《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92-2004.pdf

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3.1.1由于无粘预应力筋用的钢绞线强度很高,故要求混凝士 结构的混凝土强度等级亦应相应地提高,这样才能达到更经济的 自的。所以,规定无粘结预应力梁类构件的混凝土强度等级不应 低于C40。因板中平均预压应力一般不高,并参考国内的应用经 验,故将其混凝土强度等级规定为不应低于C30。 3.1.2~3.1.4常用钢绞线的主要力学性能系参考现行国家标准 《预应力混凝士用钢绞线》GB/T5224中有关条文制定的。在表 3.1.2中,钢绞线的抗拉强度设计值是按现行国家标准《混凝土 结构设计规范》GB50010的规定,取用0.85αb(ob为上述钢绞 线国家标准的极限抗拉强度)作为条件屈服点,钢绞线材料分项 系数。取用1,2得出的。为方便施工和保证后张无粘结预应力 混凝土的工程质量,本次修订不再列入由7根钢丝制作的无粘结 预应力筋。当经过专门研究和试验取得可靠依据时,也可采用 p15.2mm模拔型钢绞线、或Φ17.8mm等大直径预应力钢绞线制 作无粘结预应力筋。 无粘结预应力筋用的钢绞线中的钢丝系采用高碳钢经多次拉 拨而成,并经消除应力热处理,以提高其塑性、韧性。在以后形 成的死弯处,由于变形程度大,有较高的残余应力,将使材料脆 化,在张拉过程中易在该处发生脆断,故应将它切除。此外,由 于高碳钢的可焊性差,在生产过程拉拨中及拉拔后的焊接接头质 量不能保证,而采用机械莲接接头体积又太大,不能满足张拉要 求,故要求成型中的每根钢丝应该是通长的,只充允许保留生产工 艺拉拨前的焊接接头,接头距离应满足GB/T5224有关条文的规 定。

3.1.5在无粘结预应力混凝土构件中,建议非预应

3.1.5在无粘结预应力混凝士构件中,建议非预应力钢筋采用 HRB335级或HRB400级热轧钢筋,是为了保证非预应力钢筋在 构件达到破坏时能够屈服,且钢筋的抗拉强度设计值文不至于太 低。国外规定非预应力钢筋的设计屈服强度不应大于400N/mm。 非预应力钢筋采用热轧钢筋,也有利于提高构件的延性,从抗裂 的角度来说T/CECS 10013-2019标准下载,非预应力钢筋采用变形钢筋比采用光面钢筋好,故 宜采用HRB335级、HRB400级热轧带肋钢筋,

3.2.1~3.2.3根据国内外使用经验,本规程规定无粘结预应力 筋外包层材料应采用高密度聚乙烯。由于聚氯乙烯在长期的使用 过程中氯离子将析出,对周围的材料有腐蚀作用,故严禁使用。 无粘结预应力筋的外包层材料及防腐蚀涂料层应具有的性能要 求,是根据我国的气候及使用条件提出的,他们的成分和性能尚 应符合第3.2.1条所指专门标准的规定。

3.2.1~3.2.3

根据现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370对锚具的锚固性能要求制定的。

3.3.2本条综合了国内外近些年来的使用经验,提供了

2. 东 ,兴片 粘结预应力筋锚具的一般原则、方法及常用锚具的品种。参照现 行国家标准《混凝土结构设计规范》CB50010中耐久性规定对 环境类别的划分,本规程提出锚具系统的选用应考虑不同环境类 别的防腐要求,并在第4.2节对防腐蚀要求作出具体规定,以便 锚具生产厂家提供不同等级的锚固体系以满足不同环境条件下对 防腐蚀的需求。

3.3.3、3.3.4

定端锚固系统的构造要求。在图中区分了张拉前的组装状态 除模板并完成张拉之后的状态,从而进一步明确了组装工艺

张拉施工工艺过程。 为保证锚具的防腐蚀性能,圆套筒锚具一般应采用凹进混凝 土表面布置;当圆套筒锚具张拉端面布置于混凝土结构后浇带或 室内一类环境条件时,也可采用凸出混凝士表面做法。 固端的做法为一次组装成型,在组装合格后,应绑扎定位 并浇筑在混凝土中,其系统构造图可参见第4.2.4条锚固区保护 措施图。

上的构造要求。在结构构件中,当采用多根无粘结预应力筋呈集 团束或多根平行带状布筋及单根锚固工艺时,在构件张拉端可采 用多根无粘结预应力筋共用的整体承压板,根据情况可采用整束 或单根张拉无粘结预应力筋的工艺。

3.3.6对锚具系统的锚固性能和外观质量检验,以及进场验

4设计与施工的基本规定

的 荷载效应基本组合及在正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 和准永久组合,是根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》CB 50009的有关规定,并加入了预应力效应项而确定的。预应力效 应包括预加力产生的次弯矩、次剪力。本规程采用国内外有关规 范的设计经验,规定在承载能力极限状态下,预应力作用分项系 数应按预应力作用的有利或不利,分别取1.0或1.2。当不利时 如无粘结预应力混凝土构件锚头局压区的张拉控制力,预应力作 用分项系数应取1.2。在正常使用极限状态下,预应力作用分项 系数通常取1.0。预应力效应设计值除了在本规程中有规定外, 应按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010有关章 节计算公式执行。 对承载能力极限状态,当预应力效应列为公式左端项参与荷 截效应组合时,根据工程经验,对参与组合的预应力效应项,通 常取结构重要性系数o=1.0。 4.1.2对无粘结预应力混凝土结构的裂缝控制,原则上按现行

架未列入表4.1.2.

支承构件的约束影响,宜将无粘结预应力筋分段张拉和锚固。由 于爆炸或强烈地震产生的灾害荷载,如使无粘结预应力混凝土梁 或单向板一跨破坏,可能引起多跨结构中其他各跨连续破坏,避 免这种连续破坏的有效措施之一,亦是将无粘结预应力筋分段镭 固。 在国内工程经验的基础上,本条将无粘结预应力筋宜采用两

4.1.5对无粘结预应力混凝士结构的疲

深人的研究。因此,对直接承受动力荷载并需进行疲劳验算的无 粘结预应力混凝土结构,应结合工程实际进行专门试验,并在此 基础上确定必须采取的技术措施。已有的试验表明,对承受疲劳 作用的无粘结预应力混凝土受弯构件,应特别重视受拉区混凝士 应力限制值的选择及锚具的疲劳强度。

4.2.1在不同耐火极限下,无粘结预应力筋的混凝土保护层最 小厚度的规定,是参考国外经验确定的。国外经验表明,当结构 有约束时,其耐火能力能得到改善,故根据耐火要求确定的混凝 土保护层最小厚度,按结构有无约束作了不同的规定。一般连续 梁、板结构均可认为是有约束的。

梁、板结构均可认为是有约束的。 4.2.2锚固区的耐火极限主要决定于无粘结预应力筋在锚固处 的保护措施和对锚具的保护措施。国外试验表明,无粘结预应力 筋在锚固处的混凝土保护层最小厚度,应比其在锚固区以外的保 护层厚度适当加厚,增加的厚度不宜小于7mm;承压板的最小保 护层厚度在梁中最小为25mm,在板中最小为20mm 4.2.3混凝土氯化物含量过高,会引起无粘结预应力筋的锈 蚀,将严重影响结构构件的受力性能和耐久性,故应严格控制。

的保护措施和对锚具的保护措施。国外试验表明,无粘结孔 筋在锚固处的混凝土保护层最小厚度,应比其在锚固区以夕 护层厚度适当加厚,增加的厚度不宜小于7mm;承压板的 护层厚度在梁中最小为25mm,在板中最小为20mm。

4.2.3混凝土氯化物含量过高,会引起无粘结预应力角

将严重影响结构构件的受力性能和耐久性,故应严格控制 条对预应力混凝土中氯离子总含量的限值是按现行国家标

《混凝土质量控制标准》GB50164及美国ACI318规范等作出具 体规定的。 4.2.4~4.2.6国外在房屋建筑的楼、屋盖结构中使用无粘结预 应力混凝土已有40余年历史,研究和工程实践均表明只要采 了可靠措施,无粘结预应力混凝土的耐久性是可以保证的。至今 为止,尚未发生过由于无粘结预应力筋的腐蚀而造成房屋倒塌的 事故。但是近些年来在国外对无粘结预应力筋防腐蚀措施的规 定,例如对防腐油脂和外包材料的材质要求、涂刷和包裹方式 等,以及改进无粘结后张预应力系统防腐性能的对策都更趋于严 格和具体化。可见国外对无粘结预应力结构的防腐蚀问题是很重 视的。 为了检验无粘结预应力筋的耐久性,北京市建筑工程研究院 曾对使用了9年的一幢采用无粘结预应力混凝土楼板的实验小楼 进行了凿开检验。该楼的无粘结预应力筋采用7Φ5钢丝束,防腐 油脂采用长沙石油广生产的“无粘结预应力筋用润滑防锈脂” 外包层用聚乙烯挤塑成型,采用头锚具:并用突出外墙面的后 浇钢筋混凝士圈梁封闭保护。检查发现锚具无锈蚀,钢丝及其 头擦去表面油脂后呈青亮金属光泽,无锈蚀,锚具内侧塑料保护 套内油脂色状如新,锚杯内油脂则因水泥浆浸人呈灰黑色胶泥 状;外包圈梁因施工时混凝土振捣不够密实,圈梁内箍筋锈蚀严 重。 此后,在拆除使用11年的三层汽车库时,曾对该建筑无粘 结预应力混凝土无梁楼盖平板进行了耐久性检验,同样得到了较 好的结果,并进一步证实使用11年后油脂的性能保持良好,技 术指标基本满足要求。 从这二实验得到如下的经验: 1所采用的无粘结预应力筋专用防锈润滑脂具有良好的性 能; 2要保证防锈润滑脂对无粘结预应力筋及锚具的永久保护 作用,外包材料应沿无粘结预应力筋全长及与锚具等连接处连续

封闭,严防水泥浆、水及潮气进入,锚杯内填充油脂后应加盖帽 封严; 3应保证镭锚固区后浇混凝土或砂浆的浇筑质量和新、老混 凝土或砂浆的结合,避免收缩裂缝,尽量减少封埋混凝土或砂浆 的外露面。 在制定第4.2.4条~第4.2.6条中,吸取了国内外在施工过 程及在室内正常环境下关子保证无粘结预应力筋及其锚具耐久性 的经验。在实施这些条款时,应注意加强施工质量监督,并特别 注意对锚固区的施工质量检查。鉴于现行国家标准《混凝土结构 设计规范》CB50010对混凝土结构的环境类别已作出规定,锚 具系统的选用亦应适应不同环境类别的防腐要求。国内外工程经 验表明,应从无粘结预应力筋与锚具系统的张拉端及固定端组成 的整体来考虑防腐蚀做法,故在图4.2.4中,按使用环境类别分 为二种做法,即在一类室内正常环境条件下,主要以微膨胀混凝 土或专用密封砂浆防护为主,并允许将挤压锚具完全埋人混凝土 中的做法;在二类、三类易受腐蚀环境条件下,则采用二道防腐 措施,即无粘结预应力铺固系统自身沿全长续封闭,然后再以 微膨胀混凝土或专用密封砂浆防护。 4.2.7国外的应用经验表明,对处于二类、三类环境条件下的 无粘结预应力锚固系统应采用全封闭体系。按我国在二类、三类 易受腐蚀环境下应用无粘结预应力混凝士的需要,本次修订增加 第4.2.7条,该条采纳国内工程应用经验,并参考美国ACI和 PTI有关标准要求,对全封团体系的技术要点及指标作出了规 定。全封闭体系连接部位在10kPa静水压力下保持不透水的试 验,要求该体系安装后在10kPa气压下,保持5min压力损失不 大于10%:具体漏气位置可用涂肥皂水等方法进行测试。 在二类、三类环境条件下,无粘结预应力锚固系统应形成连续 封闭整体,但密封盖、锚具或垫板等金属组件均可与混凝土直接接 触。当有特别需要,要求无粘结预应力锚固系统电绝缘时,各金属

无粘结预应力锚固系统应采用全封闭体系。按我国在二类、三类 易受腐蚀环境下应用无粘结预应力混凝士的需要,本次修订增加 第4.2.7条,该条采纳国内工程应用经验,并参考美国ACI和 PTI有关标准要求,对全封团体系的技术要点及指标作出了规 定。全封闭体系连接部位在10kPa静水压力下保持不透水的试 验,要求该体系安装后在10kPa气压下,保持5min压力损失不 大于10%;具体漏气位置可用涂肥皂水等方法进行测试。 在二类、三类环境条件下,无粘结预应力锚固系统应形成连续 封闭整体,但密封盖、锚具或垫板等金属组件均可与混凝土直接接 触。当有特别需要,要求无粘结预应力锚固系统电绝缘时,各金属 组件外表必须采取塑料覆盖等表面电绝缘处理,以形成电绝缘体系。

5.1.1对一般民用建筑,本条所规定的跨高比是根据国内已有 工程的经验,并参考了国外采用无粘结预应力混凝土楼盖的设计 规定,对原条文作了一些补充和归纳,并用表格形式表示以便于 使用。对于工业建筑或活荷载较大的建筑,表中所列跨高比值应 按实际情况予以调整。

半活荷载时,受弯构件在活荷载的一半作用下不受弯,也没有 挠度。当全部活荷载移去时,可按活荷载的一半向上作用进行设 计;当全部活荷载作用于结构时,则按活荷载的另一半尚下作用 考虑设计。当活荷载是持续性的,例如仓库、货栈等,上述取平 衡荷载的原则是合理的。 对一般结构,由于规范规定的设计活荷载值会比实际值高而 留有一定的裕度,所以平衡荷载除了取全部恒载外,只需平衡设 计活荷载的一部分。另一方面,当采用混合配筋时,在满足裂缝 控制等级要求下,平衡荷载也可略降,如仅平衡结构自重,以配 置附加的非预应力钢筋来满足受弯承载力要求,这将有利于发挥 构件的延性性能。

5.1.3~5.1.9无粘结预应力筋预应力损失值的计算原则和公式 按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定 执行。

5.1.35.1.9无粘结预应力筋预应力损失值的计算原则和公式

无粘结预应力筋与塑料外包层之间的摩擦系数,及考虑塑 料外包层每米长度局部偏差对摩擦影响的系数匕,是根据中国建 筑科学研究院结构所和北京市建筑工程研究院等单位的试验结果 及工程实测数据,并参考了国外的试验数据而确定的,本次修订

适当减小了摩擦系数从值。 由于现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224已 取消普通松弛级的预应力钢绞线,故本规程仅列出低松弛级预应 力钢绞线的应力松弛计算公式。

预加力除以混凝土总截面面积。规定下限值是为了避免在消 中产生过大的拉应力和裂缝,同时有利于增强板的抗剪能 定上限值是为了避免过大的弹性压缩和徐变,

无粘结预应力筋有效预应力的大小、无粘结预应力筋与非预应力 钢筋的配筋率、受弯构件的跨高比、荷载种类、无粘结预应力筋 与管壁之间的摩擦力、束的形状和材料性能等。因此,受弯破坏 状态下无粘结预应力筋的极限应力必须通过试验来求得。中国建 筑科学研究院自1978年以来做过5批无粘结预应力梁(板)试 验,预应力钢材为Φ5碳素钢丝,得出无粘结预应力筋于梁破坏 舜间的极限应力,主要与配筋率、有效预应力、非预应力钢筋设 计强度、混凝土的立方体抗压强度,、跨高比以及荷载形式有关。 湖南大学土木系和天连理工大学土木系等单位也对无粘结部分预 应力梁的极限应力做了试验研究,积累了宝贵的数据。 本次修订结合近些年来国内的研究成果,表达式仍以综合配 筋指标为主要参数,提出了无粘结预应力筋应力考虑跨高比 变化影响的关系式,公式是经与本规程原公式及美、英等国规范 的相关公式比较后而提出的。公式克服了本规程原公式对跨高比 这一影响因素不能连续变化的缺点,并调整了无粘结预应力筋应 力设计值随.的变化梯度和取值。在设计框架梁时,无粘结预 应力筋外形布置宜与弯矩包络图相接近,以防在框架梁顶部反弯 点附近出现裂缝。

产生支座反力,并由该反力产生弯矩。通常对预加力引起的 矩 N,emm称为主弯矩 M,由主弯矩对连续梁引起的支座反

称为次反力,由次反力对梁引起的弯矩称为次弯矩M2。在预应 力超静定梁中,由预加力对任一截面引起的总弯矩M,将为主弯 矩M,与次弯矩M2之和,即M.=M1+M2g 国内外学者对预应力混凝土连续梁的试验研究表明,对塑性 内力重分布能力较差的预应力混凝土超静定结构,在抗裂验算及 承载力计算时均应包括次弯矩。次剪力宜根据结构构件各截面次 弯矩分布按结构力学方法计算。预应力次弯矩、次剪力参与组合 时,对于预应力作用分项系数取值按本规程第4.1.1条的有关规 定执行。

5.1.13除了对张拉阶段构件中的锚头局压区进行局部受压承载

力计算外,考虑到无粘结预应力筋在混凝土中是可以滑动的,故 制定本条以避免无粘结预应力混凝土构件在使用过程中,发生锚 头局压区过早破坏的现象。 本次修订对施工阶段的纵向压力值,仍取为1.2con未变 但补充考虑在正常使用状态下预应力束的应力达到条件屈服的可 能,当进一一步考虑承载能力极限状态下取大于1.0的分项系数, 本规程取用fpkA,作为验算局部荷载代表值,并应取上述两个荷 载代表值中的较大值进行计算,以确保锚头局部受压区的安全。 5.1.14、5.1.15根据无粘结预应力筋与周围混凝土无粘结可互 相滑动的特点,可将无粘结筋对混凝士的预压力作为截面上的级 可压力,其与弯矩一起作用于截面上,这样无粘结预应力混凝土 受弯构件就可等同于钢筋混凝土偏心受压构件,计算其裂缝宽 度。为求得无粘结预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋等效应力 sk,本条根据无粘结预应力筋与周围混凝土存在相互滑移而无 变形协调的特点,将无粘结预应力筋的截面面积A。折算为虚拟 的有粘结预应力筋截面面积noAp,此处,o为无粘结预应力筋 换算为虚拟有粘结钢筋的换算系数。这样,可采用与有粘结部分 预应力混凝士梁相类似的方法进行裂缝宽度计算。在计算中,裂缝 间纵向受拉钢筋应变不均匀系数山值,仍按1989年《混凝土结构设 计规范》取值:当中<0.4时,取0.4;当>1时,取中=1。

根据中国建筑科学研究院和大连理工大学等国内的科研成 果,对计算公式采取的简化方法为:①鉴于国内试验多采用 简支梁三分点加载的方案,故将无粘结预应力筋的截面面积A。 作折减时,进一步考虑无粘结预应力混凝士受弯构件弯矩图形的 丰满度,取折减系数为0.3:②为考虑预应力混凝士截面为消压 状态,近似取Mk扣除0.75Mer,以方便计算;③对无粘结预应 力混凝土超静定结构构件,需考虑次弯矩M20 5.1.16~5.1.18对不出现裂缝的无粘结预应力混凝构件的 短期刚度和长期刚度的计算,以及预应力反拱值计算,均按现行 国家标准《混凝士结构设计规范》GB50010的有关规定进行计 算。 对便用阶段已出现裂缝的无粘结预应力混凝土受弯构件,仍 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M.处,则可导得短期刚度的基本公式为:

E.o Bs : Mer 0.6 Mk 1 1 β0.6 0.4 Ber βo.6]

式中,βo.6和βer分别为 Mk 公式时,取βcr=0.85。 根据试验资料分析,取拟合的近似值,可得: Bo.6

1.26 + 0.3> + 0.07 (1 + 0.45%) Bo.6 αEO

将 βer和。一代人上述公式 Bs,并经适当调整后即得到本规程公 30.6 M. 情况。

5.2.1在无粘结预应力受弯构件的预压受拉区,配置一定数量 的非预应力钢筋,可以避免该类构件在极限状态下呈双折线型的 脆性破环现象,并改善升裂状态下构件的裂缝性能和延性性能。 1单向板的非预应力钢筋最小面积。在现行国家标准《混 凝土结构设计规范》GB50010中,对钢筋混凝土受弯构件,规定 最小配筋率为0.2%和45f/f中的较大值。美国华盛顿大学 Mattock教授通过试验认为,在无粘结预应力受弯构件的受拉区 至少应配置从受拉边缘至毛截面重心之间面积0.4%的非预应力 钢筋。综合上述两方面的规定和研究成果,并结合以往的设计经 验,作出了本规程对无粘结预应力混凝土板受拉区普通钢筋最小 配筋率的限制。 2梁在正弯矩区非预应力钢筋的最小面积。无粘结预应力

梁的试验表明,按全部配筋的极限内力考虑,非预应力钢筋的拉 力占到总拉力的25%或更多时,可更有效地改善无粘结预应力 梁的性能,如裂缝分布、间距和宽度,以及变形性能,从而接近 有粘结预应力梁的性能。所以,对无粘结预应力梁,本规程考虑 适当增加非预应力钢筋的用量,在经济上也是合理可行的。

设计极限弯矩不小于开裂弯矩。

2.3无粘结预应力受弯构件斜截面受剪承载力按现行国家

《混凝土结构设计规范》GB50010第7章第5节有关条款的 进行计算,但对无粘结预应力弯起筋的应力设计值取有效预 值,是在目前试验数据少的情况下采用的设计方法。

5.2.4无粘结预应力筋间距的限值,对张拉吨位较小的

结预应力筋,通常是受最小平均预压应力要求控制;对成束 粘结预应力筋,通常则控制最大的预应力筋间距。

5.2.5配置一定数量的支撑钢筋,是为了使无粘结预应

足设计轮廓线要求。本条是在国内无粘结预应力工程实践的基础 上制定的。

5.3.1~ 5.3.3

即取板的中心线之间的距离lx或lyo 在板柱体系的板面上,设作用有面荷载9,荷载将由短跨 方向的柱上板带和长跨12方向的柱上板带共同承受。但是,长 可柱上板带所承受的荷载文会传给区格板短向的柱上板带,这 样,由长跨12传来的荷载加上直接由短跨1柱上板带承受的荷 载,其总和为作用在板区格上的全部荷载;长跨12方向亦然。 故对于柱支承的双向平板、密肋板以及对于板和截面高度相对较 小、较柔性的梁组成的柱支承结构,计算中每个方向都应取全部 作用荷载。 在侧向力作用下,应用等代框架法进行内力计算时,板的有 效刚度要比取全宽计算所得的刚度小。国内外试验表明,其有效 宽度约为板跨度的25%~50%。第5.3.3条取上限值,即两向等 距且无平托板时,等代框架梁的计算宽度只计算到柱轴线两侧各 1/4跨度。

率的配置要求作出规定的。由于在使用荷载下,受拉区域不出现 拉应力的情况较少出现,故不再列出其对非预应力钢筋最小量 A。的规定,克服温度、收缩应力的钢筋应按现行国家标准《混 凝土结构设计规范》GB50010执行。 3在楼盖的边缘和拐角处,设置钢筋混凝土边梁,并考虑 柱头剪切作用,将该梁的箍筋加密配置,可提高边柱和角柱节点 的受冲切承载力。

拉应力的情况较少出现,故不再列出其对非预应力钢筋最小量 A。的规定,克服温度、收缩应力的钢筋应按现行国家标准《混 凝土结构设计规范》GB50010执行。 3在楼盖的边缘和拐角处,设置钢筋混凝土边梁,并考虑 柱头剪切作用,将该梁的箍筋加密配置,可提高边柱和角柱节点 的受冲切承载力。 5.3.5、5.3.6在无粘结预应力双向平板的节点设计中,板柱节 点受冲切承载力计算问题是很重要的,在工程中可采取配置箍筋 或弯起钢筋,抗剪锚栓,工字钢、槽钢等抗冲切加强措施。本规 程在制定冲切承载力计算条款时,对一些问题,如无粘结预应力 筋在抵抗冲切荷载时的有利影响,板柱节点配置箍筋或弯起钢筋 时受冲切承载力的计算等,是按下述考虑的: 在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中,已 补充了预应力混凝土板受冲切承载力的计算。在计算中,对于预 位力的有利影响与本规程93年版本中的规定是一致的,主要取 预应力钢筋合力N,这一主要因素,而忽略曲线预应力配筋垂直 分量所产生向上分力的有利影响,并考虑到冲切承载力试验值的 pc,m为混凝土截面上的平均有效预压应力。此外,上述国标还将 原规范公式中混凝土项的系数0.6提高到0.7;对截面高度尺寸 效应作了补充;给出了两个调整系数1、2,并对矩形形状的 加载面积边长之比作了限制等。对配置或不配置箍筋和弯起钢筋 无粘结预应力混凝十板的受冲切承载力计算,以及如将板柱节点 附近板的厚度局部增大或加柱帽,以提高板的受冲切承载力,对 板减薄处混凝土截面或对配置抗冲切的箍筋或弯起钢筋时冲切破 坏锥体以外的截面,进行受冲切承载力验算的要求,本规程采用 现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010有关规定计算。 无粘结预应力筋穿过板柱节点的数量应有限制。中国建筑科 学研究院的试验表明,当轴心受压柱中无粘结预应力筋削弱的截

5.3.5、5.3.6

面面积不超过30%时,对柱的承载力影响不大;对偏心受压柱, 当被无粘结预应力筋削弱的截面面积不超过20%时,对柱的承 载力也不会造成影响。

5.3.8型钢剪力架的设计方法参考了美国Corley和Haw

1本规程图5.3.8中,板的受冲切计算截面应垂直于板的平 面,并应通过自柱边朝剪力架每个伸臂端部距离为(la-6c/2)的 3/4处,且冲切破坏截面的位置应使其周长um.de为最小,但离 开柱子的距离不应小于ho/2。中国建筑科学研究院的试验研究 表明,随冲跨比增加试件的受冲切承载力有下降的趋势。为了 在抗冲切计算中适当考虑冲跨比对混凝土强度的影响,故本规 程对配置抗冲切型钢剪力架的冲切破坏锥体以外的截面,在计 算其冲切承载力时,取较低的混凝土强度值,按下列公式计 算:

Ft,cg ≤ 0.6f num de ho

Fi,ey um,de ≥ 0.6ftnho

pa, F1.eg he Mua 川 2n 2

3试验研究表明,当型钢剪力架用于边柱和角柱,以及板 中存在不平衡弯矩作用的情况,由于扭转效应等原因,型钢剪力 架应有足够的锚固,使每个伸臂能发挥其具有的抗弯强度,以抵 抗沿臂长作用的剪力,并应验算焊缝长度和保证焊接质量。 北京市建筑设计院在设计北京市劳保用品公司仓库工程,商 业部设计院在设计内蒙3000t果品冷藏库工程中,均采用过上述 型钢剪力架的设计方法,该设计方法在我国的一些实际工程中已 得到应用。

或自由边时临界截面周长的计算方法,是参考国内湖南大学研究 成果及英国混凝土结构规范BS8110作出规定的。 5.3.10、5.3.11N.W.Hanson和N.M.Hawkins等人的钢筋混凝 土板及无粘结预应力混凝土板柱节点试验表明,板与柱子之间, 由于侧向荷载或楼面荷载不利组合引起的不平衡弯矩,一部分是 通过弯曲来传递的,另一部分则通过剪切来传递。这些科研成果 的结论和计算方法,已被美国混凝土规范ACI318、新西兰标准 NZS3101等国家的设计规范所采用,其对侧向荷载在板支座处所 产生弯矩的组合和配筋要求,板柱节点处临界截面剪应力计算以 及不平衡弯矩在板与柱子之间传递的计算等均作出了规定。由于 在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中,对板柱节 点冲切承载力计算原则上采用了上述计算方法,并作出改进,故 本规程不再重复列人。 美国混凝土规范ACI318剪应力表达式概念较明确,但考虑 到我国规范前后表达式的统一,故改为按总剪力计算的表达式, 以达到前后一致和便于对照计算的目的。由于板柱节点冲切计算 在国内是一项尚需要继续进行深人研究的课题,希望设计单位在 使用中提出意见。 5

5.3.12、5.3.13对板柱体系楼板开洞要求及板内无米

分柱上板带和跨中板带来设置;也可取向集中布置,另一向均 匀布置。美国华盛顿的水门公寓建筑是世界上按第二种配筋方式 建造的第一座建筑。从此以后,在美国的后张平板的设计中,主 要采用在柱上呈带状集中布置无粘结预应力筋的方式。美国得克 萨斯州大学曾对两种布筋方式做过对比模型试验。中国建筑科学 研究院也作了九柱四板模型试验,无粘结预应力筋采用一向集中 布置,另一一向均匀布置。试验结果表明,该布筋方式在使用阶段 结构性能良好,极限承载力满足设计要求。此外,施工简便,可 避免无粘结预应力筋的编网工序,在施工质量上,易于保证无粘 结预应力筋的垂度,并对板上开洞提供方便。 无粘结预应力筋还可以在两个方向均集中穿过柱子截面布 置。此种布筋方式沿柱轴线形成暗梁支承内平板,对在板中开洞 处理非常方便,并有利于提高板柱节点的受冲切承载能力。若在 使用中板的跨度很大,可将钢筋混凝土内平板做成下凹形状,以 减小板厚。此外,工程设计中也有采用不同方法在平板中制孔或 真充轻质材料,以减轻平板混凝土自重的结构方案。设计人员可 根据工程具体情况和设计经验,确定采用此类方案,并积累设计 经验。

5.3.15为改善基础底板的受力,提高其抗裂性

力,消除因收缩、徐变和温度产生的裂缝,减少板厚,降低用钢 量,国内外在一些多层与高层建筑中,采用了预应力技术。一些 文献指出,在软土地基、高压缩土地基或膨胀土地基上,采用预 应力基础,可以降低地基压力使之满足地基承载力的要求,减少 不均匀沉降,并避免上部结构产生的次应力。 预应力混凝土基础的设计,一般也采用荷载平衡法,遵守部 分预应力的设计概念。由于基础设计比上部结构复杂,平衡荷载 的大小受上部荷载分布、地基情况以及设计意图制约,难以统 规定。因此,本条文规定预应力筋的数量根据实际受力情况确 定。且尚应配置适量的非预应力钢筋,其数量应符合控制基础板 温度、收缩裂缝的构造要求。首都国际机场新航站楼工程,在筱

板基础与地基界面间设置滑动层,用以减小摩擦,也有利于减少 昆凝土收缩裂缝。 此外,考虑到基础处于与水或土壤直接接触的环境,该环境 比上部结构楼盖要恶劣得多,无粘结预应力筋及其锚具的防腐问 题更为突出。本条文要求采取全封闭防腐蚀锚固系统等切实可靠 的防腐措施。

5.4.1~5.4.4无粘结预应力体外束多层防腐蚀体系,是将单根 无粘结预应力筋平行穿入高密度聚乙烯管或镀锌钢管孔道内,张 立之前先完成灌浆工艺,中水泥浆体将单根无粘结筋定位或充填 防腐油脂制成,两者均为可更换的体外束。体外束可通过设在两 端锚具之间不同位置的转向块与混凝土构件相连接(如跨中,四 分点或三分点),以达到设计要求的平衡荷载或调整内力的效果。 且体外束的锚固点与弯折点之间或两个弯折点之间的自由段长度 不宜太长,否则宜设置防振动装置,以避免微振磨损。如美国 AASHTO规范规定,除非振动分析许可,体外预应力筋的自由段 长度不应超过7.5m。对转向块的设置要求,主要使梁在受弯变 形的各个阶段,特别是在极限状态下梁体的挠度大时,尽量保持 体外束与混凝土截面重心之间的偏心距保持不变,从而不致于降 低体外束的作用,这样在设计中般可不考虑体外束的二阶效 应,按通常的方法进行计算。但是当有必要时,尚应考虑构件在 后张预应力及所施加荷载作用下产生变形时,体外束相对于混凝 土截面重心偏移所引起的二阶效应。 梁体上的体外束是通过固定在转向块鞍座上的导管变换方向 的,这样在鞍座上的导管与预应力钢材的接触区域,将存在摩擦 和横向力的挤压作用,对预应力钢材亦容易产生局部硬化和增大 摩阻损失。因此,转向块的设计必须做到设计合理和构造措施得 当,且转向块应确保体外束在弯折点的位置,在高度上应符合设 计要求,避免产生附加应力,导管在结构使用期间也不应对预应

力钢材产生任何损害。 因为体外预应力与体内无粘结预应力在原理上基本相同,故 对配置预应力体外束的混凝土结构,一般可按照现行国家标准 《混凝土结构设计规范》GB50010和本规程条款进行结构设计。 预应力体外束的不同处在于仅通过锚具和弯折处转向块支撑装置 作用于结构上,故体外束仅在锚固区及转向块处与结构有相同的 变位,当梁体受弯变形产生挠度时除了会使体外束的有效偏心距 减小,降低预应力体外束的作用:且在转向块与预应力筋的接触 区域,由于横向挤压力的作用和预应力筋因弯曲后产生内应力, 可能使预应力筋的强度下降。故对预应力钢绞线应按弯折转角为 20°的偏斜拉伸试验确定其力学性能,该试验方法详现行国家标 准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224附录B。有关体外束曲 率半径和弯折转角的规定,体外束锚固区和转向块的构造做法等 是借鉴欧洲规范有关无粘结和体外预应力束应用的规定及国内的 实践经验编写的。 体外束除应用于体外预应力混凝土矩形、T形及箱形梁的设 计,在既有混凝土结构上,设置体外束是提高混凝土结构构件承 载力的有效方法,也可用于改善结构的使用性能,或两者兼顾 之。所以,体外束也适用于既有结构的维修和翻新改造,并充许 布置成各种束形

5.4.5体外束永久的防腐保护可以通过各种方法获得,

的防腐措施应当适用于体外束所处的环境条件。本规程吸收国内 外的工程经验,采用单根无粘结预应力筋组成集团束,外套高密 度聚乙烯管或镀锌钢管,并在管内采用水泥灌浆或防腐油脂保护 的工艺,十分适用于室内正常环境的工程。根据国际结构混凝士 协会b的工程经验,这种具有双层套管保护的体外束在三类室 外侵蚀性环境下,亦可提供10年以上的使用寿命。此外,如果 设置体外束不仅为了改善结构使用功能时,所采取的防腐措施尚 应满足防火要求。

无粘结预应力筋的制作、包

6.1.1无粘结预应力筋外包层的制作,在发展过程中有缠绕水 密性胶带、外套聚乙烯套管、热封塑料包裹层及挤塑成型工艺等 方法。本规程中的无粘结预应力筋,系指采用先进的挤塑成型工 艺,由专业化工厂制作而成的。 对无粘结预应力筋的制作及涂包质量的要求等应符合国家现 行标准《无粘结预应力钢绞线》JG161的规定。

6.2无粘结预应力筋的铺放和浇筑混凝土

6.2.1试验表明,无粘结预应力筋的外包层出现局部轻微破 损,经过修补后,其张拉伸长值与完好的无粘结预应力筋张拉伸 长值相同。故对外包层局部轻微破损的无粘结预应力筋,允许修 补后使用。

补后使用。 6.2.4无粘结预应力筋束形在支座、跨中及反弯点等主要控制 点的竖向位置由设计图纸确定,在施工铺放时的竖向位置允许偏 差是根据现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204作出规定的。 在板中铺放无粘结预应力筋时,处理好与各种管线的位置关 系:确保所设计无粘结预应力筋的束形,是施工现场常遇到的问 题。一般要避开各种管线沿无粘结预应力筋关键位置处的垂直方 向同标高铺设,采取与无粘结预应力筋铺放方向呈平行或调整标 高的方法铺设。

6.2.4无粘结预应力筋束形在支座、跨中及反弯点等

的竖向位置由设计图纸确定,在施工铺放时的竖向位置允许 是根据现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范 50204 作出规定的。

在板中铺放无粘结预应力筋时,处理好与各种管线的位置关 系:确保所设计无粘结预应力筋的束形,是施工现场常遇到的问 题。一般要避开各种管线沿无粘结预应力筋关键位置处的垂直方 向同标高铺设,采取与无粘结预应力筋铺放方向呈平行或调整标 高的方法铺设。 如果在铺放多根成束无粘结预应力筋时,出现各根之间相

扭绞的现象,必将影响预应力张拉效果。工程经验表明,可采用 逐根铺放,最后合并成束的方法。 对大跨度无粘结预应力平板、扁梁及筒仓结构,在施工中可 采用平行带状布束,每束由3~5根无粘结预应力筋组成,这样 可以减少定位支撑钢筋用量,简化施工工艺,也不影响结构的整 体预应力效果。 6.2.6本条是总结国内建造无粘结预应力混凝土结构的施工安 装工艺,并参考国外的应用经验而制定的。施工中应按环境类别 和设计图纸要求,重视采用可靠和完善的锚具体系及配套施工工 艺,以确保无粘结预应力混凝土施工质量。 近些年来,在现浇无粘结预应力结构设计与施工中,已较普 遍地采用钢绞线制作的无粘结预应力筋,其相应的锚固系统包括 夹片锚其和挤压锚具。曲线配置的无粘结预应力筋,在曲线段的 起始点至锚固点,有一段不小于300mm的直线段的要求,主要 考虑当张拉锚固端由于无粘结预应力筋曲率过大时,会造成局部 摩擦对张拉的有效性和伸长值起不利影响。一般工程实践中,直 线段的取值为300~600mm,此值大时有利。 在实际工程中,整个无粘结预应力筋的铺放过程,都要配备 专职人员,负责监督检查无粘结预应力筋束形是否符合设计要 求,张拉端和固定端安装是否符合工艺要求。对不符合要求之 处,应及时进行调整。 6.2.7承压板后面混凝土的浇筑质量,直接关系到无粘结预应 力筋的张拉效果。工程实践表明,在个别工程中,当混凝土成型 并经正常养护后,在该处发生过裂缝或空鼓现象,只有在无粘结 预应力筋张拉之前进行修补后,才充许进行张拉操作。

扭绞的现象,必将影响预应力张拉效果。工程经验表明,可采用 逐根铺放,最后合并成束的方法。 对大跨度无粘结预应力平板、扁梁及筒仓结构,在施工中可 采用平行带状布束,每束由3~5根无粘结预应力筋组成,这样 可以减少定位支撑钢筋用量,简化施工工艺,也不影响结构的整 体预应力效果,

6.2.6本条是总结国内建造无粘结预应力混凝土结构的

力筋的张拉效果。工程实践表明,在个别工程中,当混凝土成型 并经正常养护后,在该处发生过裂缝或空鼓现象,只有在无粘结 预应力筋张拉之前进行修补后,才允许进行张拉操作。

6.3无粘结预应力筋的张拉

6.3.1~6.3.7这几条主要是根据现行国家标准《混凝土结构工 程施工质量验收规范》GB50204有关条款制定的。 在无粘结预应力混凝士施工中,由于多采用夹片式锚县,采

用从零应力开始张拉至1.05倍预应力筋的张拉控制应力0con: 持荷2min后卸荷至预应力筋张拉控制应力的张拉程序不易实现, 也很少应用,故本次修订未列人。 在无粘结预应力筋张拉过程中,如发生断丝,应立即停止张 拉,查明原因,以防止在单根无粘结预应力筋中发生连续断丝及 相邻预应力筋出现断丝。

.8张拉时混凝土强度,指同条件养护下150mm立方体混 试件的抗压强度。

拉,对结构不会产生不利影响。但对梁式结构、预制构件 特种结构,无粘结预应力筋的张拉工艺顺序对结构受力是不 的。

拉锚固,在另一端补足张拉力锚固工艺时,需观测另一端铺 片确有移动,经论证无误可以达到基本相同的预应力效果 可以使用。

施工张拉工艺,并参考国外的应用经验而制定的。 夹片锚具锚固时,回前有液压顶压、弹簧顶压以及限位三种 形式,产生的锚具变形和钢筋内缩值各不相同。其值在事先测定 合,并根据设计要求,选择其中一种。 必须指出,操作人员不得站在张拉设备的后面或建筑物边缘 与张拉设备之间,因为在张拉过程中,有可能来不及躲避偶然发 生的事故而造成伤亡。

6.3.14电火花将损伤钢丝、钢绞线和锚具,为此不得采用电弧

.1无粘结预应力体外束多层防腐蚀体系由多根平行的无 预应力筋组成,外套高密度聚乙烯管或镀锌钢管,管内采用

泥灌浆或防腐油脂保护为双层套管防腐蚀的无粘结预应力体外 束。其可以在工厂预制按成品束提供使用,也可以在施工现场进 行穿束和灌浆制作成束。具有下述优点:第二层保护套不但能起 防腐保护的作用,同时可抵御来自外界的损伤:采用多根平行的 无粘结预应力筋组成集团束,可以提供大吨位预应力束,便于采 用简单有效的转向块;抗疲劳荷载性能强;可以在一类室内正常 环境,二类及三类易受腐蚀环境下使用;使用中除了可更换整根 束,还可以更换单根无粘结预应力筋。 在一类室内正常环境下,国内也有采用体外无粘结预应力筋 并在其塑料护套外浇筑混凝土保护层,或将多根平行裸钢绞线外 套高密度聚乙烯管或镀锌钢管,采用在管道内灌水泥浆或防腐化 合物加以保护的。若采用镀锌钢绞线或环氧涂层钢绞线则可使用 于二类、三类环境类别,环氧涂层钢绞线防腐效果更好些。 6.4.2~6.4.12体外束的制作要求、施工工艺及质量控制的规 定,是根据工程经验总结,并借鉴欧洲规范有关无粘结和体外预 应力束应用的规定编写的。

6.5.1~6.5.3混凝土结构工程验收应按现行国家标准《混凝土 结构工程施工质量验收规范》CB50204的要求进行。无粘结预 应力混凝土工程一般作为整个工程的分项工程,因此在工程施工 过程中,可在这部分工程竣工后通过检查验收。验收时,应检查 第6.5.1条中所规定的文件和记录是否符合本规程要求。对于外 观应根据需要进行抽查。

江苏新扬子造船有限公司船坞工程旋喷桩施工方案附录A无粘结预应力筋数量估算

设计经验表明,无粘结预应力筋的数量,常由结构构件的裂 缝控制标准所决定,在附录A中,是按正截面裂缝控制验算要 求进行估算的,并按均布荷载的标准组合或准永久组合计算的弯 矩设计值,取所需有效预加力的较大值进行估算。此外,为了大 致估计预应力对连续结构支座和跨中截面的有利和不利作用,对 负弯矩截面和正弯矩截面的弯矩设计值,分别取系数0.9和1.2。 名义拉应力方法用于计算无粘结预应力混凝士受弯构件的裂 缝宽度,是参考国内外规范及科研成果作出规定的。用于无粘给 预应力混凝土,首先应满足本规程第5.2.1条非预应力钢筋最小 截面面积的要求。

附录 B无粘结预应力筋常

现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010有关锚具 变形和钢筋内缩引起的预应力损失值l1,是假设cx+u不大于 0.2,摩擦损失按直线近似公式得出的。由于无粘结预应力筋的 攀擦系数小,经过核算故将充许的圆心角放大为90°。此外,对 无粘结预应力筋在端部为直线、初始长度等于0而后由两条圆 弧形曲线组成时及折线筋的预应力损失au的计算中,未计初始 直线段1o中摩擦损失的影响

附录C等效柱的刚度计算

附录D无粘结预应力筋张拉记录表

本表是在国内常用无粘结预应力筋张拉记录表的基础上,经 适当补充修改后制订的。

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