M 构件斜截面受压区末端的弯矩设计值 ; 39

49 V c 构件斜截面上预应力混凝土和箍筋的受剪承载力设计值, 按公式 ( ) 或公式 ( ) 计算, 其中, h 0 取斜截面受拉区始 端的垂直截面有效高度 ; V 构件截面上受拉边倾斜的纵向非预应力和预应力受拉钢筋合力的设 计值在垂直方向的投影 ; 其值不应大于 ( A A ) in β 小于 A e in β ; +, 且不应 y y Z v 同一截面内箍筋的合力至斜截面受压区合力点的距离 ; Z b 同一弯起平面内的弯起钢筋的合力至斜截面受压区合力点的距离 ; Z 斜截面受拉区始端处纵向受拉钢筋合力的水平分力至斜截面受压区 合力点的距离, 可近似取 Z = 0. 9h ; β 斜截面受拉区始端处倾斜的纵向受拉钢筋的倾角 ; c 斜截面的水平投影长度, 可近似取 c = 注 : 在梁截面高度开始变化处, 斜截面的受剪承载力应按等截面高度梁和变截面高度梁的有关公式分别 计算, 并应按其中不利者配置箍筋和弯起钢筋 o ho 40

50 图 受拉边倾斜的受弯构件斜截面受剪承载力计算 受弯构件斜截面的受弯承载力应符合下列规定 ( 图 ); 图 受弯构件斜截面受弯承载力计算 M ( y A + y A ) Z + y AbZ b + y AbZ b + yv Av Z v ( ) 此时, 斜截面的水平投影长度 c 可按下列条件确定 : V = A inα + A inα y b y b + yv A v ( ) 式中 V 斜截面受压区未端的剪力设计值 ; Z 纵向非预应力和预应力受拉钢筋的合力至受压区合力点的距离, 可 近似取 Z = 0. 9h ; o Z Z b b 同一弯起平面内的非预应力弯起钢筋 预应力弯起钢筋的合力至 的 斜截面受压区合力点的距离 ; Z v 同一斜截面上箍筋的合力至斜截面受压区的距离 在计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的斜截面受弯承载力时, 公式中 y 应按下列规定确定 : 41

51 锚固区内的纵向预应力钢筋抗拉强度设计值在锚固起点处应取为零, 在锚固 终点处应取为 y, 在两点之间可按线性内插法确定 受弯构件中配置的纵向钢筋和箍筋, 当符合 GB50010 的构造要求时, 可 不进行构件斜截面的受弯承载力计算 圆形截面的预应力混凝土受弯构件, 其斜截面的受剪承载力可按第 至第 条计算, 公式中的截面宽度 b 和截面有效高度 h o 应分别以 1.76r 和 1.6r 代替,r 为圆形截面的半径 5.3 正常使用极限状态验算 预应力混凝土构件应按所处环境类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂 缝宽度限值, 并按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算 : 1 一级 严格要求不出现裂缝的构件 在荷载效应的标准组合下应符合下列规定 : ck c 0 2 二级 一般要求不出现裂缝的构件 在荷载效应的标准组合下应符合下列规定 : ck c tk 在荷载效应的准永久组合下宜符合下列规定 : 合下列规定 : cq c 0 3 三级及二级 a 类 允许出现裂缝的构件 : ( ) ( ) ( ) 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度, 应符 wmax w lim ( ) 对二级 a 类, 按荷载效应准永久组合计算时, 构件受拉边缘混凝土 拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值 式中 ck cq 荷载效应的标准组合 准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应 力 ; c 扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力, 按 42

52 ( ) 或 ( ) 式计算 ; 对受弯和大偏心受压的预应力混凝 土构件, 其预拉区在施工阶段出现裂缝的区段, tk 混凝土轴心抗拉强度标准值 ; c 应乘以 0.9; w max 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度 ; w lim 最大裂缝宽度限值, 不应超过本规程表 规定的限值 预应力混凝土受弯构件应分别对截面上的混凝土主拉应力和主压应力进 行验算 : 1 混凝土主拉应力 1) 一级 严格要求不出现裂缝的构件, 应符合下列规定 : 0 t. 85 tk 2) 二级 一般要求不出现裂缝的构件, 应符合下列规定 : 0 t 混凝土主压应力 tk 对严格要求和一般要求不出现裂缝的构件, 均应符合下列规定 : 0 c. 6 ck ( ) ( ) ( ) 式中 t c 混凝土的主拉应力 主压应力, 按第 条确定 ; tk 混凝土轴心抗拉强度标准值 ; ck 混凝土轴心抗压强度标准值 此时, 应选择跨度内不利位置的截面, 对该截面的换算截面重心处和截面宽度剧烈改变处进行验算 混凝土主拉应力和主压应力可按下列公式计算 : t x = c + 2 y ± x y τ ( ) x = c M k y + I 0 0 ( ) 43

53 τ = ( Vk e Abinα ) I 0 b S 0 ( ) 式中 M k 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 ; x 由预加力和弯矩值 y 由集中荷载标准值 M F k k 在计算纤维处产生的混凝土法向应力 ; 产生的混凝土竖向压应力 ; τ 由剪力值 Vk 和预应力弯起钢筋的预加力在计算纤维处产生的混凝 土剪应力 ; 对后张法预应力混凝土超静定结构构件, 尚应计入预加 力引起的次剪力 ; c 扣除全部预应力损失后, 在计算纤维处由预加力产生的混凝土法向应 力 ; y 0 换算截面重心至计算纤维处的距离 ; I 0 换算截面惯性矩 ; V k 按荷载效应的标准组合计算的剪力值 ; S 0 计算纤维以上部分的换算截面面积对构件换算截面重心的面积矩 ; e 预应力弯起钢筋的有效预应力 ; A b 计算截面上同一弯起平面内的预应力弯起钢筋的截面面积 ; α 计算截面上预应力弯起钢筋的切线与构件纵向轴线的夹角 公式 ( ) 和 ( ) 中的 x y c 和 M k y0 / I 0, 当为拉应力时, 以正值代入 ; 当为压应力时, 以负值代入 在矩形 T 形 倒 T 形和 I 形预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中, 按荷 载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度 (mm) 可按下列公式计 算 : w max d k eq = α crψ (1.9c ) E ρ te ( ) te tk ψ = ( ) ρ k 44

54 d eq = n d i i i 2 i nν d A + A ρte = A te i ( ) ( ) 式中 α cr 构件受力特征系数, 按表 采用 ; ψ 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 : 当 ψ < 0. 2 时, 取 ψ = 0. 2 ; 当 ψ > 1时, 取 ψ = 1; 对直接承受重复荷载的构件, 取 ψ = 1; 对无 粘结预应力混凝土受弯构件, 当 ψ < 0. 4 时, 取 ψ = 0. 4 ; 当 ψ > 1 时, 取 ψ = 1; k 按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力 或预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力, 按 条计算 ; E 钢筋弹性模量, 按附录 A 取用 ; c 最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离 (mm): 当 c<20 时, 取 c=20; 当 c>65 时, 取 c=65; ρ te 按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 ; 在最大裂 缝宽度计算中, 当 ρ < 时, 取 ρ = 0. 01; te A te 有效受拉混凝土截面面积 : 对轴心受拉构件, 取构件的截面面积 ; 对受弯构件, 取 A te = 0.5bh + ( b b) h, 此处, b h 为受拉翼 缘的宽度 高度 ; A 受拉区纵向非预应力钢筋截面面积 ; te A 受拉区纵向预应力钢筋截面面积 ; d eq 受拉区纵向钢筋的等效直径 (mm); d i 受拉区第 i 种纵向钢筋的公称直径 (mm); n i 受拉区第 i 种纵向钢筋的根数 ; ν i 受拉区第 i 种纵向钢筋的相对粘接特性系数, 按表 取用 ; 45

55 注 :1 对承受吊车荷载但不需作疲劳验算的受弯构件, 可将计算求得的最大裂缝宽度乘以 系数 0.85; 2 对 e 0 /h 的偏心受压构件, 可不验算裂缝宽度 3 对无粘结预应力混凝土受弯构件, 上述 d eq d i n i ν i 分别为受拉区纵向受拉非 预应力钢筋的等效直径 第 i 种钢筋的公称直径 根数 及相对粘接特性系数 表 构件受力特征系数 类 型 α cr 受弯 偏心受压 1.7 偏心受拉 轴心受拉 2.2 表 钢筋的相对粘结特征系数 钢筋 非预应力钢筋先张法预应力钢筋后张法预应力钢筋 类别 光面 带肋 带肋 螺旋肋 刻痕钢丝 带肋 钢绞线 光面 钢筋 钢筋 钢筋 钢 丝 钢绞线 钢筋 钢丝 ν i 注 : 对环氧树脂涂层带肋钢筋, 其相对粘结特性系数应按表中系数的 0.8 倍取用 在荷载效应的标准组合下, 预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋的等效应力 可按下列公式计算 : 1 轴心受拉构件 2 受弯构件 k k e = e = N M = k A k N + A ± M 0 2 ( A 0 M k ± M + N N P0 + A ) z 2 ( z e ) ( ) ( ) ( ) z = γ ' 0 2 [ (1 )( ) ] h0 h e ( ) 3 对无粘结预应力混凝土受弯构件 M k ± M M cr k = ( ) 0.87h (0.3A + A ) 0 46

56 M cr = ( + γ ) W ( ) c tk 0 式中 A 受拉区纵向预应力钢筋截面面积 : 对轴心受拉构件, 取全部纵向 预应力钢筋截面面积 ; 对受弯构件, 取受拉区纵向预应力钢筋截 面面积 ; A 受拉区纵向钢筋截面面积 : 对轴心受拉构件, 取全部纵向钢筋截 面面积 ; 对受弯构件, 取受拉区纵向钢筋截面面积 ; e 轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离 ; e 混凝土法向预应力等于零时全部纵向预应力和非纵向预应力钢 筋的合力 N 0 的作用点至受拉区纵向预应力和非纵向预应力钢筋 z 的合力的距离 ; 受拉区纵向非预应力筋和预应力筋合力点至截面受压区合力点 的距离, 且不大于 0.87h 0 ; ' γ 受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值 ; M 2 后张法预应力混凝土超静定结构构件中的次弯矩值, 按 条 确定 ; 当 M 2 与 M k 的作用方向相同时, 取加号 相反时取负号 ; M cr 受弯构件正截面开裂弯矩值 ; N M 按荷载效应的标准组合计算的轴向力值 弯矩值 k k 预应力混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的挠度, 应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算, 其计算值不应超过表 的允许值 表 受弯构件的挠度限值 吊车梁 构件类型 手动吊车 电动吊车 允许挠度 l 0 /500 l 0 /600 屋盖 楼盖及楼梯构件 当 l 0 <7m 时 l 0 /200( l 0 /250) 当 7 l 0 9m 时 l 0 /250( l 0 /300) 当 l 0 >9m 时 l/300(l/400) 47

57 注 :1 如构件制作时预先起拱, 且使用上也允许, 则在验算挠度时, 可将计算所得的挠度值 减去起拱值 ( 包括预加力所产生的反拱值 ); 2 表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件 ; 3 l 0 为计算跨度 ; 4 悬臂构件的容许值按表中相应数值乘以系数 2.0 取用 矩形 T 形和倒 T 形截面受弯构件的刚度 B, 可按下列公式计算 : B = M q M k ( θ 1) + M k B (5.3.7) 式中 M k 按荷载效应的标准组合计算的弯矩, 取计算区段内的最大弯矩值 ; M q 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩, 取计算区段内的最大弯矩 值 ; B 荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度, 按第 条公式 计算 ; θ 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数, 对预应力混凝土受弯构 件, 取 θ = 2. 0 ; 在荷载效应的标准组合作用下, 预应力混凝土受弯构件的短期刚度 B 可按 下列公式计算 : 1 要求不出现裂缝的构件 B = 0. 85EcI 2 允许出现裂缝的构件 B 0.85EcI 0 = κ + ( 1 κ )ω cr 0 cr ( ) ( ) κ cr = M M cr k ( ) 0.21 ω = γ α E ρ ( ) 对于无粘结预应力混凝土结构, 可按下列公式计算 : ( a) 0.21 ω = λ + ( γ ) α Eρ e ( b) 48

58 γ = ( b b) bh 0 h ( ) 式中 α E 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 : ρ 纵向受拉钢筋配筋率 : = ( A + A )/( bh ) ρ ; M cr 受弯构件正截面开裂弯矩值, 按 ( ) 计算 ; 0 α = E / E ; E c I 0 W 0 换算截面惯性矩及受拉边缘的弹性抵抗矩 ; γ 受拉翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值 ; b h 受拉区翼缘的宽度 高度 ; κ cr 正截面的开裂弯矩 M cr 与弯矩 c M k 的比值, 当 κ > 1. cr 0 时 ; 取 κ = 1. cr 0 ; 扣除全部预应力损失后, 由预加力在抗裂验算边缘产生的混凝土预压 γ 应力 ; 构件的截面抵抗矩塑性影响系数, 按第 条确定 λ e 无粘结预应力筋配筋指标与综合配筋指标的比值, 按下列公式计算 : e A λ e = ( ) A + A e y 4 对预压时预拉区出现裂缝的构件, B 应降低 10 % 构件的截面抵抗矩塑性影响系数 γ 可按下列公式计算 : 120 γ = γ h m (5.3.9) 式中 γ m 构件的截面抵抗矩塑性影响系数基本值, 可按表 取用 ; h 截面高度 (mm): 当 h < 400 时, 取 h = 400; 当 h > 1600 时, 取 h = 1600 ; 对圆形 环形截面, 取 h = 2r, 此处 r 为圆形截面半径或环形截面的外半径 表 截面抵抗矩塑性影响系数基本值 γ m 矩形截面翼缘位于受压区翼缘位于受拉区的倒 T 形截面圆形和环形截面 49

59 的 T 形截面 b / b 2 h / h 为任意值 b / b 2 > h / h < r r 1 注 : r 1 为环形截面的内环半径, 对圆形截面取 r 1为零 预应力混凝土受弯构件在使用阶段的预加力反拱值, 可用结构力学方法按 刚度 E I c 0 进行计算, 并应考虑预压应力长期作用的影响, 将计算求得的预加力反 拱值乘以增大系数 2.0; 在计算中, 预应力钢筋的应力应扣除全部预应力损失 注 :1 对重要的或特殊的预应力混凝土受弯构件的长期反拱值, 可根据专门的试验分析确 定或采用合理的收缩 除变计算方法经分析确定 ; 2 对恒载较小的构件, 应考虑反拱过大对使用的不利影响 5.4 局部承压及冲切计算 后张法预应力混凝土构件的锚固区应按 条验算其控制张拉力作用下, 局部承压区的抗裂性, 并按 条验算其局部抗压强度 配有间接钢筋的局部承压区的尺寸应满足混凝土抗裂性要求, 并按下式验算 : F l 1.35β β A ( ) c l c ln β = l A A b l ( ) 式中 F l 一一局部承压的轴向力设计值, 应取 1.2 倍的控制张拉力 ; β 混凝土强度影响系数, 当混凝土强度等级不超过 C50 时取 1.0; c 当混凝土强度等级为 C80 时, 取 0.8; 其间按线性内插法确定 ; β l 混凝土局部承压时的强度提高系数 ; A ln 混凝土局部承压净面积, 取锚具垫圈面积 ; 有垫板时, 可考虑垫 圈通过垫板以 45º 刚性角扩大的面积 ; c 混凝土轴心抗压设计强度 ; 50

60 A b 局部承压时的计算底面积. 可根据局部承压面积与计算底面积同 心 对称的原则确定, 一般的情况可按图 确定 ; A l 混凝土局部承压面积 图 局部承压的计算面积 锚具下间接钢筋的设置, 应满足端部锚固区混凝土局部抗压强度的要求, 并按下式验算 : F 0.9( β β + 2.0αρ β ) A ( ) l c l c v cor y ln 当为方格网配筋时 ( 图 5.4.3a), 体积配筋率 ρ 应按下列公式计算 : n A1l 1 ρv = A 1 + cor n2 A 2l 2 v ( ) 此时钢筋网两个方向上单位长度内钢筋截面面积的比值不宜大于 1.5 当为螺旋式配筋时 ( 图 5.4.3b), 其体积配筋率 ρ 应按下列公式计算 : v ρ = v 4A 1 d cor ( ) 式中 β cor 配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数, 仍按公式 ( ) 计 算, 但 A b 以 A cor 代替, 当 A cor 大于 A b 时, 应取 A cor = A b ; 51

61 y 钢筋抗拉强度设计值 ; α 间接钢筋对混凝土约束的折减系数, 当混凝土强度等级不超过 C50 时, 取 1.0, 当混凝土强度等级为 C80 时, 取 0.85, 其间按线性 内插法确定 ; A cor 方格网式或螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积, 其重 心应与 A l 的重心重合, 计算中仍按同心对称的原则取用 ; ρ v 间接钢筋体积配筋率 ( 核心面积 接钢筋的体积 ); A cor 范围内单位混凝土体积所含间 n 1 A1 方格网沿 l 1 方向的钢筋根数 单根钢筋的截面面积 ; n 2 A2 方格网沿 l 2 方向的钢筋根数 单根钢筋的截面面积 ; d cor 螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土截面直径 ; A 1 单根螺旋式间接钢筋的截面面积 ; 方格网式或螺旋式间接钢筋的间距, 宜取 30 ~80mm 图 局部受压区的间接钢筋 ( a ) 方格网式配筋 ;( b ) 螺旋式配筋 52

62 间接钢筋应配置在图 所规定的高度 h 范围内, 对方格网式钢筋, 不应 小于 4 片 ; 对螺旋式钢筋, 不应小于 4 圈 对柱接头,h 尚不应小于 15d, d 为 柱的纵向钢筋直径 无粘结预应力混凝土构件的锚头局压区, 验算局部受压承载力时, 压力设 计值应取 1.2 倍张拉控制应力和 的抗拉强度标准值 tk 中的较大值进行计算, tk 为无粘结预应力筋 不配置箍筋和弯起筋的无粘结预应力混凝土平板节点抗冲切承载力应按下 式验算 : F l ( 0.7β η u h ( ) h t c, m ) b m 0 公式 ( ) 中的系数 η b 应按下列两个公式计算, 并取较小值 : η 1.2 = ( ) β b α h η b2 + 4u 0 = 0.5 ( ) m 式中 F l 局部荷载设计值或集中反力设计值, 即柱所承受的轴向力设计值的层 间差值减去柱顶冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值 ; 当有不 平衡弯矩时, 应按 GB50010 的有关规定确定 β h 截面高度影响系数 ; 当 h 800mm 时, 取 取 β = 0. 9, 其间按线性内插法取用 ; h β =1.0; 当 h 2000mm 时, h c,m 临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值, 其值宜控制在 1.0~3.5N/mm 2 范围内 ; u m 临界截面的周长, 距离局部荷载或集中反力作用面积周边 h 0 /2 处板垂 直截面的最不利周长 ; h 0 截面有效高度, 取两个配筋方向的截面有效高度的平均值 ; η b1 局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数 ; η b2 临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数 ; β 局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值, β 53

63 不宜大于 4; 当 β < 2 时, 取 β = 2 ; 当面积为圆形时, β = 2 ; α 板柱结构中柱类型的影响系数 ; 对中柱, 取 = 40 对角柱, 取 α = 20 α ; 对边柱, 取 α = 30 ; 5.5 抗震设计 预应力混凝土结构构件的抗震设计, 应根据设防烈度 结构类型 房屋高 度采用不同的抗震等级, 并应按照 建筑抗震设计规范 GB 规定的相应 计算原则和构造措施进行设计 预应力混凝土结构构件在地震作用效应和其他荷载效应的基本组合下, 进 行截面抗震验算时, 应加入预应力作用效应项 ; 预应力分项系数按本规程 条规定取值 承载力抗震调整系数 γ RE, 除局部受压部位取 1.00 外, 其余应按 GB 规定取用 预应力混凝土框架梁端, 考虑受压钢筋的截面混凝土受压区高度应符合下 列要求 : 一级抗震等级 x 0.25h0 ( ) 二 三级抗震等级 x 0.35h0 ( ) 且纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不宜大于 2.5%(HRB400 级钢筋 ) 或 3.0%(HRB335 级钢筋 ) 抗震设计时, 后张法预应力框架 门架 转换层大梁宜采用有粘结预应力 筋 ; 对预应力混凝土框架梁, 应采用预应力钢筋和非预应力钢筋混合配筋的方式, 框架结构梁端截面按 ( ) 式计算的预应力强度比 λ 宜符合下列要求 : λ 0.75 ( ) A h y λ = ( ) y Ah + y A h 式中 : h 纵向受拉预应力筋合力点至构件截面受压边缘的有效距离 ; h 纵向受拉非预应力筋合力点构件截面受压边缘的有效距离 ; 注 : 对框架 - 剪力墙或框架 - 核心筒结构中的后张有粘结预应力混凝土框架, 其 λ 限值可 54

64 增大 0.05 ' 预应力混凝土框架梁端截面的底面和顶面纵向非预应力钢筋截面面积 A 和 S A 的比值, 除按计算确定外, 尚应满足下列要求 : S 一级抗震等级 二 三级抗震等级 A A ' S S A A ' S S λ λ 且梁底面纵向非预应力钢筋配筋率不应小于 0.20% ( ) ( ) 考虑地震作用组合的预应力混凝土框架柱, 按式 (5.5.6) 计算的轴压比宜 符合表 的规定 N +1.2N = A e λ (5.5.6) N c 式中 λ N 预应力混凝土柱的轴压比 ; N 柱考虑地震作用组合的轴向压力设计值 ; N e 作用于框架柱顶预应力筋的总有效预加力 ; A 柱截面面积 ; c 混凝土轴心抗压强度设计值 表 预应力混凝土框架柱轴压比限值 抗震等级 结构类型一级二级三级 框架结构 板柱 - 框结构 框架 - 剪力墙 框架 - 核心筒 板柱 - 剪力墙 注 :1 当混凝土强度等级为 C65~C70 时, 轴压比限值宜按表中数值减小 0.05; 2 沿柱全高采用井字复合箍, 且箍筋间距不大于 100mm 肢距不大于 200mm 直径 不小于 12mm, 或沿柱全高采用复合螺旋箍, 且螺距不大于 100mm 肢距不大于 200mm 直径不小于 12mm, 或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍, 且螺距不大于 80mm 肢距不大于 200mm 直径不小于 10mm 时, 轴压比限值可按表中数值增加 0.10; 采用上述三种箍筋时, 均应按所增大的轴压比确定其箍筋配箍特征值 λ V 预应力混凝土框架梁 柱的斜截面抗震受剪承载力计算按 5.2 节的内容进行 计算 考虑地震作用组合的预应力混凝土框架梁柱节点核心区截面抗震验算, 应 符合下列规定 : 1 框架节点核心区受剪的水平截面应符合下列条件 : 55

65 V j 1 γ RE (0.30β η b h ) c j c j j ( ) 式中 V j 梁柱节点核心区考虑地震作用组合的剪力设计值 ; β c 混凝土强度影响系数, 按 GB50010 有关规定取值 ; η j 正交梁对节点的约束影响系数, 楼板为现浇, 梁柱中线重合, 四侧 各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的 1/2, 且正交方向梁高度不小 于框架梁高度的 3/4, 可采用 1.5, 其他情况均采用 1.0; b j 节点核心区的截面有效验算宽度, 按现行 GB50011 有关规定取值 ; h j 节点核心区的截面高度, 可采用验算方向的柱截面高度 ; γ RE 承载力抗震调整系数, 可采用 对正交方向有梁约束的预应力框架中间节点, 当预应力筋从一个方向或两 个方向穿过节点核心区, 设置在梁截面高度中部 1/3 范围内时, 预应力框架节点 核心区的受剪承载力, 应按下列公式计算 : 1 bj Avj V [ ( ' j η j tbjhj + η jn + yv hb a) + 0.4N γ b RE c 0 e ] ( ) 式中 b c 验算方向的柱截面宽度 ; N 对应于考虑地震作用组合剪力设计值的上柱组合轴向压力较小值, 其取值不应大于柱的截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值的乘积 的 50%, 当 N 为拉力时, 取 N=0, 且不计预应力筋预加力的有利作 用 ; yv 箍筋的抗拉强度设计值 ; t 混凝土轴心抗拉强度设计值 ; A vj 核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向箍筋的总截面面积 ; S 箍筋间距 ; h 梁截面有效高度, 节点两侧梁截面高度不等时可取平均值 ; b0 a ' 梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离 ; N e 作用在节点核心区预应力筋的总有效预加力 56

66 在公式 ( ) 和 ( ) 中, 当确定 b j h j 值时尚应考虑预应力孔道 削弱核心区截面有效面积的影响 当框架梁采用预应力扁梁时, 扁梁的跨高比不宜大于 25, 梁高宜大于板厚 的 2 倍且不应小于 16 倍柱纵筋直径, 扁梁宽度不宜大于柱宽 b c 加梁高 h b, 一级 框架结构的扁梁宽度不应大于柱宽度 分散配置预应力筋的板类结构及楼盖的次梁宜采用无粘结预应力筋 无粘 结预应力筋不得用于承重结构的受拉杆件及抗震等级为一级的框架 在地震作用效应和重力荷载组合下, 当符合下列二款之一时, 无粘结预应 力筋可在二 三级框架梁中应用 ; 当符合第一款时, 无粘结预应力筋可在悬臂梁 中应用 : 1 框架梁端部截面及悬臂梁根部截面由非预应力钢筋承担的弯矩设计值, 不 应少于组合弯矩设计值的 65%; 或仅用于满足构件的挠度和裂缝的要求 ; 2 设有剪力墙或筒体, 且在基本振型地震作用下, 框架承担的地震倾覆力矩 小于总地震倾覆力矩的 35% 注 : 符合第 1 款要求采用无粘结预应力筋的二 三级框架结构, 可仍按国家建筑抗震设 计标准 GB50011 中对钢筋混凝土框架的要求进行抗震设计 ; 符合第 2 款要求的二 三级无粘结预应力混凝土框架应按本规程的有关内容进行抗震设计 在框架 - 剪力墙结构 剪力墙结构及框架 - 核心筒结构中采用的预应力混凝 土楼板, 除结构平面布置应符合 GB50011 有关规定外, 尚应符合下列规定 : 1 柱支承的预应力混凝土平板的厚度不宜小于跨度的 1/40~1/45 且不应小于 200mm 周边支承预应力混凝土板的厚度不宜小于跨度的 1/45~1/50, 且不应小 于 150mm; 2 在核心筒四个角部的楼板中, 应设置扁梁或暗梁与外柱相连接, 其余外框 架柱处亦宜设置暗梁与内筒相连接 ; 3 在预应力混凝土平板凹凸不规则处及开洞处, 应设置附加钢筋混凝土暗梁 或边梁, 予以加强 ; 4 预应力混凝土平板的板端截面按 ( ) 式计算的预应力强度比 λ 不宜 大于 0.75 注 :1 对无粘结预应力混凝土平板, 公式 ( ) 中的 y 应取用无粘结预应力筋的应力 设计值 u ; 2 对周边支承在梁 墙上的预应力混凝土平板可不受上述预应力强度比的限制 对无粘结预应力混凝土单向多跨连续板, 在设计中宜将无粘结预应力筋分 段锚固, 或增设中间锚固点, 并应按国家标准 无粘结预应力混凝土结构技术规 程 JGJ92 中有关规定, 配置非预应力钢筋 57

67 后张预应力筋的锚具不宜设置在梁柱节点核心区, 并布置在梁端箍筋加密区以外 注 : 当有试验依据 或其他可靠的工程经验时, 可将锚具设置在节点区, 但应合理处理箍筋布置问题, 必要时应考虑锚具对受剪截面产生削弱的不利影响 采用梁宽大于柱宽的预应力混凝土扁梁时, 应符合下列规定 : 1 应采用现浇楼板, 扁梁中线宜与柱中线重合, 且应双向布置 ; 扁梁的截面尺寸应符合 条的规定 2 梁柱节点应符合下列要求 : 1) 扁梁框架的梁柱节点核心区应根据梁纵筋在柱宽范围内 外的截面面积比例, 对柱宽以内和柱宽以外的范围分别验算受剪承载力 ; 2) 按式 ( ) 验算核心区剪力限值时, 核心区有效宽度可取梁宽与柱宽之和的平均值 ; 3) 四边有梁的约束影响系数, 验算柱宽范围内核心区的受剪承载力时可取 1.5, 验算柱宽范围外核心区的受剪承载力时宜取 1.0; 4) 按式 ( ) 验算核心区受剪力承载力时, 在柱宽范围内的核心区, 轴向力的取值可与梁柱节点相同 ; 柱宽以外的核心区, 可不考虑轴力对受剪力承载力的有利作用 ; 5) 预应力筋宜布置在柱宽范围内 3 预应力混凝土扁梁配筋构造要求 : 1) 扁梁端箍筋加密区长度, 应取自柱边算起至梁边以外 b+h 范围内长度和自梁边算起 L ae 中的较大值 ( 图 a); 加密区的箍筋最大间距和最小直径及箍筋肢距应符合国家建筑抗震设计标准 GB50011 的有关规定 ; 2) 对于柱内节点核心区的配箍量及构造要求同普通框架 ; 对于扁梁中柱节点柱外核心区, 可配置附加水平箍筋及拉筋, 当核心区受剪承载力不能满足计算要求时, 可配置附加腰筋 ( 图 a); 对于扁梁边柱节点核心区, 也可配置附加腰筋 ( 图 b); 3) 当中柱节点和边柱节点在扁梁交角处的板面顶层纵向钢筋和横向钢筋间距较大时, 应在板角处布置附加构造钢筋网片, 其伸入板内的长度, 不宜小于板短跨方向计算跨度的 1/4, 并应按受拉钢筋锚固在扁梁内 58

68 图 a 图 b 1 柱内核心区箍筋 ; 2 核心区附加腰筋 ; 3 柱外核心区附加水平箍筋 ; 4 拉筋 ;5 板面附加钢筋网片 ;6 边梁 扁梁框架的边梁不宜采用宽度 b 大于柱截面高度 h c 的预应力混凝土扁梁 当与框架边梁相交的内部框架扁梁大于柱宽时, 边梁应采取配筋构造措施考虑其 受扭的不利影响 预应力混凝土框架柱的剪跨比宜大于 在预应力混凝土框架中, 与预应力混凝土梁相连接的预应力混凝土柱或钢 筋混凝土柱除应符合 GB50011 有关调整框架柱端组合的弯矩设计值的相关规定 外, 对二 三级抗震等级的框架边柱, 其柱端弯矩增大系数 η c 二级应取 1.4, 三级应取 在地震作用组合下, 当采用对称配筋的框架柱中全部纵向受力普通钢筋配 筋率大于 5% 时, 可采用预应力混凝土柱, 其纵向受力钢筋的配置, 可采用非对 称配置预应力筋的方式, 即在截面受拉较大的一侧采用预应力筋和非预应力钢筋 的混合配筋方式, 另一侧仅配置非预应力钢筋 预应力柱的箍筋应沿柱全高加密, 加密区最小配箍特征值及配箍率应满足 GB 的要求 预应力柱的全部纵向钢筋换算成非预应力钢筋 换算得到的 最大配筋率不宜大于 5% 考虑地震作用组合的板柱 - 框架结构底层柱下端截面的弯矩设计值, 对二 三级抗震等级应考虑地震作用组合的弯矩设计值分别乘以增大系数 板柱 - 框架结构柱的箍筋应全高加密 ; 板柱 - 剪力墙结构应布置成双向抗侧 59

69 力体系, 两个主轴方向均应设置剪力墙 ; 其屋盖及地下一层顶板, 宜采用梁板 结构 5.6 构造规定 预应力混凝土板及梁的截面尺寸选择 : 1 预应力混凝土板的厚度宜符合表 的规定 表 预应力混凝土板的厚度与跨度的比值 (h/l) 板的种类 项次 板的支承情 单向板 双向板 悬臂板 无梁楼盖 况 有柱帽或托 无柱帽 板 1 简 支 1/35~1/40 1/45 1/45~1/50 1/35~1/40 2 连 续 1/40~1/45 1/50 1/10 注 : 1 l 为板的计算跨度 ; 无梁楼盖中 l 为板的长边计算跨度 ; 2 双向板指板的长边与短边之比小于 3 的情况 ; 3 荷载较大时, 板厚应适当加后 ; 4 考虑预应力筋的布置及效应, 板厚不宜小于 150mm 2 预应力混凝土梁的截面高度宜符合表 的规定 表 预应力混凝土梁的高度与跨度的比值 (h/l) 分类 梁截面高跨比 简支梁 1/15~1/20 连续梁 1/20~1/25 单向密肋梁 1/20~1/25 双向井字梁 1/20~1/25 三向井字梁 1/25~1/30 悬臂梁 1/8~1/10 框架梁 1/15~1/20 简支扁梁 1/15~1/25 连续扁梁 1/20~1/30 框架扁梁 1/18~1/30 60

70 注 :1 l 为短跨的计算跨度 ; 2 双向密肋梁的截面高度可适当减小 ; 3 梁的荷载较大时, 截面高度取较大值, 预应力度较大时, 可以取较小值 ; 4 一般梁的截面宽度 b 取 (1/5~1/3)h; 扁梁的截面宽度 b 取 (1.7~3.0)h 先张法预应力混凝土构件应采用有螺纹的的预应力筋 当采用光面钢丝作预应力钢筋时, 应采取适当措施, 保证钢丝在混凝土中可靠地锚固 在先张法预应力混凝土构件中, 预应力筋或锚具之间的净距, 应根据浇筑混凝土 施加预应力及钢筋锚固等要求确定 预应力钢筋之间的净距不应小于其公称直径或等效直径的 1.5 倍, 并应符合下列规定 : 1 对热处理钢筋不应小于 20mm ; 2 对钢丝不应小于 15mm ; 当排列有困难时, 可采用同直径钢丝并列配筋, 并筋的等效直径 : 对双并筋应取为单筋直径的 1.4 倍, 对三并筋应取为单筋直径的 1.7 倍 ; 3 对三股钢绞线, 不应小于 20mm; 对七股钢绞线, 不应小于 25mm ; 4 预应力钢丝束与埋入式锚具之间的净距不应小于 20mm 在先张法预应力混凝土构件中, 预应力筋或埋入式锚具与构件表面之间的保护层厚度按 条取值 对后张法预应力构件端部截面, 宜在靠近支座部分将一部分预应力筋弯起, 且沿构件端部均匀布置 同时, 可将锚固区段内的构件截面加宽, 并设置沿梁高方向的焊接钢筋网 封闭式箍筋或其他形式的构造钢筋 简支梁端部局部承压区内箍筋不小于 φ8@ T 形或工字形截面的受弯构件, 其上 下承托之间的腹板高度, 当腹板内有竖向预应力筋时, 不应大于腹板厚度 20 倍 ; 当无竖向预应力筋时, 不应大于腹板厚度的 15 倍 腹板厚度不应小于 150mm 后张预应力筋的孔道应符合下列规定 : 1 在框架梁中, 预留孔道之间在竖直方向的净距不应小于孔道外径, 水平方向的净距不应小于 1.5 倍孔道外径 ; 从孔壁算起的混凝土保护层厚度, 梁底不宜小于 50mm, 梁侧不宜小于 40mm 2 孔道的直径应比预应力筋束外径 钢筋对焊接头处外径或需穿过孔道的锚具外径大 10-20mm; 3 凡制作时需要预先起拱的构件, 预留孔道应随构件同时起拱 后张法预应力混凝土构件的曲线预应力筋的曲率半径, 对孔径 50~70mm 不宜小于 4m; 对孔径 75~95mm 不宜小于 5m 折线孔道的弯折处, 宜采用圆弧过度, 其曲率半径可适当减小 曲线预应力筋的端头, 应有与之相切的直线段, 直 61

71 线段长度不应小于 300mm 孔道灌浆要求密实, 水泥浆强度等级不应低于 M30, 对重要工程应采用真 空辅助灌浆 ; 对于一般工程宜采用真空辅助灌浆 后张法构件的预拉区和预压区中, 应适当设置纵向非预应力构造钢筋 ; 在 预应力筋弯折处, 应加密箍筋或沿弯折处内侧设置钢筋网片 后张法构件在预应力筋锚具下及张拉设备的支承处, 应设置钢垫板, 垫板 可用 Q235 号钢, 厚度多孔锚不小于 16mm 单孔锚不小于 12mm 对于埋置在后张法梁 ( 柱 ) 体内的锚具, 在预应力张拉完毕后, 应先在其 周围设置钢筋网, 然后灌筑混凝土 混凝土强度等级不宜低于原结构混凝土强度 等级 预应力混凝土连续梁在选用预应力体系和布置预应力筋时, 可采用下列措 施以减少摩阻损失 : 1 在逐段浇制或逐段拼装的连续梁中, 预应力筋宜采用逐段张拉 逐段拉长 的预应力体系 ; 2 当需在整根梁上布置通长曲线形预应力筋时, 可结合梁的受力情况变化梁 高, 使预应力筋尽量平缓 ; 3 为了避免一根预应力筋形成几个 S 形曲线, 可在预应力筋反弯段处设置较 长的预应力筋重叠段 在连续梁的全长上, 预应力筋不应急剧增加或减少 在荷载作用下梁的正 负弯矩交替处, 预应力筋宜分散布置在梁的上下翼缘附近 如需将预应力筋集中 配在截面重心附近, 则在上下翼缘处按计算要求采用非预应力钢筋补强 中间支 承处, 应在腹板内布置纵向水平方向的构造钢筋 当预应力筋在构件中间锚固时, 其锚具宜设在截面重心轴附近 截面受压 区或受压较大区 因锚固而削弱的构件截面, 必要时以非预应力钢筋加强, 或用 其他措施补强 预应力混凝土曲梁宜采用箱形截面 当曲率较大时, 应根据计算适当增加 腹板厚度或增加腹板箍筋和腹板外侧水平分布钢筋数量, 必要时也可沿预应力束 布置 U 型钢筋 无粘结预应力构件的夹片锚具系统应符合下列规定 : 1 预应力筋在张拉端的内缩量有顶压时不宜大于 5mm ; 无顶压时不宜大于 6-8mm; 2 单根无粘结筋在构件端面上的水平和竖向最小间距可取 60mm 单向体系受弯无粘结预应力构件受拉区非预应力筋的配置应符合下列规 定 : 1 单向板非预应力筋的截面面积 A 应符合下式规定 : 62

72 A bh ( ) 且非预应力筋直径不应小于 8mm, 其间距不应大于 200mm 2 梁中受拉区配置的非预应力筋最小截面面积 A 应符合下列规定 : y A h A h y + u Ah 0.25 ( ) 及 A bh ( ) 且非预应力筋直径不应小于 14mm, 均匀分布在梁的受拉区, 并靠近受拉 边缘 其长度应符合有关规范锚固长度或延伸长度的要求 对双向体系的等厚实体板, 无粘结预应力构件的非预应力筋的配置应符合 下列规定 : 1 在柱边的负弯矩区, 每一方向上非预应力筋的截面面积应符合下列规定 : A hL ( ) 式中 L 平行于计算纵向钢筋方向上板的跨度 ; h 板厚 由上式确定的非预应力纵向钢筋, 应分布在各离柱边 l.5h 的板宽范围内 每一方向至少应设置 4 根直径不小于 16mm 的钢筋 间距不应大于 300 mm, 外伸出柱边长度至少为支座每一边净跨的 1 / 6 在承载力验算中考虑非预应力 纵向钢筋作用时, 其外伸长度应按计算确定, 并应符合有关规范对锚固长度的规 定 定 : 2 在正弯矩区, 每一方向上的非预应力纵向钢筋的截面面积应符合下列规 且钢筋直径不应小于 8mm, 间距不应大于 200mm A bh ( ) 当板上开洞时, 无粘结预应力筋可以从洞口的两侧或一侧绕过洞口铺设 无粘结预应力筋距洞口不宜小于 150mm, 水平偏移的曲率半径不宜小于 6.5m 洞口边应配置构造钢筋或设置边梁加强 其预应力筋布置见图

73 图 开洞处预应力筋布置注 :1 洞口无粘结预应力筋布置宜满足 : a 150mm, b 300mm ; 2 当 c:d>1:6 时, 需配置 U 形筋 64

74 6 施工 6.1 施工深化设计和深化设计和准备 预应力专业施工单位在编制施工方案前, 应根据设计要求和现场条件, 对预应力工程施工图进行必要的施工深化设计, 并提供必要的文件 预应力工程深化设计应包括 : 1 预应力筋线型坐标定位 ; 2 预埋张拉端和锚固端非预应力钢筋和预应力钢筋布置及构造详图 ; 3 锚固区局部受压承载力计算和局部加强构造大样 ; 4 灌浆孔 排气孔 泌水孔设置及成孔管道的连接构造图 5 需要深化设计的其他内容 施工深化设计应按本规程相关条款按本规程相关条款形成文件, 并应由设计单位单位签字认可字认可 材料换算应符合下列规定 : 1 同一品种同一强度级别 不同直径的预应力筋代换后, 预应力筋的截面面积不得小于原设计截面面积 ; 2 同一品种不同强度级别或不同品种的预应力筋代换后, 预应力筋的受拉承载力不得小于原设计承载力 ; 3 预应力筋代换后, 总张拉力或总有效预应力不得小于原设计的要求 ; 4 预应力筋代换后, 构件的裂缝宽度 挠度应满足原设计要求 ; 5 锚固体系代换后, 应重新验算锚固端局部受压承载力 预应力工程材料应按设计要求选用 采购并及时进场复验和存放 合理配置预应力工程施工机具, 其规格和数量应满足施工要求, 张拉设备应在规定标定期限内使用 预应力筋施工应进行下列计算 : 1 预应力筋下料长度计算, 详见附录 K 和附录 N; 2 预应力筋张拉力及油泵压力相应的计算 ; 3 预应力筋张拉伸长值计算 预应力装也施工单位或预制构件生产商应根据设计文件编制专项施工方案 其内容应包括 : 1 工程概况 施工顺序 工艺流程 ; 2 预应力施工方法, 包括预应力筋制作 孔道预留 预应力筋安装 预应力筋张拉 孔道灌浆和封锚等 ; 3 材料采购和检验 机械配备和张拉设备标定 ; 4 施工进度和劳动力安排 材料供应计划 ; 65

75 5 有关工序 ( 模板 钢筋 混凝土等 ) 的配合要求 ; 6 施工质量要求和质量保证措施 ; 7 施工安全要求和安全保证措施 ; 8 施工现场管理机构 6.2 预应力筋制作和存放 预应力筋应用砂轮锯或切断机切割, 不得采用加热 电弧切割 每根预应力筋应通长, 不得有机械损伤或死弯部分 钢丝束镦头前, 应首先确认该批预应力钢丝的可镦性 钢丝镦头头型尺寸应符合 : 直径 1.4~1.5d, 高度 0.95~1.05d(d 为钢丝的直径 ); 两端为镦头锚具时, 应采用等长下料法 镦头强度不应低于母材抗拉强度的 98% 钢绞线挤压锚具挤压时, 应在端头安装内腔衬套与挤压套, 并在挤压套外表面涂润滑油, 挤压机具压力表读数应符合操作说明书的规定 钢绞线 挤压模与活塞杆应在同一轴线上 成型后的钢绞线端头应露出锚具外端 2~5mm 制作好的预应力筋应有防护措施, 室外存放时, 须采取垫枕木, 放置于干燥处, 并采用苫布覆盖等有效措施, 防止日晒雨淋 ; 室内存放时, 应干燥 防潮 通风良好, 无腐蚀性气体和介质 6.3 有粘结预应力筋铺设 后张法有粘结预应力筋孔道成型可采用预埋管法或抽芯法 预埋管可采用塑料波纹管 金属波纹管或钢管等 预应力筋孔道成孔预埋管安装前, 应按设计要求先在箍筋或模板上标出孔道位置, 再安装钢筋支托, 支托的间距宜为 0.5~1.5m 预埋管安装就位后, 应用扎丝或 U 形箍将其与支托可靠固定 波纹管安放时不得折弯, 其连接应符合 : 塑料波纹管可采用塑料焊接机热熔焊接或专用连接管 ; 金属波纹管可采用大一号同型号波纹管作为接头, 接头管长度宜取管径的 3~4 倍, 且搭接长度不应小于管径的 1.5 倍 接头管两端用防水 66

76 胶带或热塑管密封 波纹管上预留灌浆孔或泌水孔等孔口引出管与波纹管连接可采用塑料弧形压板或真空罩, 其连接应牢固 采用普通灌浆技术时, 灌浆孔与排气孔可设置在锚具或锚垫板上方 灌浆孔径不宜小于 20mm 泌水孔宜设在曲线的最高点, 开口向上, 且伸出构件顶面不宜小于 500mm 排水孔宜设在曲线的最低点, 开口向下 采用真空灌浆技术时, 灌浆孔和抽气孔宜设在张拉端锚垫板上 灌浆孔的间距 : 预埋波纹管不宜大于 30m, 抽芯成形孔道不宜大于 12m 竖向预应力构件宜采用钢管成孔, 每段钢管的长度应根据施工分层浇筑高度确定, 接头处宜高出混凝土浇筑面 500~800mm, 并用堵头临时封口 钢管接长应采用丝扣连接 预应力筋张拉端与固定端承压板内侧均应按设计要求配置螺旋筋或钢筋网片, 螺旋筋或钢筋网片应紧靠承压板, 并与预应力筋对中且可靠固定 预应力筋穿束应根据结构特点和施工条件采用混凝土浇筑前 ( 先穿法 ) 或混凝土浇筑后 ( 后穿法 ) 穿入孔道 穿束的方法可采用人力 卷扬机或穿束机 单根或整束穿束时应在预应力筋头部安装导向保护套 当采用内埋式固定端时, 必须采用先穿法 当采用挤压锚具时, 从孔道末端至固定端承压板的距离应满足成组挤压锚具的安装要求 采用先穿法安装后的预应力筋宜采取防锈蚀措施 预应力筋预留孔道曲线形状控制点的定位应做检查记录 竖向位置偏差应符合表 规定, 并做出检查记录 表 预应力筋束型控制点 ( 孔道 ) 竖向位置允许偏差 (mm) 构件截面厚度或高度 h <h 1500 h>.1500 允许偏差 ±5 ±10 ±15 注 : 竖向位置偏差合格率应达到 90%, 且最大偏差不得超过表中数值 1.5 倍的尺寸偏差 6.4 无粘结预应力筋铺设 无粘结预应力筋铺设前, 若护套有轻微破损, 应用防水聚乙烯胶带对其进 行修补 每圈胶带搭接宽度不应小于胶带宽度的 1/2, 缠绕层数不应少于 2 层, 67