钢-混凝土组合梁体外预应力筋极限应力研究
薛伟辰 王骅
(同济大学建筑工程系 上海 200092)
[提要]对国内外有关钢混凝土组合梁体外预应力筋极限应力的研究成果进行了较为系统的综述。根据近
期完成的4根体外预应力钢混凝土组合梁单调全过程试验,提出了体外预应力筋预应力损失的设计建议,基
于虚功原理和变形协调条件分别推导了体外预应力筋弹性增量和极限应力的计算公式,在此基础上建立了休
外预应力钢-混凝组合梁抗弯承载力的计算公式,并编制了计算程序,程序计算值与试验结果吻合良好。
[关键词] 体外预应力 钢混凝土组合梁 预应力损失 极限应力 抗弯承载力
The existing researeh achievements, at home and abroad, on ultimate stress of external tendons in the prestressed
steel conerete composite beams are systematically summarized. On the hesis of experiments of four prestressed steel
conerete composite beams under monotonous loads, prestressing loss of external tendons is studied and the correspond
ing design suggestions are put forward.Based on the principle of virtual principle and compatibility hetween the defor
mations of the composite beam and the tendons, a formula is developed for caleulating elastie increment and ultimate
increment of exlernal lendons. Design equalions,capable of calculating flexural capacity of prestreseed stoe comercle
composite beams,are derived after taking into account the prestressed stress increments,and the corresponding pror gram is developed. The calculations by the program are in good agrecment wih test results.
Keywords:external prestressing:steel concrete composite beams;prestressing loss; ultimate stress;flexural capacity
-概述 栓钉采用Q345钢(fy=480 MPa)。试件参数详见表
体外预应力钢-混凝土组合梁兼有普通钢-混凝土 1,配筋情况见图1。
组合梁与预应力结构的优点,既改善了普通钢-混凝土 试件的若干参数明细表 表1
2. 表格
试件
PC-1
PO-2
PC-3
PC-4
试件长度(mum)
钢梁预应力東
栓钉间距(mm)
5000
6*5
100
5 000
6*5
150
4360
8中5
100
4 360
2*15
100
3. 文字
力,了钢混
应用领域[131。在系统查阅了国内外近20年来有关预
应力组合梁的研究成果后F6,我们发现,对体外预应
力损失及在外荷载作用下预应力筋应力增量的研究很
4. 文字
少,国内外的现行规范中也都没有相应的规定。 加动肋 体外预应力筋 11 600 06@120
国外研究成果着重讨论了弹性和塑性状态下体外 @1@120
预应力组合梁的内力,但也仅提出了预应力筋极限应 A8 Lc D 栓钉*16 银凝板
力计算的程序实现方法,而没有得到极限应力的显式 转向块 11 120b一体外预应方筋
表达。在国内,清华大学针对直线型体外预应力钢-混 1-1
凝土组合梁进行了理论研究,提出用两步法计算预应 图1体外预应力纤混凝土组合梁试件图
力筋极限应力,由于未进行迭代,计算结果不够准确。 2.加载方案 加载方案为跨中两点集中力对称加
且仅适用于单转向块体外应力组合梁,不适用于应用 载,见图2。
范围更广的多转向块体外预应力组合梁。 三、体外预应力筋预应力损失的计算
鉴于此,在4根体外预应力钢-混凝土组合梁试验 钢混凝土组合梁中体外预应力筋的应力损失主
研究的基础上,对体外预应力筋的预应力损失、体外预 要包括锚固损失q1,摩擦损失q2和钢筋松弛损失94
应力筋在弹性阶段和塑性阶段的预应力增量进行了较 等几项,其中锚固损失 q1和钢筋松弛损失 4可按现
为深入的研究。 行设计规范计算,下面重点讨论摩擦损失2的计算。
二、试验设计
1.试件设计共设计4根体外预应力钢-混凝土 *上海市科技发展基金项目(992012044)和中国博士后科技基金
组合梁,混凝土板强度等级为C30,钢梁采用Q235钢. 项目

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