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'备案号111630-2010DB浙江省工程建设标准DB33/1067-2010预应力混凝土结构技术规程Technicalspecificationsforprestressedconcretestructures2010-06-17发布2010-07-01实施浙江省住房和城乡建设厅发布
浙江省工程建设标准预应力混凝土结构技术规程TechnicaJspecificationsforprestr臼sedconcretestructuresDB33/1067-2010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批准部门:浙江省住房和城乡建设厅执行日期2010年7月1日~~p~奇A卓生版社2010浙江
浙江省住房和城乡建设厅文件建设发(2010)154号关于发布浙江省工程建设标准〈预应力混凝士结构技术规程〉的通知各市建委(建设局),绍兴市建管局、义乌市建设局,省级有关厅、局,省建设集团、省标准设计站、各有关单位:根据《二00四年度浙江省工程建设地方标准编制计划》(建设发(2004)115号)的要求,由浙江大学建筑工程学院和浙江大学建筑设计研究院主编的《预应力混凝土结构技术规程>,已通过住房和城乡建设部备案,备案号为J11630-2010。其中,第3.2.3,6.l.3,6.10.1条按建标标备(2010)77号修改后为强制性条文。现批准该标准为浙江省工程建设地方标准,编号为DB33/1067-2010,自2010年7月1日起施行。本标准由浙江省住房和城乡建设厅负责管理,浙江大学建筑工程学院和浙江大学建筑设计研究院负责具体内容的解释,浙江省标准设计站组织发行。部江省住房和城乡建设厅二。一0年六月十七日
前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、高校、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:31∞27,E-mail夏juadr@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:中国联合工程公司杭州市建筑设计研究院有限公司l
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本规程主要起草人:金伟良、装涛、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、民i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2
目次1总则…2术语和符号……………………………………………………22.1术语.......................….........…............................22.2符号….........................…....t..….........……..........43材料及锚固体系..........................…........…..............93.1混凝土……..............…..................…….........…….93.2预应力筋.......….................….........…·…........…….93.3锚具、夹具和连接器........….."...............……..........103.4制孔用管材.................….....................................123.5铺垫板、承压板…………………………………….........123.6灌浆材料……........…….........…·…........…..........134概念设计………………………………………………………145结构设计.........……….............................................165.1基本规定………………………….................……….165.2承载能力极限状态计算..........................................255.3正常使用极限状态验算.................…..................….425.4局部承压及冲切计算…........….........…...................505.5抗震设计.........................................................545.6构造规定........…..............................................ω6施工.....................................................................656.1施工探化设计和准备................................................656.2预应力筋制作和存放….................…..................….666.3有粘结预应力筋铺设…..........,.....……….................666.4元粘结预应力筋铺设…..........................................676.5混凝土挠筑..............................................…..........686.6预应力筋张拉和放张……..........................…..........69I
6.7灌浆及封锚…................................…...................716.8真空辅助灌浆..............…........................…..........726.9体外预应力束施工….............................................736.10施工管理…………………………........……·…………747检验与监测..........................................…...............777.1一般规定…..........................….........…………….777.2材料进场复验..............….........….........…·….........777.3现场检验…………………………………………………797.4现场监测…………………………………………………818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金属披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..........................................104附录F预应力筋与孔道壁摩擦损失及锚固损失测定.........105附录G设备.........…….............................….........…..106附录H超静定预应力结构的设计与应用........................108附录J体外预应力混凝土梁的设计……........................110附录K预应力筋下料长度计算…........…......................113附录L灌浆用水泥浆流动度测试方法………........…·……115附录M预应力分项工程检验批质量检查记录...............117附录N曲线预应力筋坐标方程和长度计算…..................120本规程用词说明.........………….......…..........................122条文说明…………………………………………………………1242
CONTENTSGeneralPrincipals2TermsandSymbols…………………….....….........……….22.1Tenns………………………………………………………22.25归齿。h……………………………………………………43MaterialsandAnchorSystem…………………………………93.1Concrete……………………………………………………93.2Preslr!!ssing51eel……………………………………………93.3Anchorage、GripandCoupler………………………………103.4DuctMaterials………………………………………………123.5BearingPlates………………………………………………123.6GroutingMaterials…………………………………………134ConceptDesign………………………………………………145Struct盯alDesign……………………………………………165.1BasicStipulations……………………………......…………165.2Calcu1ationofUltimateLimit5tate……………………………255.3Calcu1ationofServiceabilityLimit5tate………………………425.4Calcu1ationofl.ocalBearingandPunching5hear………………505.5Aseismatic队到伊………………………………………...545.6DetailingStip叫ationsofMemhers……………………………ω6Construction………….........…......…………·…………..656.1ConstructionDetailingDesi伊andPreparation.............•.......656.2M副吨皿dDe阳sitofTendon………………………………666.3LayoutofBondedTendon……………………………………666.4LayoutofUnbondedTendon…………………………………676.5ConcretePlacement…………………………………..…….686.6TensionandJackofTendon…………………………………696.7GroutingandAnchorSealing…………………………………713
6.8VacuumAidedGrouting……...……………………………726.9ExternalTendonConstruction…………………………………736.10ConstructionManagement……………………………………747CheckingandInspection……………………………………777.1GeneralStipulations…………………………………………777.2SiteRecheckingforMaterials…………………………………777.3FieldChecking………………………·……………………..797.4FieldInspection……………………………………………818ProjectAcceptance……........….........………..........……83AppendixASpecificationandMechanicalPropertiesofReinforcement……………………………………85AppendixBSpecificationofAnchorageSystem………………90AppendixCSpecificationofMetalandPlasticBelllows………93AppendixDLossofPrestress...........................….........94AppendixEFriction1ρseMeasurementatAnchoredEnd…""104AppendíxFMeasurementofPresstressing1ρseDuetoFrictionBetweenTendonandWallsofDuctandAnchorage105AppendíxGEquipment………………………………………106AppendixHDesignandApplicationsofStaticallyIndeterminatePrestressedStructurs……………………………108AppendixJDesignofExtemalPrestressingConcreteBeams.110AppendixKCutingLengthCalculationofTendon……………113AppendixLFluidityTestingMethodsofGroutingCement……115AppendixMTablesforPrestressProjectQualitiesChecking........117AppendixNCurvatureTendonEquatíonsandLengthCalculation.120WordinginThisSpecificationExplanation……………………122RegulationsExplanation…………………………………………1244
1总则1.0.1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。1.O.2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士工程。1.0.3本规程未作详细规定或未列人之内容,尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。I
2术语和符号2.1术语2.1.1预应力混凝土结构prestressedconcretestn川ure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。2.1.2先张法预应力混凝土结构pre-tensionedprestressedcon-cretestructure在台座上张拉预应力筋后挠筑泪凝土,并通过粘结力传递而建立预加应力的混凝土结构。2.1.3后张法预应力混凝土结构post一tensionedprestressedcon-cretestructure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加应力的说凝土结构。2.1.4预应力筋prestressingtendon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。2.1.5有粘结预应力筋bondedprestressingtendon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。2.1.6元粘结预应力筋unbondedprestressingtendon表面涂防腐润滑脂井包塑料护套后,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。2.1.7先张法pre一tensioningmethod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2
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。2.1.8后张法post-tensioningme由od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。2.1.9体外预应力柬externaltendon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。2.1.10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,与梁段整体挠筑或具有可靠连接,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。2.1.11鞍座saddle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。2.1.12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。2.1.13夹具gnp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摸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。2.1.14连接器coupler用于连接预应力筋的装置。2.1.15预应力筋-锚具组装件prestressingtendon-anchorageassembly3
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。2.1.16锚固区anchoragezone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c2.1.17应力松驰stressre1axation预应力筋受到一定的张拉力后,在民度保持不变的条件下,其应力随时间逐步降低的现象。2.1.18张拉控制应力controlstress也rtensioning预应力筋张拉时在张拉端所施加的应力值。2.1.19预应力损失prestressing10ss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。2.1.20有效预应力effectivepres位ess预应力损失完成后,在预应力筋张拉端中保持的应力值。2.1.21预应力强度比ratioofprestressingstrength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;2.1.22检验checking由施工单位或第三方对预应力筋张拉控制力与伸民值进行的现场测试和判定。2.1.23监测inspection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。口可2.2符2.2.1材料性能Ec--混凝土弹性模量;4
et一一混凝土疲劳变形模量;Es-一非预应力钢筋弹性模量;Ep-一-预应力钢筋弹性模量;Gc一一、混凝土剪切模量;fc4"fc一一混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;马、兀-一混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;fc/、马"-一施工阶段的混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值;Iyk、μ一一普通钢筋、预应力筋强度标准值;Iy、1,"一一才普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;Ipy、Ipy"一一预应力筋的抗拉、抗压强度设计值。αc一一混凝土线膨胀系数;μe一一混凝土泊松比。2.2.2作用、作用效应及承载力M一一弯矩设计值;矶、Mq一一按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的弯矩值;Mu一一构件的正截面受弯承载力设计值;Mcr-一受弯构件的正截面开裂弯矩值;N一一轴向力设计值;N4、Nq一一按荷载效应的标准组合、准永久组合计算的轴向力值;Np一一后张法构件预应力筋及非预应力筋的合力;Npo一一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阳一一构件的截面轴心受压或轴心受拉承载力设计值;N...、N町一一轴向力作用于x轴、y轴的偏心受压或偏心受拉承载力设计值;5
下一一扭矩设计值;V一一-剪力设计值;V回一一构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值;Fi-一局部荷载设计值或集中反力设计值;叽旧「一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;σck、σ叫一一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;σpc一一由预加力产生的提凝土法向应力;σ牛、σ甲一一-混凝士.中的主拉应力、主压应力;σpu一一无粘结或体外预应力筋应力设计值:~.II刷、~.min一一疲劳验算时受拉区或受压区边缘纤维搜凝土的最大应力、最小应力;σs‘σp一一正截面承载力计算中纵向普通钢筋、预应力筋的应力;σ,k一一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;σm一一预应力筋张拉控制应力;σμ一一一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;σpe一一预应力筋的有效预应力;σl、町"一一受拉区、受压区预应力筋在相应阶段的预应力损失值;Fω硝低州ω.lim"O:值;T一-1昆凝土的剪应力;Gapu预应力筋-锚具组装件达到实测极限拉力时的总应变。2.2.3几何参数6
a、α"一一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;α,、as"一一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截面近边的距离;rJ.p、ap"一一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一一矩形截面宽度,T形、I形截面的腹板宽度;bf、b/一一一T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘宽度;d一一钢筋直径或圆形截面的直径;c一一混凝土保护层厚度;e、e"一一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。一一轴向力对截面重心的偏心距;ea一一附加偏心距;ei一一初始偏心距;h一一截面高度;h。一一截面有效高度;hf、hf"一一T形或I形截面受拉区、受压区的翼缘高度;i一一截面的回转半径;re-一曲率半径;l"一一纵向受拉钢筋的锚固长度;I。一一梁板的计算跨度或柱的计算长度;s一一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一一混凝土受压区高度;Yo、几一一换算截面重心、净截面重心至所计算纤维的距离;z-一一纵向受拉钢筋合力至混凝土受压区合力点之间的距离;A一一构件截面面积;
A。一一构件换算截面面积;An-一一构件净截面面积;As、As"一一受拉区、受压区纵向非预应力筋的截面面积;4、AP"一一受拉区、受压区纵向预应力筋的截面面积;Asvl、A,tl-在受剪、受扭计算中单肢箍筋的截面面积;A,tt-一一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-一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、Aμ一一同一弯起平面内非预应力、预应力弯起钢筋的截面面积;A,一一混凝土局部受压面积;ACOT-钢筋网、螺旋筋或箍筋内表面m围内的提凝土核心面积;B一一受弯构件的截面刚度;w一一截面受拉边缘的弹性抵抗矩;W。一一-换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;Wn一一净截面受拉边缘的弹性抵抗矩;Wt一一截面受扭塑性抵抗矩;I一一截面惯性矩;I。一一换算截面惯性矩;In---净截面惯性矩。2.2.4计算系数及其他α1一一-受压区?昆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;αE一一预应力筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;βc一一混凝土强度影响系数;卢l一一-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;8
β「一局部受压时的混凝土强度提高系数;γ一一混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数;ηa一一预应力筋-锚具组装件静载试验测得的错具效率系数;k一一考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数;μ一一预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数;ρp一一预应力筋配筋率;p,一一非预应力筋配筋率;扣一-考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数;η一一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一一计算截面的剪跨比;ψ一一裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数:AP--预应力强度比。。
3材料及锚固体系3.1混凝土3.1.1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150川的立方体试件在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。3.1.2预应力?昆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C40。3.1.3混凝土的强度设计值及弹性模量应按表3.1.3取用:表3.1.3混凝土强度设计值及弹性模量(N/mm2)1昆凝土强度等级类别符号C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80抗压强度L14.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9抗拉强度且J.431.57J.711.801.891.962.042.092.142.182.2245单位模量E<(xI0)3.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.803.1.4混凝土物理性能指标按下列规定取用1当温度在0"C-l00"C范围内时,海凝土线膨胀系数αc可取1.0x10-5/"C。2Y昆凝土泊松比取μc::::0.2,也可由试验实测确定。3混凝土剪切模量G可按表3.1.3中混凝土弹性模量的0.4倍取用。10
3.2预应力筋3.2.1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铸钢丝、镀辞钢绞线、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(螺旋槽)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,宜采用镀钵钢丝、镀铮钢绞线、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。3.2.2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)GBIT5223、《预应力混凝土用钢绞线》GBIT5224和《建筑用不锈钢绞线》盯"1T2∞的规定。镀辞钢丝和镀钵钢绞线的规格和力学性能必须符合现行国家标准《桥梁缆索用热镀铸钢丝>GB/T17101、行业标准《高强度低松弛预应力热镀铸钢绞线}YBIT152、《镀辞钢绞线}YBIT5∞4、《无粘结预应力钢绞线)JG161和《环氧涂层七丝预应力钢绞线)GBIT21073的规定。精轧螺纹钢筋、螺旋肋(螺旋槽)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。3.2.3预应力筋的晶种、直径和强度等级应按设计要求采用。当需要代换时,必须进行专门计算,并应经设计单位审核确认。11
3.3锚具、夹具和连接器3.3.1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(辙头锚具、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。设计时应根据锚团要求、产品技术性能和张拉工艺不同,按表3.3.1选用。表3.3.1铺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销具挤压锚具挤压锚具来片锚具夹片锚具高强钢丝、钢丝束挤压输具徽头锚具傲头铺具及螺旋肋钢丝锹头锚具锥寨销具.挤压锚具精轧螺纹钢筋及钢棒螺母锚具螺母锚具注:元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。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、辙头锚具等的规格尺寸可按附录B选用。3.3.3锚具的静载锚固性能,应由预应力筋一锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数(ηJ和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变(Sapu)确定。锚具的静载锚固性能应同时满足下列要求:ηa二::=0.95(3.3.3-1)8叩u;;:2.0%(3.3.3-2)锚具效率系数(ηα)应按下列公式计算:12
F肌=一旦~(3.3.3-3)TlpFpmFpm=/,mAp(3.3.3-4)式中:F.叩u一一预应力筋一锚具组装件的实测极限拉力;Fpm一一按预应力筋一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;ηp一预应力筋的效率系数,当预应力筋一锚具组装件中预应力筋为1至5根时,ηp=1;6至12根时,ηp=0.99;13至19根时,ηp=O.98;20根以上时,ηp=0.97;儿"一一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;Ap--组装件中各根预应力筋钢材公称截面面积之和。当预应力筋一锚具(或连接器)组装件静载锚固性能试验达到实测极限拉力(FqpJ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。3.3.4用于承受动荷载的预应力混凝土结构,预应力筋一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2∞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。3.3.5在有抗震要求的结构构件中,预应力筋一锚具组装件还应满足循环次数为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%。3.3.6夹具的静载锚固性能,应由预应力筋一夹具组装件静载试验测定的夹具效率系数(ηg)确定。夹具的效率系数(ηg)应满足下列要求:13
F___YJg=芒泣。.92(3.3.6)式中Fgpu一一预应力筋一夹具组装件的实测极限拉力;3.3.7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3.4.1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钵金属波纹管。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。3.4.2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3.5.1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。3.5.2锚垫板、承压板可分为平板形(图3.5.2),喇叭管状f穆混凝土p回品替他根14
(图3.5.2b)和连体锚板(图3.5.2c)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。3.5.3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团部位锚具数量布置和局部承压强度要求。3.6灌浆材料3.6.1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。不得加人铝粉或含有氯盐、硝酸盐等有害成分的外加剂。各种原材料带人的氯离子含量应严格控制在水泥材料总量的0.02%以内。3.6.2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。3.6.3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。15
4概念设计4.0.1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。4.0.2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。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化: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%和0.5%考虑。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响。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。4.0.3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。4.0.4结构中的预应力体系应在选型和构造上采取措施,保证16
整体结构具有足够的安全储备。4.0.5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。4.0.6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0.0304.0.7有效预应力的估算应符合下列规定:1有效预应力系数çy应按下式计算:ι=去(4.0.7)式中σF一一有效预应力。μ一一预应力筋强度的标准值。2有效预应力系数可按表4.0.7取用。表4.0.7有效预应力系数亏泣阔丝、钢绞线、热处理钢筋冷拉粗钢筋先张法0.46-0.540.60-0.65后张法及元粘结筋0.50-0.580.55-0.ω注本表适用于钢丝、钢绞线及热处理钢筋铺下控制应力σm为(0.70-O.75)μ及冷拉粗钢筋控制应力σm为(0.85-O.90)fpl!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。4.0.8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。17
4.O.912m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以上的井宇梁楼盖等宜采用预应力混凝土结构。18
5结构设计5.1基本规定5.1.1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。5.1.2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:γ。S:;三R(5.1.2)式中γ。一一结构重要性系数;S一一承载能力极限状态的荷载效应组合设计值;R一一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γM。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1.0。5.1.3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:S运C(5.1.3)式中c-一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一一正常使用极限状态的荷载效应组合值。5.1.4预应力混凝土结构构件应根据所处环境类别,按表5.1.419
的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值Wlim。表5.1.4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Wlim(mm)一0.2_8二级a类0.1二b一-注在一类环境下,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GB5∞IO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。5.1.5预应力钢筋的张拉控制应力值σm不宜超过表5.1.5规定的张拉控制应力限值,且不应小于O.4fpιμt由k当符合下列情况之一时,表5.1.5中的张拉控制应力限值可提高O.05fptk: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钢筋;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5.1.5张拉控制应力限值张拉方法钢筋种类先张法后张法消除应力钢丝、钢绞线0.75fp出0.75fplk热处理a钢筋0.70fp也0.65fp"k20
5.1.6非预应力筋宜采用HRB400级、HRB335级,也可采用RRB4∞级钢筋。5.1.7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%。5.1.8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~~坠f且ω(5.1.8-1)~P叫i号::j.......J...--~G~A,F十二一--a.A,一-(a)先张法构件(b)后张法构件图5.1.10预应力钢筋及非预应力钢筋合力位置l一换算截面重心轴2一净截面重心轴先张法构件预应力钢筋的预应力传递长度l"应按下列公式计算:23
MTd(5111)式中与一-放张时预应力钢筋的有效预应力;d一一预应力钢筋的公称直径;α一一预应力钢筋的外形系数,按表5.1.11取用;王KF一一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"的起点应从距构件末端0.251"处开始计算。表5.1.11钢筋外形系数5.1.12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儿,两点之间可按线性内插法确定。预应力筋的锚固长度la应按表5.1.12确定。表5.1.12预应力筋锚固区长度混凝土强度等级种类C30C40;;.C50刻痕钢丝直径d.三5mm,fptk=1570MPa150d125d115dμ=1860MPa150d125d115d三股钢绞线fptk=1720MPa140d115d105dfptk=1570MPa125d105d1∞dfptk=1860MPa/135d120d七股钢绞线fptk=1720MPa/125d110d注:当刻痕钢丝的抗拉强度标准值fp也不等子1570MPa时,其锚固长度应按表值成比例增减。24
5.1.13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5.1.13):σct~.儿"(5.1.13-1)σ副主主O.可J(5.1.13-2)截面边缘的混凝土法向应力可按下列公式计算:时或=σ+一Nk+":kM,(5.1.13-3)ct-pc.Ao.Wo式中凡、σd一一相应施工阶段计算截面边缘纤维的混凝土压应力、拉应力;!tIt"、血"一一与各施工阶段混凝土立方体抗压强度fcu"相应的抗拉强度标准值、抗压强度标准值;凡、Mk一一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;吭一一验算边缘的换算截面弹性抵抗矩。(a)先张法构件(b)后张法构件图5.1.13预应力混凝土构件施工阶段验算1一换算截面重心铀2一净截丽重心轴注预拉区系指施加预应力时形成的截面拉应力区;2公式(5.1.I3-3)中,当σ,..为压应力时,取正值;当σ阳为拉应力时,取负值:当N"为轴向压力时,取正值;当的为轴向拉力肘,取负值;当MK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。5.1.14预应力混凝土结构构件的施工阶段,除应进行承载能力25
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:σct~2ft/(5.1.14一1)σcc运0.8!c/(5.1.14-2)5.1.15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: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人Ap",其中A为构件截面面积;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σct=2ftk"时,预拉区纵向钢筋的配筋率A//A不应小于0.4%;当ftk"<σct<2ftk"时,则在0.2%和0.4%之间按线性内插法确定;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,其最小配筋率可驭。.15%。5.1.16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、次剪力也应参与组合,组合系数取1.0。5.1.17按弹性分析计算时,次弯矩M2可按下列公式计算:M2=Mr-M1(5.1.17-1)M=Npepn(5.1.17-2)1式中吭一一预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;epn-一净截面重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离;26
M]一一预加力Np对净截面重心偏心引起的弯矩值;M,一一由预加力冉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。5.1.18对后张法预应力混凝土框架梁及连续梁,在满足GB5∞10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~~O.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;当已>0.3时,不应考虑内力重分布。5.1.19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5.1.19的规定。表5.1.19预应力混凝土耐久性的基本要求陆小水泥用量最低混凝土最大氯离子最大碱含量环境类别最大水灰比33(kglm)强度等级含量(%)(kglm)0.653∞口。0.06不限制aO.ω300C350.063.0一b0.553∞C400.063.00.503∞C400.063.0注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,可适当降低暴小水泥用量。5.1.20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5.1.20斗的规定,且不应小于受力钢筋的直径。27
表5.1.20-1混凝土保护层最小厚度(mm)板、墙、壳梁柱环境类别C30-C45>50C30-C45>50C30-C45>50151525253030a202030303030一b252035303530302540354035一一一注: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5.1.20-2与5.1.20-3的规定。表5.1.20-2板的预应力筋混凝土保护层最小厚度(mm)耐火极限(h)约束条件1.523简支25304055连续20202530表5.1.20-3架的预应力筋混凝土保护层最小厚度(mm)耐火极限(h)约束条件梁宽1.523简文民。。每b<300455065采取特殊措施简支;;;,3∞40455065连续国∞ζb<30040404550连续;;;,3∞40404045注如耐火等级较高,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。28
5.1:21预应力结构应注意高温F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。5.1.22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。5.2承载能力极限状态计算5.2.1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。5.2.2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&c~&o时"li三句时、‘咱矶当矶=8=r··MJLleJ-rq•••.•Ez--··,,,(5.2.2-1)』民nυ(5.2.2-2)n=2-l(儿.l-50)(5.2.2-3)60&0=0.∞2+O.5(Jcu.l-50)x10-5(5.2.2-4)5乌=0.∞33-(!"".l-50)xl0-(5.2.2-5)式中吼一一混凝土压应变为矶时的混凝土压应力;!.,一-混凝土轴心抗压强度设计值;&0一一渥凝土压应力刚达到!.,时的混凝土压应变,当计算的&0值小于O.∞2时,取为0.002;8倒一一-正截面混凝土极限压应变,当处于非均匀受压时,按公式(5.2.2-5)计算,如计算值大于O.∞33,取为O.∞33;当处于轴心受压时取为&0;29
人k一-y昆凝土立方体抗压强度标准值;n-一系数,当计算的n值大于2.0时,取为2.0。4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0.01。5.2.3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z可取等于按截面应变保持平面的假定所确定的中和轴高度乘以系数乱。当混凝土强度等级不超过C50时,βl取为0.8,当混凝土强度等级为C80时,βl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j~乘以系数αl。当混凝土强度等级不超过C50时,αl取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,其间按线性内插法确定。5.2.4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£应按下列公式计算:Çh=βI(5.2.4-1)h-O.∞2fcyy-σ00…---~一8cuE,8式中Çb-相对界限受压区高度:Çb=Xb扰。;Xb一一-界限受压区高度;ho一一截面有效高度:纵向受拉钢筋合力点至截面受压边缘的距离;h广-一预应力钢筋抗拉强度设计值;E,一一钢筋弹性模量;σ阳一一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5.1.8-3或5.1.8-6式进行计算;8u.-一一非均匀受压时的混凝土极限压应变,按公式C(5.2.2-5)计算;30
ßI一一系数,按第5.2.3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。5.2.5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:Iß1hoi1普通钢筋σsi=EsBcu!一一-11(5.2.5一1)xiβIhoi1预应力钢筋σ皿=EιJ一一-11+σooi(5.2.5-2)x2纵向钢筋应力也可按下列近似公式计算:1.1X_普通钢筋们=」」l一-β(5.2.5-3)Sb-ß,严hoiJJT_-(T~;{x_预应力钢筋σsa=立一一旦i一-β1+σ阳(5.2.5-4)Sb-ß,hoi1-"1J3按公式(5.2.5-1)至公式(5.2.5-4)计算的纵向钢筋应力应符合下列条件:-Iry"运σsi运1r(5.2.5-5)σFa-A7"运与运j卢(5.2.5-6)当计算的σsi为拉应力且其值大于fr时,取σ.5i=(y;当σu为压应力且其绝对值大于fr时,取σa=-j;";当计算的σP"为拉应力且其值大于儿时,取σ严=儿;当σP"为压应力且其绝对值大于(σ阳-儿)的绝对值时,取σ严=吨j-fpy"。式中扎一一第层纵向钢筋截面重心至截面受压边缘的距离;x-一等效矩形应力图形的混凝土受压区高度;σ挝、σ严-一第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;f/、儿,"一一纵向普通钢筋、预应力钢筋的抗压强度设计值;31
σpoi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5.1.8-3或5.1.8-6式进行计算。5.2.6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):M运臼α£ρ仇叫加叫x(ho亏~)-+儿fρ叮"AA(ho-α/)(5.2.6-1)混凝土受压区高度应按下列公式确定:αJcbx=f,A,-f/A,"+fpyAp+(σ严儿")A/(5.2.6-2)混凝土受压区高度尚应符合下列条件:x::二ÇbhO(5.2.6-3)x~2a"(5.2.6-4)式中M一-弯矩设计值;α』一一系数,按第5.2.3条的规定计算;Ic-一混凝土轴心抗压强度设计值;A,、AJ一一受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积;Ap、AF"一一受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积;σ阳"一一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-一矩形截面的宽度或倒T形截面的腹板宽度;ho一一截面有效高度;α、吨"一一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;α一一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(σ严儿")为拉应力时,公式(5.2.6-4)中的α"用叭"代替。32
图5.2.6矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算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f,A.+f",A运αJ.乌V+jyAJ-(σ凹儿")A/(5.2.7一1)应按宽度为b/的矩形截面计算;2当不满足公式(5.2.7-1)的条件时M运以缸(ho-~)+以(鸟"-b)hf"(h04)+队,(h,-a.")-(句儿")A:(ho-a,")(5.2.7-2)混凝土受压区高度应按下列公式确定:αJ.[bx+(b/-b)h/J=f,A,-fr"A."+儿Ap+(σ阳ι")A/(5.2.7-3)式中h/--T形、I形截面受压区的翼缘高度;b/一一T形、I形截面受压区的翼缘计算宽度,按第5.2.8条的规定确定。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(5.2.6-3)和公式(5.2.6-4)的要求。33
生L(a)x运h/(b)x>h/图5.2.71形截面受弯构件受压区高度位置5.2.8T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鸟"应按表5.2.8所列情况中的最小值取用。表5.2.8T形、I形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度bf"T形、I形截面倒L形截面"情况阳形梁、肋形板独立梁肋形梁、肋形板按计算跨度1..0考虑l.,I31,/31,,/62按梁(纵肋)净距5.考虑、b+5.b+5./2按翼缘h/lho",O.1b+16竹"3高度h/0.1>h/1ho",0.05b+16旷b+6h/b+5h/考虑L!f"l川05b+16旷bb+5h/注表中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,,;;3hh时,其翼缘计算宽度可按表列情况3的规定分别增加2bh(T形、I形截而)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。5.2.9受弯构件正截面受弯承载力的计算,应符合公式(5.2.6-3)的要求。当由构造要求或按正常使用极限状态验算要求配34
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(5.2.6-2)或公式(5.2.7-3)计算的混凝土受压区高度X,可仅计人受弯承载力条件所需的纵向受拉钢筋截面面积。5.2.10当计算中计人纵向普通受压钢筋时,应满足公式(5.2.6-4)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:M毛也Ap(h-ap-吧")+f,.A,(h-a,-气")+(σ阳"+儿")A/(吨"-a.")(5.2.10)式中叽、马一一受拉区纵向普通钢筋、预应力钢筋至受拉边缘的距离。5.2.11对采用钢绞线作无粘结预应力筋的受弯构件,在根据第5.2.6、5.2.7、5.2.10条进行正截面承载力计算时,儿应改为无粘结预应力筋的应力设计值σ川σ严宜按下列公式计算:σ阳=σ"pe+.1σp(5.2.11-1)h,l2Aσp=(2物-335(0)(0.45+5.5可)亏(5.2.11-2)σ严Ap+f~,(5.2.11-3)。.fcbhp此时,应力设计值σpu尚应符合下列条件:σpe~三σPU~卢(5.2.11-4)式中与一一扣除全部预应力损失后,无粘结预应力筋中的有效预应力;Aσp一一元粘结预应力筋中的应力增量;5。一一综合配筋指标,不宜大于0.4;k一一受弯构件计算跨度;h一一受弯构件截面高度;hp一一无粘结预应力筋合力点至截面受压边缘的距离。1)一一连续无粘结预应力筋两个锚固端间的总长度;l2一-1)中的活荷载作用的跨长之和。35
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5。可按下式计算:σpeAp+f,A,-λ(鸟,-b)鸟"50=j;bhpJJ(5.2.11-5)此处,h/为T形、I形截面受压区的翼缘高度;鸟"为T形、I形截面受压区的翼缘计算宽度。5.2.12钢筋泪凝土轴心受压构件正截面受压承载力应符合下列规定:N运0.9ψ(兀A+fy"A,")(5.2.12)式中N一一轴向压力设计值;伊一-一钢筋混凝土构件的稳定系数,按表5.2.12采用;L一一一混凝土轴心抗压强度设计值;A一一构件截面面积;As"一一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-A,")代替。表5.2.12钢筋混凝土轴心歪压构件的稳定系数Vb:;:;810121416182022242628Ud运78.510.5121415.517192122.524Ui运2835424855626976839097伊1.000.980.950.920.870.81O.750.700.650.600.56Vb3032343638404244464850l,/d262829.5313334.536.5384041.543l,/i104III118125132139146153160167174伊0.520.480.440.400.360.320.290.260.230.21O.19泞..表中1"为构件的计算长度,可按GB5∞10中的有关规定取值b为矩形截丽的短边尺寸d为圆形截面的直径i:为截丽的最小回转半径。5.2.13在偏心受压构件的正截面承载力计算中,应计人轴向压36
力在偏心方向存在的附加偏心距ea,其值应取20mm和偏心方向截面最大只寸的1/30两者中的较大值。5.2.14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5.2.14):J""』~a一-q.A.一一→-α4图5.2.14矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算N运α川bx+f,.可-σλ-(句儿")A/-σJ(5.2.14-1)kαρ"x(ho-~)+儿"A,"(ho-a,")-(σ庐儿")A/(ho-a/)(5.2.14-2)he=ηej+言-a(5.2.14-3)ej=eo+ea(5.2.14-4)式中「一一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;7J一一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5.2.16条的规定计算;矶、σp一一受拉边或受压较小边的纵向普通钢筋、预应力钢筋的应力;ej一一初始偏心距;α-一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。一一轴向压力对截面重心的偏心距:e=M/N;o37
e.一一附加偏心距,按第5.2.13条确定。在按上述规定计算时,尚应符合下列要求:1钢筋的应力矶、马可按下列情况计算:1)当ç~号b时为大偏心受压构件,取σ,=Iy及σp-儿,此处,ç为相对受压区高度,5=z/ho;2)当ç>Çb时为小偏心受压构件,矶、σp按第5.2.5条的规定进行计算。2当计算中计人纵向普通受压钢筋时,受压区高度应满足公式(5.2.6-4)的条件;当不满足此条件时电其正截面受压承载力可按第5.2.10的规定进行计算,此时,应将公式(5.2.10)中的M以Ne,"代替,此处,鸟"为轴向压力作用点至受压区纵向普通钢筋合力点的距离,在计算中应计人偏心距增大系数,初始偏心距应按公式(5.2.14-4)确定c3矩形截面非对称配筋的小偏心受压构件,当N>lcbh时,尚应按下列公式进行验算:的"~bh(扎"主)+[,,"A,"(ho"-a,)-(σpo-11"1")Ap(儿,-ap)(5.2.14-5)e"=丰-α(eo-eJ(5.2.14-6)式中e"一一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;ho"一一纵向受压钢筋合力点至截面远边的距离。5.2.15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Ci乘以第5.2.16条规定的偏心距增大系数;也可根据第5.2.17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38
值,并按相应的内力设计值进行各构件的截面设计c5.2.16偏心受压构件偏心距增大系数可按下列公式计算:1Iln2η=1+:-一一iLl+1ÇlÇ2(5.2.16-1)14∞e/hohJÇl=~写f.A(5.2.16-2)1-NÇ2=1.15-0什(5.2川)式中lo一一构件的计算长度;h一一截面高度;其中,对环形截面,取外直径;对困形截面,取直径;ho一一截面有效高度;Çl一一偏心受压构件的截面曲率修正系数,当Çl>1.0时,取Çl=1.0;A一-构件的截面面积;对T形、I形截面,均取A=bh+2(鸟1_b)h/;Ç2-构件长细比对截面曲率的影响系数,当l/h<15时,取çz=1.0。注:当偏心受压构件的长细比l.Ji运17.5时,取η=1.0。5.2.17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EJ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•TJe,均应以(M/N+eJ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:当验算表现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0.705.2.18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39
时,可不计人弯矩的作用,但应考虑稳定系数ψ的影响。5.2.19轴心受拉构件的正截面受拉承载力应符合下列规定:N运frA,+/pyAp(5.2.19)式中N一一轴向拉力设计值;A,、AP--纵向普通钢筋、预应力钢筋的全部截面面积。5.2.20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,与Ap的合力点和AJ与Ap"的合力点之间时(图5.2.20a):--r._-一一一阳~一一→←岛A,占-一~-iÀA,d(a)小偏心受拉构件一_1:);,一一→-1,.A;一一-一儿A.二-J,A.A.(b)大偏心受拉构件图5.2.20矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力计算Ne运fyA,"(ho-叭")+fpyA/(ho-鸟")(5.2.20-1)Ne"~fyA,(扎α,)+fpyAp(ho"-αp)(5.2.20-2)2大偏心受拉构件40
当轴向拉力不作用在钢筋A,与Ap的合力点和AJ与Ap"的合力点之间时(图5.2.20b):N运lyA,+ιAp-fy"A,"+(σ阳,-fpy")A/-αJ:bx(5.2.20-3)的运以归(ho-;)+队,(ho叫")-(σ严"为")A:(h-a:)(5.2.20-4)o此时,混凝土受压区的高度应满足公式(5.2.6-3)的要求。当计算中计人纵向普通受压钢筋时,尚应满足公式(5.2.6-4)的条件;当不满足时,可按公式(5.2.20-2)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(5.2.20-2)计算。5.2.21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../b~4时V~三0.25β!c胁。(5.2.21-1)当h.,lb~6时V~0.2β!c胁。(5.2.21-2)当43.O.fcAo时,取Nm=O.玩儿,此处,A。为构件的换算截面面坝。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(5.2.23-1)计算时,应将公式(5.2.23-2)改为下列公式:1.75~..~Am飞=万扩;bho+11"了ho(5.2.23-4)式中λ一一计算截面的剪跨比,可取λ=α/札,α为集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离;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。注对合力Npo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筒支梁,均应取飞=0;2对先张法预应力混凝土构件,在计算合力Npoll1".应考虑预应力钢筋传递长度的影响。5.2.24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运飞+飞+0.可~shsinα,+0.题f~川mαP(5.2.24)式中v-一配置弯起钢筋处的剪力设计值,按第5.2.25条的规定取用;Vp一一由预加力所提高的构件的受剪承载力设计值,按公式(5.2.23-3)计算,但计算合力时不考虑预应力弯起钢筋的43
作用A"b、Apb一一一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;αs、αp一一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。5.2.25计算弯起钢筋时,其剪力设计值可按下列规定取用(图5.2.22a):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。5.2.26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"三O.7J.bho+0.05Npo(5.2.26-1)集中荷载作用下的独立梁,当符合下列公式的要求时:k岂(.bho+0.05Npo(5.2川)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。5.2.27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5.2.27):V=::;几+飞+0.8fyA"bSina,(5.2.27-1)M-0.8("4"f",A",Z",+ZyA"bZ"b)Vv=Z+cun卢tar回(5.2.27-2)式中V一-构件斜截面上的最大剪力设计值;M一-构件斜截面受压区末端的弯矩设计值;几一一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(5.2.23-2)或公式(5.2.23…4)计算,其中,札取斜截面受拉区始端的垂直截面有效高度;V甲一一构件截面上受拉边倾斜的纵向非预应力和预应力44
受拉钢筋合力的设计值在垂直方向的投影;其值不应大于(JpyAp+f,A,)si咐,且不应小于σ"peApsir币;Z..一一同一截面内箍筋的合力至斜截面受压区合力点的距离;Zsh一一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一一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=O.9ho;声一一斜截面受拉区始端处倾斜的纵向受拉钢筋的倾角;「一-斜截面的水平投影长度,可近似取c=ho。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。v图5.2.27受拉边倾斜的受弯构件斜截面受剪承载力计算5.2.28受弯构件斜截面的受弯承载力应符合下列规定(图5.2.28);45
图5.2.28受弯构件斜截面受弯承载力计算M运(f,.A,+J;,yAp)Z+Z,A"bZ"b+4/;,yApbZpb+轧A,vZ,v(5.2.28-1)此时,斜截丽的水平投影长度c可按下列条件确定:V=ZvA,bsina,+4/;,yApbsinαp+矶~A,v(5.2.28-2)式中V一-斜截面受压区未端的剪力设计值;Z一一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=0.9ho;Zsb、Zpb一一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斜截面受压区合力点的距离;Z,v-一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,公式中的fpy应按下列规定确定: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儿,在两点之间可按线性内插法确定。5.2.29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。5.2.30圆形截面的预应力混凝土受弯构件,其斜截面的受剪承46
载力可按第5.2.21至第5.2.29条计算,公式中的截面宽度b和截面有效高度h。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5.3.1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:1一级一一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:σckσpc~O(5.3.1-1)2二级一一一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:σckσp<~Ùt(5.3.1-2)在荷载效应的准永久组合下宜符合下列规定:σ呵-σpc~O(5.3.1-3)3三级及二级a类-一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,应符合下列规定:Wmu运巩固(5.3.1-4)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。式中町、σ呵一一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;σF一一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(5.1.8-1)或(5.1.8-4)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,σ严应乘以0.9;A一一混凝土轴心抗拉强度标准值;Wmax一一按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算47
的最大裂缝宽度;W1im一一最大裂缝宽度限值,不应超过本规程表5.1.4规定的限值o5.3.2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)一级一一严格要求不出现裂缝的构件,应符合下列规定:σ甲运0.8可tk(5.3.2一1)2)二级一一一般要求不出现裂缝的构件,应符合下列规定:σ甲运0.95f.k(5.3.2-2)2混凝土主压应力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:σcp主运O.6hk(5.3.2-3)式中町、σcp一一混凝土的主拉应力、主压应力,按第5.3.3条确定;兀k一一混凝土轴心抗拉强度标准值;hk一一-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。5.3.3氓凝土主拉应力和主压应力可按下列公式计算:叫=巳乒L:tI(旦1zi2+T2(533-1)σ:pJ2甘2/MKy。(5.3.3-2)民=σ严+丁(VK-.LrpeA川nαp)50r=(5.3.3-3)ιb式中Mk一一按荷载效应的标准组合计算的弯矩值;48
σz一一由预加力和弯矩值Mk在计算纤维处产生的混凝土法向应力;σy一一由集中荷载标准值Fk产生的混凝土竖向压应力;T一一由剪力值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,尚应计人预加力引起的次剪力;σF一一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;Yo一一换算截面重心至计算纤维处的距离;I。一一换算截面惯性矩;几一一-按荷载效应的标准组合计算的剪力值;So-_.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;σF一一预应力弯起钢筋的有效预应力;Ap6一一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;αp一一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(5.3.3-1)和(5.3.3-2)中的民、σy、σ严和MKYo/lo,当为拉应力时,以正值代人;当为压应力时,以负值代人。5.3.4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:Wmax=αJZ严(1.9c+0.082旦)(5.3.4-1)ιPk收=1.1-0.65~(5.3.4-2)f"kUú;d------bzA2(5.3.4-3)呵1:niv;d,49
(5.3.4-4)式中αcr一一构件受力特征系数,按表5.3.4-1采用;改一一裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数:当ψ<0.2时,取收=0.2;当收>1时,取ψ=1;对直接承受重复荷载的构件,取收=1;对无粘结预应力混凝土受弯构件,当收<0.4时,取ψ=0.4;当ψ>1时,取ψ=1;σsk一一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5.3.5条计算;Es--钢筋弹性模量,按附录A取用;c一一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;P阳一一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Pte<0.01时,取pte=O.Ol;Ate一一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Ate=0.5bh+(鸟一b)hf,此处•bf、hf为受拉翼缘的宽度、高度;As一一-受拉区纵向非预应力钢筋截面面积;Ap--受拉区纵向预应力钢筋截面面积;d呵一一受拉区纵向钢筋的等效直径(mm);di一一受拉区第i种纵向钢筋的公称直径(mm);叫一一受拉区第i种纵向钢筋的根数;Vi一一-受拉区第i种纵向钢筋的相对粘接特性系数,按表5.3.4-2取用。注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eo/ho运0.55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呵、d,、叭、吃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。50
表5.3.4-1构件受力特征系鼓类型Q",受弯、偏心受压1.7偏心受拉轴心受拉2.2表5.3.4-2钢筋的相对粘结特征系数非预应力钢筋先张法预应力钢筋后张法预应力钢筋钢筋光面带肋带肋螺旋肋~j痕钢丝、带肋光面类别钢绞线钢筋钢筋钢筋钢丝钢绞线钢筋钢丝ViO.71.01.00.80.60.80.50.4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。5.3.5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N.-NrJ)(5.3.5-1)σ..=石可72受弯构件MK士M2-N同(z-ep)(5.3.5-2)σs4=(A+A.)zpM.:tM2p(5.3.5-3)e=e+-丁7一-"pðz=[0.87-0.12(l-r/)(hO)2Jho(5.3.5-4)e3对无粘结预应力混凝土受弯构件M.:tM2-O.75M"σd=0.87ho(0.3Ap+As)(5.3.5-5)Ma=(σ严+民)风(5.3.5-6)式中Ap一一-受拉区纵向预应力钢筋截面面积:对轴心受拉构51
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;As-一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丰只;。一一轴向压力作用点至纵向受拉钢筋合力点的距离;ep一一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民的作用点至受拉区纵向预应力和非纵向预应力钢筋合力点的距离;z-一一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o.87ho;rf"一一}受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值;M2-一后张法预应力混凝土超静定结构构件中的次弯矩值,按5.1.17条确定;当M2与Mk的作用方向相同时,取加号,相反时取负号;Mcr---受弯构件正截面开裂弯矩值;Nk、Mk一-按荷载效应的标准组合计算的轴向力值、弯矩值。5.3.6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5.3.7的允许值。表5.3.6受弯构件的挠度限值构件类型允许挠度手动吊车也1500吊车梁电动吊车10/600当乌<7m时10/2∞([0/250)屋盖、楼盖及楼梯构件当7运乌运9m时10/250(loI3∞)当10>9m时113∞(1/400)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52
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:310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。5.3.7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:MLB=‘B,(5.3.7)Mq(θ-l)+Mk式中Mk一一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;Mq一一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;Ba--荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度,按第5.3.8条公式计算;萨一-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。=2.0;5.3.8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,=0.85Ecι(5.3.8-1)2允许出现裂缝的构件R=-_0.85Ecι(5.3.8-2)Kcr+(1-Kcr)ωMcrK_=(5.3.8-3)crMk1.~0.21ω=11.0+~~-_"1(1+O.45η)-0.7(5.3.8-4a)飞αEfJI3对于无粘结预应力提凝土结构,可按下列公式计算:1.~~~.O.21ω=11.0+0.8λJEF)(1+0.45rf)(5.3.8-4b)53
(bf-b)hf(5.3.8-5)f-bho式中的一一钢筋弹"性模量与混凝土弹性模量的比值:αE=E,IEc;p-一纵向受拉钢筋配筋率:ρ=(Ap+A,)/(bho);Me,--受弯构件正截面开裂弯矩值,按(5.3.5-6)计算;ι、风-一换算截面"惯性矩及受拉边缘的弹性抵抗矩;吁-一受拉翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值;bf、h广一一受拉区翼缘的宽度、高度;Kcr一一正截面的开裂弯矩Mcr与弯矩矶的比值,当κ旷〉1.0时;取Kcr=1.0;σ户,一一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应力;γ一一构件的截面抵抗矩塑性影响系数,按第5.3.9条确定。λ严一一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:σA(5.3.8-6)peσ严Ap+fyA,4对预压时预拉区出现裂缝的构件•B,应降低10%。5.3.9构件的截面抵抗矩塑性影响系数γ可按下列公式计算:γ=(0.7+1~0)γm(5.3.9)式中γ一一构件的截面抵抗矩塑性影响系数基本值,可按表5.3.9取用;h-一截面高度(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。54
表5.3.9截面抵抗矩塑性影晌系数基本值翼缘位于受压翼缘位于受拉区的倒T形截面区的T形截面|马/b运2、hjh为任意值|马/b>2、h/h<0.21.501.501.40注:"1为环形截面的内环半径,对圆形截面取"1为零。5.3.10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Ecι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.趴在计算中,预应力钢筋的应力应扣除全部预应力损失。注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5.4.1后张法预应力混凝土构件的锚固区应按5.4.2条验算其控制张拉力作用下,局部承压区的抗裂性,并按5.4.3条验算其局部抗压强度。5.4.2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:FJ::;;;1.35βJ3IcA1n(5.4.2-1)βI=JZ(5.4.2-2)式中F广一局部承压的轴向力设计值,应取1.2倍的控制张拉力;ß<-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;当混凝土强度等级为C80时,取0.8;其间按线性内插法确定;βt一一混凝土局部承压时的强度提高系数;55
Alt,-一-1昆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450刚性角扩大的面积;!c一一混凝土轴心抗压设计强度;Ab一-一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5.4.2确定;Al一一混凝土局部承压面积。lbl0IbI["(0)6)1oo抖忏抖卡AbA,图5.4.2局部承压的计算面积5.4.3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:FJ运O.9(ßJ31c+2.0叩.ßcojy)AJn(5.4.3-1)当为方格网配筋时(图5.4.3a),体积配筋率P.应按下列公式计算:rlJA,JlJ+n2A"2l2(5.4.3-2)ρ-A___S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P.应按下56
列公式计算:4AUI(5.4.3-3)P.=瓦二式中ßcor一一配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数,仍按公式(5.4.2-2)计算,但A6以Acortt替,当A胁,大于A6时,应取A曲F=Ab;L一一钢筋抗拉强度设计值;r一一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,当提凝土强度等级为C80时,取O.邸,其间按线性内插法确定;A...r一一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AI的重心重合,计算中仍按同心对称的原则取用;卡』→A."A..、A,士l三1""15-cl^".ct丰(Q){川图5.4.3局部受压区的间接钢筋(a)方格网式配筋的螺旋式配筋57
ρν---间接钢筋体积配筋率(核心面积Aco,范围内单位混凝土体积所含间接钢筋的体积);nJ、A"J-方格网沿lJ方向的钢筋根数、单根钢筋的截面面积;n2、A"2一一方格网沿12方向的钢筋根数、单根钢筋的截面面积;dco,---螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土截面直径;A"t-一单根螺旋式间接钢筋的截面面积;s一一方格网式或螺旋式间接钢筋的间距,宜取(30-80)mm。间接钢筋应配置在图5.4.3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。5.4.4元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倍张拉控制应力和马曲中的较大值进行计算,h"k为元粘结预应力筋的抗拉强度标准值。5.4.5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,~(0.7卢,J,+0.15σpc,m)7Jhumho(5.4.5-1)公式(5.4.5-1)中的系数ηb应按下列两个公式计算,并取较小值:L2-sh-tmAUnuA++一ηη--=叶(5.4.5-2)β"吼一命ZJ(5.4‘5-3)式中F,一一『局部荷载设计值或集中反力设计值喃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。卢h一一-截面高度影响系数;当h~800mm时,取卢h=l.O;58
当h~2(泊Omm时,取ßh=0.9,其间按线性内插法取用;σ庐."一一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(1.0-3.5)N/旷范围内;Um一一临界截面的周长,距离局部荷载或集中反力作用面积周边儿/2处板垂直截面的最不利用长;ho一一截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值;ηbl一一局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数;η但一一临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数;乱一一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,ß.不宜大于4;当ß.<2时,取ps=2;当面积为圆形时,ß.=2;αs一一板柱结构中柱类型的影响系数;对中柱,取α=40;对边柱,取民=30;对角柱,取α.=20。5.5抗震设计5.5.1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>GB50011规定的相应计算原则和构造措施进行设计。5.5.2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5.1.2条规定取值。承载力抗震调整系数γRE"除局部受压部位取1.∞外,其余应按GB5∞II规定取用。S.5.3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z运O.25ho(5.5.3-1)二、三级抗震等级%~O.35ho(5.5.3-2)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59
率不宜大于2.5%(HRB4∞级钢筋)或3.0%(HRB335级钢筋)。5.5.4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;对预应力棍凝土框架梁,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(5.5.4-2)式计算的预应力强度比λp宜符合下列要求:λp~O.75(5.5.4-1)f.刀yAnPhλ=L-(5.5.4-2)p儿A入+/yAλ式中hp一一·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;hf一纵向受拉非预应力筋合力点至构件截面受压边缘的有效距离;注:对框架h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~I"限值可增大0.05。5.5.5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AJ和A,的比值,除按计算确定外,尚应满足下列要求:A,"_0.5一级抗震等级LEr--(5.5.5-l)1-λPA,"_0.3二、三级抗震等级~~一一一(5.5.5-2)A.-1-λp且梁底面纵向非预应力钢筋配筋率不应小于0.20%。5.5.6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5.5.6的规定。N+1.2NÀ=二示ι二l!"!..(5.5.6)Np式中λ忡-一预应力混凝土柱的轴压比;N一一柱考虑地震作用组合的轴向压力设计值;Npe一一作用于框架柱顶预应力筋的总有效预加力;A一一柱截面面积;60
f.一一混凝土轴心抗压强度设计值。表5.5.6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0.60.708|框架-剪力墙、框架-核心筒、板柱-剪力墙O.750.850.95注:1当浪凝土强度等级为C65-口。时,轴压比限值宣按表中数值减小0.05;2沿柱金高采用井字复合箍,且箍筋间距不大于1∞m、肢距不大于刷刷、直径不小于12mm,或沿柱全高采用复合螺旋箍,且螺距不大于1∞m、肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或沿桂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Ávo5.5.7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框架节点核电心区受剪的水平截面应符合下列条件:快:手(0砌c以快)(5.5.7-1)TRE式中飞。一一梁柱节点核心区考虑地震作用组合的剪力设计值;ßc一一混凝土强度影响系数,按GB5∞10有关规定取值;旷一正交梁对节点的约束影响系数,楼板为现挠,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;鸟一-节点核心区的截面有效验算宽度,按现行GB5∞11有关规定取值;hj一一节点核心区的截面高度,可采用验算方向的柱截面高度;γRE一一承载力抗震调整系数,可采用0.85。61
2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113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:b,k_~kf[1lM帆+0问Nt+儿?(hω-as")+lRE0.4Np.](5.5.7-2)式中bc一一验算方向的柱截面宽度;N一一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=O,且不计预应力筋预加力的有利作用;ι一一箍筋的抗拉强度设计值;λ-一一混凝土轴心抗拉强度设计值;A呻一一核心区有效验算宽度范围内同-截面验算方向箍筋的总截面面积;s-一箍筋间距;hω一一梁截面有效高度,节点两侧梁截面高度不等时可取平均值;α一一梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离;N严一一作用在节点核心区预应力筋的总有效预加力。在公式(5.5.7-1)和(5.5.7-2)中,当确定bj、hj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。5.5.8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bc加梁高hb,一级框架结构的扁梁宽度不应大于柱宽度。5.5.9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。62
5.5.10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款要求采用元粘结预应力筋的二、三级框架结构,可仍按国家建筑抗震设计标准GB5∞11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、三级元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。5.5.11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GB5∞11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1140-1145且不应小于2∞mm。周边支承预应力混凝土板的厚度不宜小于跨度的1145-1150,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(5.5.4-3)式计算的预应力强度比Åp不宜大于0.750注对元粘结预应力混凝土平板,公式(5.5.4-3)中的fn应取用元粘结预应力筋的应力设计值σpu;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。5.5.12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63
《元粘结预应力混凝土结构技术规程>>]GJ92中有关规定,配置非预应力钢筋。5.5.13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。5.5.14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5.5.8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(5.5.7-1)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(5.5.7-2)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.E中的较大值(图5.5.14a);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;64
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5.5.14a);对于扁梁边柱节点核心区,也可配置附加腰筋(图5.5.14b);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114,并应按受拉钢筋锚固在扁梁内。lujilul内忡『2广1十[[[卢l十睡非111如牛寻461-1图5.5.14a图5.5.14b1一柱内核心区箍筋2一核心区附加腰筋3一柱外核心区附加水平箍筋;4一拉筋;5一板面附加钢筋网片6一边梁5.5.15扁梁框架的边梁不宜采用宽度b大于柱截面高度hc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。5.5.16预应力混凝土框架柱的剪跨比宜大于2。5.5.17在预应力混凝土框架中,与预应力混凝土梁相连接的预65
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ηc二级应取1.4,三级应取1.205.5.18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?昆凝土柱,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-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GB50011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%。5.5.19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1.25、1.1505.5.20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5.6.1预应力混凝土板及梁的截面尺寸选择:1预应力?昆凝土板的厚度宜符合表5.6.1斗的规定。表5.6.1-1预应力混凝土板的厚度与跨度的比值(ν1)板的种类板的支项次无梁楼盖承情况单向板双向板.悬臂板有柱帽或托板|元柱帽简支1/35-1/钊1/451/45-1/501/35-1/拍2连续1/40-1/451/501/10一一注11为板的计算跨度;无梁楼盖中I为板的长边计算跨度;2双向板指板的长边与短边之比小子3的情况:66
3荷载较大时,板厚应适当加厚;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5.6.1-2的规定。表5.6.1-2预应力混凝土梁的高度与跨度的比值{岛11)分类梁截面高跨比简支梁1/15-1120连续梁1120-1125单向密肋梁1/20-1125双向井字梁1/20-1/万三向井字梁1125-1130悬臂梁118-1110框架梁1/15-1120简支扁梁1115-1125连续扁梁1120-1130框架扁梁1/18-1130注1l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-ll3)h;扁梁的截面宽度b取(1.7-3.0)h。5.6.2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。5.6.3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,应根据挠筑混凝土、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;67
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预应力钢丝柬与埋人式锚具之间的净距不应小于20mmo5.6.4在先张法预应力混凝土构件中,预应力筋或埋人式锚具与构件表面之间的保护层厚度按5.1.20、5.1.22条取佳。5.6.5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今8@10005.6.6T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。5.6.7后张预应力筋的孔道应符合下列规定:1在桂架梁中,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,梁倒不宜小于40mmo2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(10-20)mm;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。5.6.8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(50-70)mm不宜小于4m;对孔径(75由95)mm不宜小于5mo折钱孔道的弯折处,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68
线段长度不应小于300mmo5.6.9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。5.6.10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。5.6.11后张法构件在预应力筋错具下及张拉设备的支承处,应设置钢垫额,垫板可用Q235号钢,厚度多孔锚不小于16mm、单孔锚不小于12mm。5.6.12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。5.6.13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在逐段挠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。5.6.14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。5.6.15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。因铺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。5.6.16预应力混凝土曲梁宜采用箱形截面。当曲率较大时,应69
根据计算适当增加腹板厚度或增加腹板箍筋和腹坦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。5.6.17元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(6-8)mm;2单根元粘结筋在构件端面上的水平和竖向最小间距可取60mmo5.6.18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.4,应符合下式规定:A,泣。.0025bh(5.6.18-1)且非预应力筋直径不应小于8mm,其间距不应大于2∞mm。2梁中受拉区配置的非预应力筋最小截面面积应符合下列规定:汇A.h,/fl-丛L二ι一一Z注剖刘主站址O队.2万5仔5.6.1刊18-斗2勾)λt;ikj严λ儿ιiA仁1,h飞s牛打tσF严阳旷puAp及A,二三O‘003bh(5.6.18-3)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国长度或延伸长度的要求。5.6.19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,~O.00075hL(5.6.19-1)式中L一一"平行于计算纵向钢筋方向上板的跨度;h一一板厚。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300mm,外伸出柱边长度至少为支座每一边70
净跨的116。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。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定:AJ~O.∞25bh(5.6.19-2)且钢筋直径不应小于8mm,间距不应大于2∞mmc5.6.20当艇上开洞时,无粘结预应力筋可以从洞口的两侧或一侧绕过洞口铺设。元粘结预应力筋距洞口不宜小于150阳,水平偏移的曲率半径不宜小于6.5矶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5.6.20,图.5.6.20开洞处预应力筋布置注洞口无粘结预应力筋布置宜满足a;;.150nm.b注3∞nm;Z当C:d>l:6时,需配置U形筋。71
6施工6.1施工深化设计和准备6.1.1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。6.1.2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。6.1.3施工图深化设计文件,应由设计单位签字确认。6.1.4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。6.1.5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。72
6.1.6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。6.1.7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匹配值的计算;3预应力筋张拉伸长值计算。6.1.8预应力工程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;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6.2.1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。6.2.2钢丝柬辙头前,应首先确认该批预应力钢丝的可辙性。钢丝辙头头型尺寸应符合:直径(1.4-1.5)d,高度(0.95阳1.05)d(d为钢丝的直径);两端为辙头锚具时,应采用等长下料法。徽头强度不应低于母材抗拉强度的98%。6.2.3钢绞线挤压错具挤压时,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错具外端(2-5)mm。6.2.4制作好的预应力筋应有防护措施。室外存放时,须垫枕73
木,放置于干燥处,并采用苦布覆盖等有效措施,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6.3.1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。6.3.2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(0.5-1.5)m。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。6.3.3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。接头管两端用防水胶带或热塑管密封。6.3.4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50∞Omr口叽I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。6.3.5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12mo6.3.6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(500-800)mm,并用堵头临时封口。钢管接长应采用丝扣连接。6.3.7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74
应力筋对中且可靠固定。6.3.8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)或混凝土挠筑后(后穿法)穿人孔道。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。6.3.9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。6.3.10采用先穿法安装后的预应力筋宜采取防锈蚀措施。6.3.11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6.3.11规定,并做出检查记录。表6.3.11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...3∞13∞15∞允许偏差主5土10::1:15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无桔结预应力筋铺设6.4.1元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112,缠绕层数不应少于2层,缠绕长度应超过破损处两侧各30mm。护套严重破损的无粘结预应力筋禁止使用。6.4.2梁中无粘结预应力筋可通过与箍筋点焊牢的钢筋支托可靠固定;支托间距宜为(1.0-1.5)m。同一束各根预应力筋宜保持平行。预应力筋(预应力束)间净距不宜小于50mm,预应力束至构件边缘的净距不宜小于40mm。6.4.3板中无粘结预应力筋矢高宜采用钢筋马凳控制,间距不宜大于2.0m,其竖向允许偏差应符合表6.3.11的规定。6.4.4双向板中,无粘结预应力筋的铺设宜采用竖向坐标先低75
后高的原则。6.4.5元粘结预应力筋张拉端承压板可固定在端部模板上,或利用短筋与四周钢筋焊牢。承压板面应垂直于预应力筋。当张拉端采用凹人式做法时,可采用塑料穴模或其他穴模。6.4.6张拉端预应力筋的外露长度应根据张拉机具所需尺寸确定,且与承压板相垂直,曲线筋的起始点至张拉锚固点应有不小于300mm的直线段;单根预应力筋弯曲时最小曲率半径对φ12.7mm和今15.2mm钢绞线分别不应小于1.5m和2.0m。在安装带有穴模或其他预埋人张拉端锚具时,各部件之间不应有间隙。6.4.7内埋式固定端的预埋锚垫板不得重叠,锚具应贴紧锚垫板。6.5混凝土浇筑6.5.1混凝土浇筑前,在预应力筋及孔道布置控制部位应作标志,防止混凝土挠筑时损坏,并在锚垫板内口、灌浆孔和排气孔口等用海绵或其他物品垫堵,防止混凝土及浆液进入孔道。6.5.2混凝土浇筑时,对张拉区锚垫板及钢筋密布区域应采取可靠措施,确保混凝土浇筑质量,不应出现空洞、蜂窝、麻面等缺陷。对有粘结后张预应力结构,在混凝土浇筑后初凝前宜抽动孔道内的预应力筋,以判定孔道内是否漏浆。若出现漏浆,应及时处理,以保证孔管内预应力筋张拉顺畅。6.5.3混凝土浇筑时,应另制作两组试块,并与预应力构件同条件进行养护,作为张拉或放张时确定混凝土强度等级的依据。6.6预应力筋张拉和放张6.6.1预应力张拉设备和仪表应满足预应力筋张拉或放张的要求,且应定期维护标定。张拉用千斤顶与油压表应配套标定和使用。张拉设备的标定期限,不应超过半年。标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。76
6.6.2预应力筋张拉前,应根据设计规定及施工技术方案确定张拉控制力以及对应的压力表读数和伸长值。6.6.3先张法施工张拉台座应核算其强度、刚度和稳定性。6.6.4预应力筋张拉或放张时,混凝土强度应满足设计要求;当设计元具体要求时,其同条件养护的混凝土立方体抗压强度标准值,不应低于设计规定混凝土强度等级的75%。当为防止混凝土早期出现裂缝而施加预应力时,混凝土强度可不受上述限制,但应符合局部受压承载力的要求。现捷结构施加预应力时,混凝土的龄期:后张预应力楼板不宜少于7天,后张预应力梁不宜少于10天。6.6.5锚具安装前,应清理锚垫板端面的混凝土残渣和喇叭口孔内杂物,且应检查并保证锚垫板内的混凝土密实,同时应清理预应力筋表面浮锈和渣土。锚具安装时锚板应对中,夹片应击紧且缝隙均匀。6.6.6张拉千斤顶安装时,应使张拉力的作用线与张拉端预应力筋中心线重合。6.6.7预应力筋张拉顺序应符合设计要求。若设计元具体规定时,可采用分阶段、分区块、分部位张拉,张拉应遵循对称原则。对预制屋架等平卧叠挠构件,应从上而下逐棍张拉。6.6.8张拉方法应根据设计或施工计算要求采取一端或两端张拉。采取两端张拉时,可两端同时张拉,也可一端先张拉,另一端补张拉。对同→束预应力筋,宜采用相应吨位的千斤顶整束张拉。张拉过程应匀速升压。6.6.9当采用应力控制方法张拉时,应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与计算伸长值的偏差不应超过土6%。如超过允许偏差应查明原因并采取措施后方可继续张拉。6.6.10预应力筋张拉过程中应避免断丝或滑丝。如发生断裂或滑脱,对后张法结构构件,同一截面的根数不得超出表6.6.10规定。对先张法施工,在混凝土烧筑前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换。77
表6.6.10滑丝、断丝限值表建筑结构预应力筋种类有粘结元粘结3%2%钢丝、钢绞线每束钢位(钢绞线)不起过l根钢筋不允许6.6.11预应力筋的张拉程序,按设计要求确定。当设计元具体规定时,可采用以下两种方式:10一→初应力一→矶。「→1.05σcon(持荷2min)一→σcon.(锚固)20一→初应力一→σcon一→1.03ucon(持荷2min)(锚固)6.6.12对转换层预应力梁、以控制裂缝为主的预应力工程或楼面张拉等特殊情况,应根据设计和施工要求采取专门的张拉工艺,如分批张拉、分级张拉、分段张拉、变角张拉等。6.6.13对多波曲线或超长预应力筋,为提高内支座和中间处的预应力筋张拉应力,可采用超张拉回松技术。6.6.14先张法预应力筋可以成组张拉或单根张拉,采用成组张拉时,应先调整每根预应力筋的初应力。单根张拉时,应根据支座变形情况计算每根预应力筋的张拉力。预应力筋张拉后与设计位置的偏差不应大于5mm,且不得大于构件截面短边边长的4%。6.6.15锚固阶段张拉端预应力筋的内缩值,应符合本规程要求。锚固后,夹片缝隙均匀,夹片顶面宜平齐,其错位宜小于2棚,且不应大于4mm。6.6.16先张法预应力筋的放张顺序应符合设计要求。当设计无要求时,可按下列规定放张:1轴心受压构件,所有预应力筋宜同时放张;2偏心受压构件,宜先同时放张预压力较小区域的预应力筋,再同时放张压力较大区域的预应力筋;78
3如不能满足1、2两项规定放张时,应分阶段、对称,相互交错放张。6.6.17先张法预应力筋宜采用缓慢放张方法,可采用千斤顶或螺杆等机具进行单独或整体放张。放张后,构件端部钢丝内缩值不应大于1mmc6.6.18后张法预应力筋张拉铺固后,如遇特殊情况需要放张,应有专项预应力放张方案。6.6.19预应力筋张拉放张后,应检查构件有无出现裂缝。如出现有害裂缝,应会同设计单位处理。6.6.20预应力筋张拉放张应有详细记录。6.7灌浆及封锚6.7.1灌浆技术分为真空辅助灌浆和非真空辅助灌浆两种。6.7.2后张法有粘结预应力张拉完毕,待锚固稳定后,经检查合格,孔道应尽早灌浆,一般不宜超过48小时。6.7.3灌浆前应检查灌浆孔、排气孔与预应力筋孔道等是否畅通,对锚具夹片空隙和其他可能漏浆处需采用高标号水泥浆或结构胶等封堵。6.7.4灌浆设备的配置应满足连续工作的要求,灌浆前应检查配套设备、输浆管和阀门的可靠性。灌浆泵应配备计量标定合格的压力表。6.7.5孔道灌浆用水泥浆应采用强度等级不低于42.5普通硅酸盐水泥和水拌制。其水灰比不应大于0.42,拌制后3小时泌水率不宜大于2%,且不应大于3%,泌水应在24小时内全部重新被水泥浆体吸收。水泥浆的可灌性以流动度控制;采用流淌法测定时应为(130-180)mm,采用流锥法测定时应为(12-18)秒。测定方法可参照附录L。6.7.6水泥浆中宜掺入高性能外加剂,严禁掺人对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。掺外加剂后,水泥浆的水灰比可降为0.35-0.38。79
6.7.7孔道灌浆宜先灌下层孔道,后灌上层孔道,每个孔道必须-次性连续灌满。浆液由近至远,并逐个检查出浆口,待冒浆后,逐→封闭。最后一个出浆孔出浆后,连续加压(0.5-0.7)MPa,稳压(1-2)mill后封闭进浆孔。水泥浆从拌制到灌入孔道的延续时间视气温情况而定,→般不宜超过(3如0-4句5)mill6.7.8孔道补浆可采用以下方法:1二次压浆法:二次压浆的间隔时间可为(30-45)mill;2重力补浆法:在孔道最高处400mm以上,连续不断补浆,直至浆体不下沉为止。6.7.9竖向孔道灌浆应自下而上进行,并应设置阀门,阻止水泥浆回流。6.7.10灌浆过程中发生故障,不能连续一次压浆时,应立即用压力水冲洗灌浆孔道,直到孔道干净,待故障处理后再重新进行灌浆。6.7.11灌浆后应立即检查灌浆的密实情况,如有不实应及时处理。6.7.12水泥浆强度等级应符合设计规定,设计无具体规定时一般应不低于M30。6.7.13孔道灌浆应填写施工记录,标明灌浆日期、水泥品种、强度等级、配合比、灌浆压力和灌浆情况。6.7.14锚具封闭保护应符合设计要求。当设计无具体要求时,应符合下列规定:1凸出或内凹穴模内的锚具应采用与预应力结构构件相同强度等级的细石混凝土或无收缩砂浆封闭保护,封锚混凝土或砂浆应密实、无可视裂纹;2凸出式锚具的保护层厚度不应小于50mm,外露预应力筋的混凝土保护层厚度:处于一类环境时,不应小于20mm;处于二、三类易受腐蚀环境时,不应小于50mm。3锚具封闭前应将周围混凝土界面凿毛并冲洗干净,凸出式锚具宜配置钢筋网片。80
4后张无粘结预应力筋锚具封闭前,锚具和夹片应涂防腐油脂,并套上塑料帽;5对处于二、三类环境条件下的无粘结预应力筋与锚具部件的连接处,应采取密封装置或采取连续密封措施;6当采用涂刷防锈漆保护锚头时,应能确保日后可以重新涂刷。6.7.15封锚前外露预应力筋宜采用机械方法切割,切割后预应力筋的外露长度不宜小于其直径的1.5倍,且不宜小于25mm。6.7.16对长期外露的错具,应采用防腐蚀措施。6.8真空辅助灌浆6.8.1真空辅助灌浆除采用传统的灌浆设备外,还需要配备真空泵及其配件。6.8.2真空辅助灌浆的孔道应具有良好的密封性,宜采用密封性更好的塑料波纹管。6.8.3真空辅助灌浆采用的水泥浆应优化配合比,宜掺人适量的缓凝高效诫水剂,根据水泥浆强度等级的不同,其水灰比可选0.33-0.40。制浆时宜采用高速搅浆机。6.8.4预应力孔道灌浆前,应切除外露的多余钢绞线并进行封锚。6.8.5孔道灌浆时,在灌浆端先将灌浆阀、排气阀全部关闭。在排浆端启动真空泵,使孔道真空度达到(-O.1--o.08)MPa左右的负压并保持稳定,然后启动灌浆泵开始灌浆。在灌浆过程中,真空泵应保持连续工作,待抽真空端有浆体经过时关闭通向真空泵的间门,同时打开位于排浆端上方的排浆阅门,排出少许浆体后关闭,然后继续按常规方法完成灌浆。6.9体外预应力束施工6.9.1体外预应力束(体外索)可选用镀铸钢绞线、无粘结钢绞线、环氧涂层钢绞线和不锈钢钢绞线等,其性能应符合本规程81
3.2节的有关规定。6.9.2体外束的锚固体系应与束体的形式和组成相匹配,可采用常规后张锚固体系或体外束专用锚固体系,其性能应符合本规程第3.3节有关规定,对有整体调束要求的体外束锚固体系可采用锚具外螺母支撑承力方式。6.9.3体外束的外套管,可选用高密度聚乙烯管(HDPE)或镀辞钢管。高密度聚乙烯管(HDPE)应保证长期使用耐老化功能,必要时应及时更换,管壁厚度宜在(2-5)mm;钢管壁厚宜不小于管径的1/40,且不小于2mm,并应定期作防腐处理。6.9.4体外束防腐材料的耐久性应与所属的环境和实际使用年限要求相一致,其制作、运输、安装和张拉过程中,应保证防腐材料具有稳定性、柔韧性、抗裂性并在所要求的温度范围内不流淌。6.9.5体外束的锚固区、转向装置的预埋锚件、管道位置及预应力筋转折角点的位置和方向应符合设计要求。体外束与承压板应垂直,体外束折点至张拉锚固点的直线段距离不宜小于600mm。6.9.6体外束套管的安装应保证连接平滑和完全密闭,在穿束过程中应防止预应力束相互缠绕和束体护套受机械损伤。6.9.7在混凝土梁加固工程中,体外束锚固端的孔道可采用静态开孔机成型,且不得损伤原有混凝土梁的受力主筋。在箱梁底板加固工程中,体外束锚固块的做法可开凿底板植人锚筋、绑焊钢筋和锚固件,再浇筑混凝土块。6.9.8体外束张拉宜先单根张拉至(0.1-0.15)σcon,再整束张拉至控制应力。张拉次序应能保证构件对称均匀受力,并采取措施避免张拉时梁出现侧向变形。6.9.9体外束张拉锚固后,外露钢绞线长度应符合构造规定,当有换束需要时,应满足换束长度的要求,外露钢绞线长度一般为(250-600)mm。6.9.10体外束外套管内采用水泥灌浆时,水泥浆强度应符合设82
计要求,灌浆应密实并连续包裹预应力筋全长,避免出现气泡。6.9.11体外束更换时,应按设计要求进行,操作时将要换束的两端同时缓慢放张后抽出。6.9.12体外束的锚具应设置全密封防护罩。对不可更换的体外束,可在防护罩内灌注水泥浆或其他防腐蚀材料;对可更换的体外束应在防护罩内灌注油脂或其他可清洗的防腐材料c6.9.13当体外束有防火要求时,应涂刷防火涂料,或采取其他的防火措施。6.9.14体外束张拉时,应做好记录,内容应包括:日期、张拉力、体外束伸长值和结构变形的测量值。6.10施工管理6.10.1预应力施工必须由相应资质等级的预应力专业施工单位承担,施工人员必须具备相应的资质或上岗证。6.10.2预应力专业施工单位应在建设单位或总承包单位主持下会同设计单位、监理单位对预应力工程图纸(含深化设计图纸)进行会审,熟悉设计意图,明确技术要点及难点,并形成会审纪耍。6.10.3预应力专业施工单位应按照、设计及本规程要求编制施工方案,经单位技术负责人审核,报总承包施工单位审定及监理单位批准后实施。预应力工程施工方案应包括以下内容:1工程概况;2施工部署:施工现场管理机构、施工顺序、施工进度、劳动力安排及材料设备供应;3材料采购和检验、机械设备标定;4施工方法:包括工艺流程和预应力筋制作、孔道留设、预应力筋敷设、锚固端安装、预应力筋张拉、孔道灌浆和封锚等工序方法;。5相关工序(模板、普通钢筋、混凝土、水电等)的配合工作;83
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预应力施工计算书(作为附件)。6.10.4预应力筋和锚具、夹具、连接器和减震装置、传力节点等材料的品种、规格、强度等级应按设计要求选用,检验合格,方能使用。6.10.5预应力工程施工用的各种机具设备及仪表,应有专人操作使用,定期维护和校验。当施工过程发生下列情况之一时,应重新校验机具设备。1张拉时预应力筋连续断筋;2千斤顶严重漏油;3油压表指针不能回零点;4油泵调换油压表;5实测预应力伸长值与理论计算值相差过大。6.10.6多层和高层现浇预应力混凝土楼面结构的施工顺序,应根据平面尺寸、施工进度、气候条件等选用逐层挠筑、逐层张拉、数层浇筑顺向张拉和数层浇筑逆向张拉方案。采用数层浇筑JI匮向张拉时,上层结构的混凝土强度等级应大于C15。6.10.7大面积单层和多层现浇预应力混凝土楼面结构的施工段划分,应根据结构平面布置特点和约束情况、超长预应力筋施工和预应力损失、大面积混凝土施工和收缩变形,以及模板与支架投入量等确定。施工顺序宜从中间施工段向两端拓展。6.10.8施工总承包单位对现挠预应力结构的支架体系,应编制合适的支架搭设方案,并应附力学验算。预应力梁板、底模的起拱高度宜取跨度的0.5%0-1%0,模板体系搭设时间应在施工组织设计中详细规定。现浇预应力梁的侧模应在预应力筋张拉前拆除,底模可在预应力筋张拉完毕灌浆强度不低于M15后拆除。6.10.9预应力筋或成孔管道铺设后,周边敷设的各种管线不应将预应力筋的竖向位置变动,在周围不得进行焊接作业,否则应采取防护措施。84
6.1队10张拉前预应力施工单位应对被张拉构件混凝土强度等级、端部预埋件、灌浆孔、外观等进行全面检查,在符合设计规定后,填好张拉通知单,经监理工程师签证后进行预应力筋张拉。6.10.11质量管理应符合下列要求:1预应力工程施工前应按本规程规定建立质量保证体系;2材料采购必须严格按设计图纸规定的规格型号和要求选择材料供应方,要求分供方有生产许可证(或营业执照)和出厂合格证(或质量保证书);3材料验收控制:材料的外观质量、规格型号、数量等均应一一复核;4设备进场时,必须由设备管理员和监理工程师进行验收并做好记录.确认能满足要求时,才能投入使用;5预应力工程和相关工序施工前,应由项目技术负责人向相关施工人员和操作工人书面技术交底,并在施工过程中检查执行情况;6挠筑混凝土前,应由监理工程师组织隐蔽工程验收;7预应力工程施工质量应由施工班组自检、施工单位质量员专捡和监理工程师抽检等三级检查,并有见证记录,检查记录见附录M。6.10.12安全技术措施应符合下列要求:1预应力工程施工前应按本规程要求建立安全保证体系,人员应包括施工总承包单位安全管理员。操作现场应挂安全操作规程,并对全体人员做安全技术交底。2高空作业时,应架设操作脚手架或操作平台。3现场放线切割预应力筋或拉束时应采取防护措施,确保安全。4预应力张拉作业部位上下左右应设置安全护栏和安全警示标志,严禁其他工序人员同时作业,张拉构件两端正前方严禁站人,作业人员应位于千斤顶两侧。85
5所有电器设备使用前应进行安全检查,及时更换不合格配件,消除隐患,雨天应有防雨措施,严防电器设备受潮漏电。6孔道灌浆时,操作人员应带防护眼镜,以防水泥浆喷出伤及眼睛G86
7检验与监测7.1一殷规定7.1.1预应力工程应根据单项工程量和梁、板单跨度或连跨跨数以及总长度的不同划分为重要工程和一般工程两种类别。7.1.2符合下列条件之一者为重要工程,其他则为一般工程。1单项工程预应力筋用量超过<6Ot(含6Ot);2单跨跨度超过27m(含27m)的梁;3连续跨超过4跨(含4跨)或预应力结构超过50m(含50m)的连续梁或板;4其他特殊功能要求的预应力工程。7.1.3预应力工程检验与监测的项目、内容以及要求应按工程类别不同分别进行c对一般预应力工程项目应进行材料及器具的进场复验和预应力筋张拉控制力与伸长值现场检验;对重要预应力工程除进行一般工程项目复验与检验外,还应进行现场张拉端锚固损失、有效预应力值和孔道摩擦损失值以及其他设计要求项目的监测。7.2材料进场复验7.2.1预应力钢丝进场复验应符合下列规定:1钢丝的外观质量应逐盘(卷)检查,钢丝表面不得有油污、氧化钢皮、裂纹或机械损伤,表面允许有回火色和轻微浮锈;2钢丝的力学性能按批抽样试验,每→检验批重量不应大于60t。从同一批中任取10%盘(不少于6盘),在每盘中任意→端截取2根试样,分别作拉伸试验和弯曲试验,当有一项试验87
结果不符合GB/T5223的规定时,该盘钢丝判定为不合格品,再从同批未抽检验钢丝盘中抽取双倍数量的试件重做试验,如仍有一项试验结果不合格,则该批钢丝判为不合格品,但仍可逐盘检验取用合格品。对设计文件中指定要求的钢丝应力松弛性能、疲劳性能、扭转性能、辙头性能等,应在订货合同中注明交货条件和验收要求。7.2.2钢绞线进场复验应符合下列规定:1钢绞线的外观质量应逐盘检查,表面不得有油污、锈斑或机械损伤,允许有轻微浮锈,钢绞线的捻距应均匀,切断后不松散;2钢绞线的力学性能按批抽样试验,每一检验批重量不应大于60t。从同一批中任取3盘,每盘中任意一端截取一根试样进行拉伸试验。试验结果的判别和复验方法按本规程7.2.1条有关规定执行。结果应符合GB/T5224的规定。7.2.3高强钢筋进场复验应符合下列规定:1精轧螺纹钢筋的外观质量应逐根检查,钢筋表面不得有裂纹、起皮或局部缩颈,其螺纹制作面不得有凹凸、擦伤或裂痕,端部应切割平整;2精轧螺纹钢筋的力学性能应按批抽样试验,每一检验批重量不应大于60to从同一批中任取2根,每根取2个试样分别进行拉伸和弯曲试验。当有一项或一项以上试验结果不符合有关标准的规定时,应取双倍数量试样重作试验,如仍有复检结果不合格项,则该批高强钢筋判为不合格品;3预应力钢棒进场复验应符合相关标准的规定要求。7.2.4元粘结预应力钢绞线进场复验应符合下列规定:1外观质量应逐盘检查,护套表面应光滑,无凹陷、无裂缝、元气孔、元明显皱榴和机械损伤;2润滑脂用量和护套厚度应按批抽样检验,每批重量不应大于60t,每批任取3盘,每盘各取1根试样。润滑脂用量:对中"12.7钢绞线不应小于43g1m,cþ"15.2钢绞线不应少于50glm,88
对φ"15.7钢绞线不应少于53g/m;护套厚度:对一、二类环境不应小于1.0mm,对三类环境应按设计要求确定。检验结果应符合JGI61的规定。7.2.5涂层预应力筋进场复验应符合下列规定:1钢丝和钢绞线的规格和力学性能应按本规程7.2.1和和7.2.2条的要求进行复验。其结果应符合现行国家标准GBITl7101和现行行业标准YBITl52及YB/T5∞4的规定。环氧涂层钢绞线和缓粘结钢绞线的规格和力学性能应符合相关标准和设计要求的规定;2镀铮钢丝、镀辞钢绞线和环氧涂层钢绞线的涂层表面应均匀、光滑、无裂纹。涂层的厚度的连续性和粘附力应符合国家现行有关标准的规定;3缓粘结钢绞线的涂层、厚度、缓粘结时间应符合相关标准和设计文件的规定。7.2.6锚具、夹具和连接器进场复验应符合下列规定:1外观检查。按批抽捡,每批应不大于1∞0套,单孔锚具为2∞0套(夹具、连接器不超过5∞套)。从每批中任取10%且不少于10套。检查外观,锚具(夹具、连接器)表面应无污物、锈蚀、机械损伤和裂纹,外形尺寸应符合规定要求。当有一套表面有裂纹时,应逐套检查,有裂纹等缺陆为不合格品;2对锚具(夹具、连接器)应进行硬度复验,结果应符合产品标准规定。对新型锚具应从每批中抽取5%且不少于5套,对常用锚具每批中抽取2%且不少于3套,按产品标准规定表面部位和硬度范围进行硬度复检。当有→个零件硬度不合格时,应另取双倍数量的零件重作试验,如仍有一个零件不合格,则应对该批零件逐个检验,取其合格品。7.2.7预应力筋一锚具(夹具、连接器)组装件试验应符合下列规定:1预应力筋一锚具(夹具、连接器)组装件静载锚固性能试验应从已作进场复检合格的锚具(夹具、连接器)和预应力89
筋同一批中抽取6套锚具(夹具、连接器)与预应力筋,组成预应力筋→曲具组装件三组。组装件的试验结果应符合本规程3.3.3的规定。当有一组组装件试验结果不符合要求时,应取双倍数量的组装件重作试验,如仍有一组组装件不符合要求时,则该批锚具判为不合格;注钢丝束徽头铺具组装件试验前,应拍取6个试样进行徽头强度试验,且徽头强度不应低于母材抗拉强度的98%;2钢绞线预应力筋-多孔锚具组装件静载锚固性能试验时,预应力筋数量可不满孔,但应不少于设计根数的50%.且不少于3根并应分布均匀;3对销具用量不多的一般工程,如由供货方提供有效试验合格证明文件,经工程负责单位审定认可并正式备案,可不进行静载锚固性能试验。2对承受动荷载作用的构件,预应力筋-锚具组装件疲劳性能试验每批三组,试验结果均应符合本规程3.3.4规定;3对抗震结构,预应力筋一锚具组装件周期荷载试验每批三组,试验结果均应符合本规程3.3.5规定。7.2.8预应力混凝土用波纹管进场复验应符合下列规定:1预应力混凝土用波纹管外观检查应全数检查,其内外表面应清洁、无油污、无孔洞,对金属管还应满足元锈蚀、元不规则的榴皱,咬口不应有开裂或脱开。尺寸应符合JG/4T3013和JT/T529的规定;2波纹管的刚度、抗渗性能和密封性能应符合JG/白013和JT/T529的规定。7.3现场检验7.3.1预应力筋的张拉控制力应符合下列规定:1预应力筋的张拉控制力P;=σωm"Ap+PO(7.3.1)式中:σcom一预应力筋的张拉控制应力,应在设计图纸上标明;Ap--一每套锚具预应力筋的公称截面面积之和;90
P。一一锚口摩阻力,采用夹片时,张拉端锚口摩阻力Po按计算张拉控制力巧的5%计,也可采用附录E的方法实测取用,对于其他锚具取Po=0;2预应力筋张拉端张拉控制应力可采用附录E或F中的力传感器测定或由千斤顶油压表测定并换算;3张拉端锚具下口实际张拉控制力巧与计算张拉控制力巧的偏差不应大于土5%;4检验数量:全部检验。7.3.2预应力筋的张拉伸长值应符合下列规定:1预应力筋的张拉伸长值可按下列公式计算:~P_LÂL~=.m~P(7.3.2一1)rApEsJ1I....-h+μ8、Pm=Pj!ζ二T一)(7.3.2-2)式中Pm一一预应力筋的平均张拉力,取张拉端拉力Pj与计算截面扣除孔道摩擦损失值的拉力平均值,若为张拉端截面,Pm=Pj;Lp一一预应力筋的实际长度;Ap一一预应力筋的公称截面面积;ES--预应力筋的弹性模量。2预应力筋实际张拉伸长值应在建立初拉力(可取σC阔的10%-20%时)后进行测量;3实际伸长值ÂL~可按下式计算:A与=ÂL~I+.1月2-na-b-c(7.3.2-3)式中ÂL~t一--从初拉力至控制张拉力之间的预应力实测伸长值;ÂL~--初拉力前的推算预应力筋伸长值,可用图解法或计算法确定;α一一张拉过程由于千斤顶行程不足而进行1次或数次锚固回缸所引起预应力筋内缩值,其值可按附录91
D.0.1表取用;N一一为千斤顶回缸次数,b-一千斤顶体内的预应力筋张拉伸长值,根据千斤顶缸体长度按7.3.2-1公式计算;c--张拉阶段构件的弹性压缩值。4实际伸长值AL;与设计计算理论伸长值A与的相对允许偏差为土6%;5检验数量:全部检验。7.4现场监测7.4.1预应力筋张拉端张拉锚固后锚固损失值应符合下列规定:1张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σ/1按附录D.O.l的相关公式计算;2锚固损失的测定方法可按附录F方法实测;3直线预应力筋张拉端锚回损失实测值与设计所提供计算值的偏差不应大于土5%;4曲线或折线预应力筋张拉端锚固损失实测值与计算值的偏差当锚固损失消失于曲线反弯点以外时,不应大于:t8%;当锚固损失消失于曲线反弯点以内时,不应大于:t10%。7.4.2预应力筋张拉端建立的有效预应力应符合下列规定:1预应力筋张拉端建立的有效预应力σL可按下式计算:σpe-σconσ11σ14σβ(7.4.2)式中:町、町、σ15一一分别为预应力筋锚固损失值、预应力筋松弛损失值、?昆凝土的收缩和徐变引起的损失值;2预应力筋张拉端锚固后实际的有效预应力值σL测定方法,可参照附录E或F方法测定;3预应力筋张拉端锚固后预应力筋松弛损失值σ抖,以张拉锚固后1小时为基准确定,此时的预应力筋松弛损失值相当与全部内的40%;92
4混凝土的收缩和徐变引起的损失值内可取(50-80)2N/nm。当结构处于年平均值的相对湿度低于40%的环境时,内值应增加30%;5预应力筋张拉端锚固后实测建立的有效预应力值σL与工程设计规定检验值σL的相对允许偏差应不超过土5%;6监测数量:同一监测批(检验批)内,抽查预应力束总数的5%,且不少于2束。7.4.3预应力筋与孔道壁之间的摩擦损失值σn应符合下列规定:1预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失值σn可按附录D.0.2的公式计算;2σu实测值现场测试方法可参照附录F进行;3预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力筋损失σn实测值与计算值的相对偏差不宜大于土5%;4监测数量:同一监测批内,抽查预应力束总数5%.且不少于2束。7.4.4设计规定的现场其他监测内容和要求。93
8工程验收8.0.1预应力分项工程施工质量验收应按《混凝土结构工程施工质量验收规范>GB50204执行。8.0.2预应力工程原材料的批量划分、质量标准和检验方法应符合国家现行有关产品标准和本规程的规定。8.0.3预应力分项工程根据施工工艺流程,可划分为原材料制作及安装、张拉、灌浆及封锚等三个检验批。每个检验批的范围,可按楼层、结构缝或施工段划分,在专项施工方案中明确。8.0.4预应力施工检验批的质量验收,应由监理工程师组织施工单位(含分包单位)质量员进行,并按预应力分项工程检验批质量验收统一用表做出记录,表格参见附录M。8.0.5检验批合格质量应符合下列规定:1主控项目和-般项目的质量经抽样检验合格;当采用计数检验时,对主要的一般项目(如束形控制点竖向位置偏差)合格点率应达到90%,对主控项目(如张拉伸长值偏差)合格点率应达到95%。2具有完整的施工操作依据和质量检查记录。8.O.6预应力分项工程的验收应由监理工程师组织施工单位(含分包单位)项目技术负责人进行,并按预应力分项工程质量验收统一用表作出记录,参见附录P。对重要工程,设计单位设计人员宜参加验收。8.0.7预应力分项工程量验收合格应符合下列规定:1分项工程分项质量检验批均符合合格质量的规定;2分项工程验收资料完整并符合验收要求。8.O.8预应力分项工程验收时应提供下列文件和记录:1预应力分项工程的设计(变更)文件:94
2预应力施工方案及有关变更记录;3预应力筋(孔道)竖向坐标、预应力筋错固端构造等详图;4预应力材料(预应力筋、锚具、波纹管、灌浆水泥等)质量证明书;5预应力筋和铺具等进场复验报告;6张拉设备配套标定报告;7预应力筋(孔道)竖向坐标检查记录;8混凝土构件张拉前的构件混凝土强度等级检测报告;9预应力筋张拉见证记录;10孔道灌浆及封锚记录、水泥浆试块强度试验报告:11现场检验和监测报告;12检验批质量验收记录。95
附录A钢筋规格和力学性能A.O.l低松弛光圆钢丝和螺旋肋钢丝的规格和力学性能见表A.0.1表儿。.1低松弛光圆钢丝和螺旋肋钢丝规定非弯曲次数应力松弛性能抗拉比例伸最大力直径公称每米公称强度长应力下总伸初始应力1∞Oh应允许截参考长率B次弯曲直径σb相当于公力松弛率偏差面积重量0σ同21..1/180半径(mm)(MPa)(%)称抗拉强(%)(mm)(旷)(岳1m)(MPa)II(mm)度的(%)不大于不小子167014705.00土0.0519.6315417701560415601.0Lo""86016402∞mm6.00士0.0528.2722215701380415702.53.5167014707.00士0.0538.48302420804.51770156096
A.O.21x7低松弛钢绞线的规格和力学性能见表A.O.2。表儿。.21x7低松弛铜绞钱整根钢规定非最大力应力松弛性能直径公称每米抗拉强绞线最比例延下总伸公称允许截参考度σb大力F..申力F同2长率A"初始负荷1【削h应直径偏差面织重量(MPa)I(削)相当于公力松弛率I(KN)I(%)(mm)时句)!(岳1m)称是大力(%)mm不小于的%不大于172017015312.798.777518ω184166601.0•--1织如0193174+0.4Cl17202412171.0注15.2140110118ω2ω2345∞mm702.51960274247←一一--0.2017702662393.515.715011781860279251卡一一一804.5172032729417.819115∞1860353318A.O.3精轧螺纹钢筋规格和力学性能见表A.O.3表A.O.3精轧螺纹钢筋规格和力学位能公称公称截面阳服强度阮拉强度伸长率应力松弛|理论重量直径截丽织级别(MPa)(MPa)A(%)值IOh(kglm)(mm)(mmZ)不小于不大于18怒4.52.11自B785785980725490.54.10因B8308301030680%公称328归.26.65屈服强度PSB93093010806401256.610.34负荷1.5%501963.516.28PSBI08010801230697
A.O.4元粘结预应力钢绞线规格及性能见表A.O.4。表A.O.4无粘结预应力钢娃娃规格及性能防腐润滑钢绞线护套厚度脂质量W3公称直径公称截丽积公称强度/mmf1.K/(岳1m)2不小于(mm)I(mm)1/(MPa)不小于17209.5054.81860320.80.04-0.10O.∞3-0.∞41960172012.7098.71860431.00.04-0.10O.∞3-0.∞419601570167015.20140.01720501.00.04-0.10O.∞3-0.∞418601960177015.70150.0531.00.04-0.100.003-0.∞41860一一一一A.O.5热处理钢筋规格及力学性能见表A.O.5。表A.O.5热处理钢筋|公称直径屈服强度σ再2抗拉强度σb伸长率AII.3牌号(mm)(MPa)(MPa)(%)640Si2Mn8.248Si2Mn1325147061045Si2Cr98
A.O.6建筑用不锈钢绞线规格和力学性能见表表A.O.6c表A.O.6建筑用不锈钢接线规格和力学性能公称直径公称金属截计算最小破断拉力每米理论质量结构(mm)面面积mm高强度级kN中强度级kN(glm)6.022.028.622.01737.030.439.530.42391x78.038.650.238.530410.061.780.261.74866.021.528.021.51708.038.249.738.232210.059.777.659.74721x1912.086.0112.086.068014.0117.0152.0117.092516.0153.0199.0153‘O120916.0154.02∞.0154.0122318.0196.0255.0196.0156320.01x37236.0307.0236.0187822.0288.0375.0288.0229424.0336.0437.0335.026732地5.0403.0524.0403.0322828.04ω.0598.04ω.0366830.01x61538.0699.0538.0430732.0604.0785.0604.0483934.0692.0899.0692.05542A.O.7普通钢筋强度的设计值和弹性模量见表A.O.7。表A.O.7普通钢筋强度的设计值和弹性模量Lf."E.种类符号N/mm2Nlmm2xIOSN/mm2热HPB235(Q235)210210φ2.10轧HPB3∞27027099
E‘种类符号N/mm2N/mm2xlO5N/mm2HRll335(20MnSi)中3003∞HRBF335中F3003∞热HR旧∞(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)φ3603602.00轧HRBF400中F360360RRß4∞(阻OMnSi)中R360360A.O.8预应力钢筋强度设计值和弹性模量见表A.O.8o表A.O.8预应力钢筋强度设计值和弹性模量fpù<65270x210φ85-902701660615-14φ185x70285x240中90-952851860615-16φ200x753∞x327φ95-1∞30018606.515-19φ,210x80320x310中100-11032020607102
B.O.2扁形夹片锚固体系见图B.O.2,几何尺寸见表B.O.20闰|口Aiwl斗卡「引力|些图ß.0.2扁形夹片锚团体系表虱0.2肩形夹片铺固体系锅绞线扁形铺垫扳(mrn)扇形锚板(mrn)直径一根数ABCDEFcH15-215016080804850501915-31902∞901154850ω1915-4230240901504850701915-52702809018548509019103
B.0.3辙头锚固体系见图B.O.3,几何尺寸见表B.O.30Hl』4Hi←-一-一→tQQf品杯虫址;r手图B.O.3徽头锚团体系表B.O.3徽头锚固体系(mm)钢丝直径一根数D1D2D3H1HD5-12今85M60M456025φ805-14φ85M60M456025φ805-16φ90M64M457030中855-18中95M64M457035中855-20φl∞M72M527535中,905-24中110M76M557535中,955-36今135M95M708542中1155-48中150M105M7611555。1405-54φ155M1l5M8012060φ1405-56φ160M120M8516065中1407-12中105M75M5875364>907-13φ105M75M587536φ907-18φ140M82M608241φ1∞7-24φ150MI05M7210050φ1407-48。210M138Ml∞11870φ160104
附录C金属波纹管和塑料波纹管规格C.O.l圆形金属波纹管规格见表C.0.1。表C.O.l圆形金属渡纹曹规格(mm)管内径允许偏差事有函~万0.30厚|增强型|0.400.50注:波纹高度:单波2.5阻,双波3.5mmoC.O.2扁形金属波纹管规格见表C.O.2o表C.O.2扇形金属波纹曹规格(mm)t主度1922内短袖允许偏差+0.5+1.0长度47IωI73I862I67I82I98内长铀允许偏差+1.0+2.0钢带厚度0.3C.O.3圆形塑料波纹管规格见表C.O.3。表C.O.3圆形塑料波纹管规格(mm)管内径50ω75901∞115130管外径637388106116131146允许偏差主1.0土2.0管壁厚22.5105
C.0.4扁形塑料波纹管规格见表C.O.4。表C.O.4扁形塑料波纹营规格(mm)106
附录D预应力损失D.O.l张拉端锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失σn1预应力直线筋由于锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失σ11可按下列公式计算:σII=74(DOl-l)式中a一一张拉端锚具变形和钢筋内缩值(mm).可按表D.O.l采用;l一一张拉端至锚固端之间的距离(mm);EP--预应力钢筋的弹性模量。表D.O.l锚具变形和钢筋内缩值(mm)铺具类别a支承式铺具(钢丝柬徽头错具螺帽缝隙等):每块后加垫板的缝隙锥塞式锚具(钢丝束的钢质锥形锚具等)5有顶压时5夹片式铺具无顶压时6-8一一一一-注表中的铺具变形和钢筋内缩值也可根据实测数据确定;2其他类型的锚具变形和钢筋内缩值应根据实测数据确定。2后张法构件预应力曲线钢筋或折线钢筋由于锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失值町,应根据预应力曲线钢筋或折线钢筋与孔道壁之间反向摩擦损失影响长度今范围内的预应力钢筋变形值等于锚具变形和钢筋内缩的条件决定,反向摩擦系数可按本规程表D.O.2采用。107
常用束形后张预应力筋反向摩擦影响长度的计算分抛物线和折线,具体计算如下:1)抛物线形预应力钢筋可近似按圆弧形曲线预应力筋考0虑。当其对应的圆心角0::;:;30时(图D.O.1-1),由于锚具变形和钢筋内缩,在反向摩擦影响长度斗范围内的预应力损失值σ11可按下列公式计算:σ川时(亏+k)(lf)(DOl-2)反向摩擦影响长度今(m)可按下列公式计算:1_/aEp"1-,,/1000σcon(μ/"c+k)式中re-一圆弧形曲线预应力钢筋的曲率半径(m);μ一一预应力钢筋与引道壁之间的摩擦系数,按表0.0.2取值;k一一考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数,按表D.O.2取值;α一-张拉端锚具变形和预应力钢筋内缩值(mm),可按表D.0.1采用;Z一一张拉端至计算截面距离(m)。川平b卡节l图0.0.1-1抛物线形销固损失108
2)端部为直线(直线长度为lo),而后由两条圆弧形曲线(圆弧对应的圆心角。运300)组成的预应力钢筋(图D.O.l~2),由于锚具变形和钢筋的内缩,在反向摩擦影响长度斗范围内的预应力损值可按下列公式计算:当z运lo时σ11=2i)(l)-lo)+2i2(斗-l))当lo二?气、~气飞」图H.2.3-2126
附录J体外预应力混凝土梁的设计J.O.l无粘结预应力体外束由无粘结预应力筋、外套管、防腐材料及锚固体系组成,分为单根元粘结预应力筋体系和无粘结预应力体外束多层防腐蚀体系,可根据结构设计的要求选用。品。.2设计体外预应力梁时,体外束可采用直线、双折线或多折线布置方式,且其布置应使结构对称受力,对矩形或工字形截面梁,体外束应布置在梁腹板的两侧;对箱型截面梁,体外束应对称布置在梁腹板的内侧。J.0.3体外束仅在锚固区及转向块鞍座处与钢筋混凝土梁相连接,其设计应满足下列要求:1体外束锚固区和转向块的设置应根据体外束的设计线型确定,对多折线体外束,转向块宜布置在距梁端1/4-1/3跨度的范围内,必要时可增设中间定位用转向块,对多跨连续梁采用多折线体外束时,可在中间支座或其他部位增设锚固块。2体外束的错固块与转向块之间或两个转向块之间的自由段长度不应大于8m,超过该长度应设置防震动装置。03体外束在每个转向块处的弯折转角不应大于15,转向块鞍座处最小曲率半径宜按表J.0.3采用,体外束与鞍座的接触长度由设计计算确定。用于制作体外束的钢绞线,应按偏斜拉伸试验方法确定其力学性能。表J.O.3转向块黯座处最小曲率半径最曲阳斡径一钢绞线-M12φ13mm或7φ15mm二日19φ13mm或12φ15mm127
钢绞线最小曲率半径(m)31中13mm或19φ15mm3.055中13mm或37中15mm5.0注:钢绞线根数为列表数值的中间值时,可按线性内插法确定4体外束的锚固区除进行局部受压承载力计算,尚应对牛腿块钢托件等进行抗剪设计与验算。5转向块应根据体外束产生的垂直分力和水平分力进行设计,并应考虑转向块处的集中力对结构整体及局部受力的影响,以保证将预应力可靠地传递至梁体。J.0.4体外束的锚固区和转向块宜满足下列构造规定:1体外束的锚固区宜设置在梁端混凝土端部、牛腿块处或设置在钢托件内,应保证传力可靠且变形符合设计要求。2在混凝土矩形、工字形或箱形截面梁中,转向块可设在结构体外或箱形梁的箱体内。转向块处的钢套管鞍座应预先弯曲成型,埋人混凝土中。体外束的弯折也可采用通过隔梁、肋梁等形式。3当锚固区采用钢托件锚固预应力筋时,其与钢筋混凝土梁之间应有可靠的连接构造措施,如用套箍、螺栓固定等。4对可更换的体外束,在锚固端和转向块处,与结构相连接的鞍座套管应与体外束的外套管分离,以方便更换体外束。J.0.5当按现行GB50010的承载力计算方法和构造规定,以及按本规程的预应力损失值计算方法,承载力计算方法,变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算方法,进行配置体外束的混凝土结构构件设计时,除应满足本规程第J.0.3条设计要求外,尚应满足下列计算要求:1体外无粘结预应力筋的张拉控制应力值σm不宜超过O.6.t;,峙,且不应小于O.4fptk;当要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉等因素产生的预应力损失时,上述张拉控制应力限值可提高O.05.t;,"k0128
2体外多根元粘结预应力筋组成的集团束在转向块处的摩擦系数可按本规程表J.0.5采用。表J.0.5转向块处摩擦系敛μ体外束套管μ值镀镑钢管0.2-0.25HDPE塑料管0.15句0.20元粘结预应力筋0.08句O.123对采用体外预应力筋的连续与简支受弯构件,在进行正截面受弯承载力计算时,体外预应力筋应力设计值σp"(N/删2)宜按下列公式计算:σpu-马+1∞(1.O.5-1)此时,应力设计值σ严尚应符合下列条件:σm毛马(1.O.5-2)4体外预应力结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值可按现行GB5∞10对钢筋混凝土结构的规定执行。5当体外预应力用于既有结构的加固改造且被加固结构已竣工5年或5年以上时,体外预应力筋的有效预应力计算可不考虑混凝土收缩徐变损失吨。J.O.6在荷载效应的标准组合作用下,体外预应力混凝土受弯构件的短期刚度B,可按本规程5.3.8条计算,刚度公式中的ω按式(5.3.8-4a)进行计算,其中A+0.20A_p=bhoF(J.0.6)J.O.7体外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)可按式(5.3.4-1)计算,其中Aa-AU。,=徊(J.O.7-l)129
Mk:tM2-1.03Npe(z-eD)~(J.O.7-2)σ,k=(0.20A+A,)zpJ.0.8混凝土加固用体外束的锚固端构造应符合下列构造规定:1采用钢板箍或钢板块直接将预应力传至框架柱上2采用钢垫板先将预应力传至端横梁,再传至框架柱上,必要时可在端横梁内侧粘贴钢板并在其上焊圆钢,使体外束由斜向转为水平向。J.0.9混凝土加固用体外束的转向块构造应符合下列构造规定:1在梁底部横向设置双悬臂的短钢梁,并在钢梁底焊有圆钢或带有圆弧曲面的转向垫块。2在梁两侧的次梁底部设置半圆形U型钢卡。J.0.I0体外束及锚固区应进行防腐蚀保护。体外束的防腐保护宜采用本规程第6.9.4条规定。当在结构构件承载力计算中,计人体外束的作用时,尚应符合有关规范对防火设计的规定。130
附录K预应力筋下料长度计算民0.1采用钢质锥形锚具,以锥锚式千斤顶在构件上张拉,钢丝的下料长度L,宜按下式计算:民0.1采用钢质锥形错具时钢丝下料长度计算简图1、混凝土构件;2、孔道:轧钢丝束4、钢质锥形锚具s、锥铺式千斤顶1)两端张拉L=构件的孔道长度1+2(锚环厚度11+千斤顶工作长度l2+80)2)一端张拉L=构件的孔道长度l+2(锚环厚度II+80)+千斤顶工作长度12K.0.2采用墩头锚具,以拉杆式或穿心式千斤顶在构件上张拉,钢丝的下料长度L,宜按下式计算:K.0.2采用徽头锚具时钢丝下料长度计算简图l一混凝土构件2-乱道;3一钢丝束4一锚杯s一螺母6→撒131
L=l+2(h+l))+k(H-h))-t1L-C式中J一一-构件的孔道长度,按实际丈量;h一一锚杯底部厚度或锚板厚度;8-一一钢丝墩头留量,对φd取lOmm;K一一系数,一端张拉时取0.5,两端张拉时取1.0;H一一-锚杯高度hj一一螺母高度6L-钢丝柬张拉伸长值C一一张拉时构件混凝土的弹性压缩值K.O.3采用夹片锚具,以穿心式千斤顶在构件上张拉时,钢绞线束的下料长度L:K.O.3钢绞线下料长度计算简图l一混凝土构件;2一孔道3一钢绞线:4一夹片式工作错;5一穿心式千斤顶;6一夹片式工具错1)两端张拉:L=构件孔道长度l+2(工作锚厚度11+千斤顶长度l2+工具锚厚度l3+1∞)2)一端张拉:L=构件孔道长度1+2(工作锚厚度II+1∞)+千斤顶长度l2+工具锚厚度l3132
附录L灌浆用水泥浆流动度测试方法L.l流锥法L.l.l水泥浆流动度是通过一定体积的水泥浆从一个标准尺寸的流锥仪中流出的时间确定。水泥浆的流出时间控制在(12-18)8(根据水泥性能、气温、孔道曲线长度等因素试验确定),即可满足可灌性要求。L.l.2流锥法测试水泥浆流动度可用以下用具:1流锥仪一一应符合图L1.2所示尺寸的要求;用不锈33钢薄板或塑料制作;水泥浆的总容积1725土50x10mm,漏斗嘴的内径12.7mmo2秒表一一最小读数不大于0.58。3铁支架---保持流锥体垂直稳定,锥斗下口与容量杯上口距离(1∞-150)mm。334容量杯一一容积1仪沁X10mm。L.l.3使用流锥仪测试测试水泥浆流动度的方法如下:流锥仪安放稳固后,先用湿布湿润流锥内壁,向流锥内注水泥浆,任其流出部分浆体排出空气后,用手指按住出料口,并将容量杯放置在流锥出料口的下方,继续向流锥体内注浆至规定刻度。打开秒衰,同时松开手指;当从出料口连续不断流出水泥浆注满容量杯时停止秒表。秒表指示的时间即为水泥浆流出时间。测量中,如果水泥浆流局部中断或完全中断,应重做试验。L.1.4测试结果用流锥仪测定水泥浆流动度,连续做三次试验,取其平均值。133
旦旦"ör、趴NN2om--00<图L1.2流锥仪单位mm1、流椎仪2、文架;3、漏斗口;4、容量杯L.2流淌法L.2.1水泥浆流动度是通过一定体积的水泥浆从一个标准尺寸的流淌仪提起后,在一定时间内流淌的直径确定。水泥浆的流淌直径控制在(130-180)mm,即可满足可灌性要求。L.2.2流淌法测试水泥浆流动度可用以下用具:1流淌仪一一应符合图口.2所示尺寸的要求;用困钢制成,水泥浆的总容积112X103mm302玻璃板一一平面尺寸为250mmx250mm03小铁块一一水泥浆流淌的挡头。4直钢尺一一-250mm,刻度.lmm。L.2.3使用流淌仪测试测试水泥浆流动度的方法如下:134
预先浆流淌仪放在玻璃板上,再将拌好的水泥浆注人流淌仪内,抹平后双手迅速将流淌仪竖直提起,在水泥浆自然流淌308后,量垂直两个方向的流淌直径,取平均值。L.2.4用流淌仪测定水泥浆流动度,连续做三次试验,取其平均值。2。卜3」立巳」图口.2流淌仪单位mml流淌仪2玻璃板3小铁块4直钢尺135
附录M预应力分项工程检验批质量检查记录表M.O.l预应力筋制作及安装检验批质量检查记录工程名称|检查部位|日期检查整改检查项目质量要求结果结果预应力筋品种、级必须符合设计要求控项主1别、规格和数量目2锚固区局部加强构造必须符合施工详图要求3预应力筋有元损伤严禁电火花和接地电流损伤预应力筋①应采用砂轮锯或切断机切断;1预应力筋下料②钢丝等长下料长度l的最大偏差I运/5(阴①钢绞线外端应露出挤压锚具(1-5)mm;②钢绞线压花锚具的梨形头尺寸应符合设计2固定端锚具制作值,表团不得有污物;③钢丝徽头尺寸不应小于设计值①金属(塑料)波纹管规格和支托间距应符合施工详图要求:3预应力筋孔道留设②波纹管应定位牢固,接头密封,管壁完好;③灌浆、排气兼泌水管的埋设位置应正确,并项般可靠固定目4无非古结预应力筋铺设线形顺直,定位牢固,护套完好束形(于L道)控制点的竖向位置允许偏差:5预应力筋束形(孔截面高度hs;;3∞mm时生5mm,h运15∞mm时道)控制主10mm,h>15∞mm时:!:lSmm;其合格率应达到90%①端部锚垫板应垂直于束形(孔道)中心线;②内埋式固定端锚垫板不应重叠,错具与铺垫6锁固区埋{牛安装板应贴紧;③螺旋筋或钢筋网片应届中放置预应力施工分包单位:一一一一一一检查员:一一一复查员z一一一审核:一一一136
表M.O.2预应力筋张拉检验批盾量检查记录工程名称I检查部位|日期检查整改检查项目质量要求结果结果张拉前混凝土强度和自告期应满足设计和施工方1混凝土强度和龄期案要求张拉力应符合设计要求,如施工超张拉,张拉2预应力筋张拉力不应越过O.8Fplk3预应力筋张拉顺序和张拉顺序、整束或单根张拉方式、一端或两端项控主张拉方法张技方法等应符合设计和施工方案要求目预应力筋张拉伸长计算值与实际值的相对允许4预应力筋张位伸长值偏差为:1:6%.合格点率应达到95%.且最大偏差不应超过左10%预应力筋张拉时断裂或滑脱数量.严禁超过两5预应力筋断裂或滑脱一截面预应力筋总报数的3%预应力筋锚园时的内缩值,除设计另有要求I预应力筋销国时的内外,应符合下列规定z对支承式铺具.螺母编值lmm.垫板lmm.对模紧式锚具,顶压5mm.一元顶压(6-8)mm项般目2预应力筋铺困后夹片预应力筋销国后,夹片顶顶宜平齐,夹片错位状态不宜大于2mm.且不应大于4mm预应力施工分包单位:一一--一一检查员:一-一一复查员:一一一一审核:一一一137
表MO.3预应力筋孔道灌浆及封锚检验批检查记录工程名称|检查部位|日期检查整改检查项目质量要求结果结果l孔道灌浆密实性预应力筋孔道内的水泥浆应饱满密实①元粘结预应力筋端头和锚具夹片处应符合密2元粘结预应力系统密封要求;封性②对二类、三类环境,无粘结预应力系统应符项控主合全密封要求日①外露预应力筋的保护层厚度:对一类环境应;,.20mm,对二类和三类易受腐蚀的环境应;,.3锚具密封保护50mm;②凸出式锁国端锚具的保护层应;,.50mm①切割方法不得损伤预应力筋;l预应力筋端头切割②切割后的预应力筋保留长度不宜小于其直径的1.5倍,且不应小于25mm一灌浆用水泥浆的水灰比不应大于0.42,搅拌2草草浆用水泥浆水灰比般项后3h泌水率不宜大于2%,旦不应大于3%目灌浆用水泥浆标准养护28d的抗压强度不应小3水泥浆试块强度于30Mpa4封锁混凝土封锚混凝土应密实,周边无裂纹预应力施工分包单位:一一--一一-检查员一一-复查员一一一审核:一--一-138
附录N曲线预应力筋坐标方程和长度计算N.O.l单抛物线形预应力筋坐标方程(图N.O.1):2y=Ax(N.O.1-1)其中A-jf--(N.0.1-2)x图N.0.1单抛物线预应力筋N.O.2抛物线形预应力筋实际长度Lp:28hι=(l+一τ)1(N.O.2)p3Z"式中l一一抛物线的水平投影长度;h一一抛物线的矢高。N.O.3抛物线形预应力筋两端切线的夹角。:的=于(时)(N.O.3)悦。.4正反抛物线形预应力筋坐标方程:预应力筋外形从跨中C点至支座A(B)点采用两段曲率相反的抛物线,在反弯点D(E)处相接并相切,A(B)点与C点分别为两抛物线的顶点。反弯点求法:先定出反弯点的位置线至梁端的距离αL,再连接A(B)点与C点的直线,两者交点即为反弯点。图N.O.4中的抛物线方程为:139
2y=Ax(N.O.4)2h,......L~~H,.2h式中A=(跨中区段),A=丁(梁端区段);(0.5-α)eh一一预应力筋外形最高点A(B)与最低点C的垂直距离;l一一预应力框架梁的跨度;α一一宜取0.1-0.2。3图N.O.4正反抛物线形预应力筋140
本规程用词说明为了便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:表示很严格,非这样做不可的用词:正面词采用"必须"反面词采用"严禁"。表示严格,在正常情况下均应这样做的词:正面词采用"应"反面词采用"不应"或"不得"。表示允许稍有选择,在条件允许时首先这样做的词:正面词采用"宜"反面词采用"不宜"。表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用"可"。规程中指定应接其他有关标准、规范执行时,写法为:"应符合…141
浙江省工程建设标准预应力混凝土结构设计规程Tech皿ω1specificationsforprestressedconcretestructuresDB33/1067-2010条文说明143
目次1总则…........…..................……........................….1472术语和符号...........................,........................…..1483材料及铺固…………………………………………………1493.1混凝土........…………………...................………….1493.2预应力筋….......................…..........…….........….1493.3锚具、夹具和连接器.......…...................................1503.4制孔用管材….................…........................…….1503.5锚垫板、承压板........…………….........…………….1513.6灌浆材料….................................…..................1514概念设计....................................….......….......….1525结构设计....………………………………………………..1535.1基本规定............................................…..........1535.2承载能力极限状态计算........…………………………….1545.3正常使用极限状态验算…................…................….1565.4局部承压及冲切计算…........…..................…..........1575.5抗震设计…..............……….........………………….1575.6构造规定…...................................….........…….1616施工....................................…........................…1636.1施工准备和深化设计........……...........................….1636.2预应力筋制作和存放…........…...................…..........1636.3有粘结预应力筋铺设.................…..................…….1646.4元粘结预应力筋铺设.......................…...................1646.5混凝土挠筑…….........................................…….1646.6预应力筋张拉和放张………......,.….........….........….1656.7灌浆及封锚……........….....................................1666.8真空辅助灌浆….............................….........…….166145
6.9体外预应力束施工..,.............……….......…………….1676.10施工管理…………………………………………………1687检验与监测.........................................................1697.1一般规定…........…..................……….........…….1697.3现场检验…………………………………………………1697.4现场监测…........……........…..........................….1708工程验收……………………………………………………172附录A钢筋规格和力学性能.......................................173附录B锚固体系规格尺寸........…...............................175附录C金属波纹管和塑料波纹管规格........…................175附录D预应力损失….......…......................................176附录E锚口摩阻损失测定……....................................177附录F预应力筋与孔道壁摩擦损失和锚固损失的测定......177附录G设备……………………………………………………177附录H超静定预应力结构的设计与应用….....................178附录J体外预应力混凝土梁设计......................…........180附录K预应力筋下料长度计算….........….....................182附录L灌浆用水泥浆流动度测试方法........................…182附录M预应力分项工程检验批质量检查记录…….........182附录N曲线预应力筋坐标方程和长度计算……….........182146
1总则1.0.1为了规范预应力混凝土结构设计、施工、检验、监测和验收,大力推广其在实际工程的的应用,确保预应力钢筋混凝土结构健康发展,综合体现预应力混凝土结构技术的最新研究成果和浙江省实践经验,参照国内外相关资料编写本规程。1.O.2本条文规定了本规程的适用范围,对轻骨料预应力混凝土结构在工程中应用较少,也没有相应的研究成果,本规程不适用预应力轻骨料混凝土工程。147
2术语和符号术语和符号主要根据现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准>GB/T5∞83、《建筑结构可靠度设计统一标准>GB50068及《泪凝土结构设计规范>GB5∞10等给出的。在术语中增加检验和监测,其目的是为了区分内容和执行主体,便于操作。对于有些符号因在不同的规范中含义不同,本规程进行了归并,对预应力强度比λp、混凝土剪切模量Gc、混凝土线膨胀系数αc、混凝土泊松比μc、预应力钢筋弹性模量Ep、预应力钢筋的配筋率Pp、非预应力钢筋的配筋率p,等符号进行了统一定义。148
3材料及锚固3.1混凝土3.1.1-3.1.4基本采用国标《混凝土结构设计规范)GB5∞10相关条款规定。采用钢伎线,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强制要求不低于C40的规定。3.2预应力筋3.2.1根据相关预应力筋产品标准,将其按品种、涂层材料、受力特点等进行划分,并对其适用范围作了必要的规定。同时,提出了预应力筋也可采用近年来我国最新研制的环氧涂层七丝预应力钢绞线、缓粘结预应力筋,高强纤维筋也称纤维增强复合材料筋或纤维塑料筋等材料,并在附录A中提供相关的产品标准。目前我国在高强纤维筋的研制方面,按材料不同主要有玻璃纤维增强塑料筋(GFRP筋)、碳纤维增强塑料筋(CFRP筋)和芳族聚酷纤维增强塑料筋也称为芳纶纤维增强塑料(AFRP筋)。按截面分类有棒材、柬状和辫状。为了增强与棍凝土之间粘结锚固性能,对FRP筋的表面进行处理,形成了表面砂化处理的GFRP筋7股筋之间用环氧树脂粘结形成类似于钢绞线的CFRP筋;还有表面刻痕处理、滚花处理等高强纤维筋。鉴于FRP筋与高强钢筋、钢丝、钢绞线相比具有高强轻质、抗腐蚀性、抗疲劳性较好,热膨胀系数与混凝土相近以及低松弛和无磁性等优点,这些材料已经开始应用于工程实践。当然,高强纤维筋仍为线弹性脆性材料,其延性较差、抗剪强度和抗挤压强度很低,在高应力下也会象混凝土那样因为徐变断裂而破坏。因此,要科学合理设计和使用。缓粘结预应力筋是既具有无粘结预应力筋的施149
工工艺,又具有有粘结预应力筋的锚固效果的新型预应力筋,即不需要成孔管材,象无粘结预应力筋那样直接铺设,其缓粘结材料随混凝土同步固化形成有粘结的粘结锚固效果。所以既具有施工工艺简便,又具备更简化可靠的粘结锚固功效,只是目前其价格偏高,仍不能大量推广使用。3.2.2提出各不同预应力筋力学性能指标应符合相应产品标准规定。为方便使用,在技术规程的附录A中提供了低松弛光圆钢丝、螺旋肋钢丝、低松弛钢饺线、精轧螺纹钢筋、无粘结预应力钢校线以及热处理钢筋的规格、力学性能指标,以供选用。3.3锚具、夹具和连接器3.3.1对预应力筋用锚具、夹具和连接器进行分类,并对其适用范围作了推荐。3.3.2-3.3.5提出预应力筋用锚具、夹具和连接器的规格尺寸和性能应符合国标《预应力筋用锚具,夹具和连接器}GB/Tl4370的规定。并按其结构受力不同须满足如下规定:必须满足:1)规格尺寸;2)硬度要求,主要是夹片式锚具的夹式与锚杯硬度匹配问题;3)外观要求;4)锚具的静载锚固性能。应满足:1)承受动荷载的结构,尚应满足循环200万次疲劳性能试验要求;2)抗震结构中,除满足上述规定外,尚要满足循环次数为50次的周期荷载试验。3.3.6根据国家标准《建筑结构术语符号标准}GB/T50083-97的定义,其中预应力筋常用的墩头锚具就属夹具之类。鉴于辙头锚具中墩头强度规定不应低于母材抗拉强度标准强度的98%,所以预应力筋一夹具组装件的静载锚固性能的效率系数ηg要低于锚具的效率系数ηa"取为0.9203.4制孔用管材3.4.1-3.4.2对后张结预应力混凝土中预埋的制孔管材提出按150
材料分类及适用范围。并对其规格和性能提出应符合相关产品标准的规定c且在规程附录C提供了金属和塑料波纹管产品标准,以供选用。由于塑料波纹管和真空灌浆技术联合使用,可以确保预应力孔道灌浆饱满密实,提高预应力结构的耐久性,建议推广塑料波纹管。3.5锚垫板、承压极3.5.1-3.5.3对预应力筋错固区,为保证局部承压强度提出了垫板等构造措施。3.6灌浆材料3.6.1-3.6.2对孔道灌浆用水泥品种、外加剂提出质量要求及相关国家标准。经研究发现,铝粉与混凝土浆反应产生氢气,不利于高应力状态下应力筋防腐,对预应力钢筋的耐久性有不利影响。3.6.3对孔道灌浆用水泥和外加剂用量较少的一般工程,当有可靠依据时,可不作材料性能的进场复验。151
4概念设计4.O.1-4.O.5预应力混凝土作为主要的受力结构被广泛地应用于各种建筑物中,由于预应力混凝土结构有可靠的连接,在预应力强度比在O.75以下,该种结构既能满足正常使用要求、又具有良好的防倒塌能力与抗震性能。预应力梁(板)结构的设计流程如下:1初步设计:结构布置、混凝土强度等级、截面尺寸(板厚);2根据抗裂要求、荷载作用的弯矩图形式初步确定预应力筋的数量、线型和布置;3内力计算:预应力损失、弯矩(次弯矩)、剪力(次剪力);4抗裂、抗弯验算:正常使用极限状态、承载能力极限状态、张拉施工阶段验算;5抗剪验算:局部承压、冲切及配筋设计;6变形验算:挠度(频率);7修改设计:预应力筋的数量与线型、非预应力筋、截面尺寸(板厚)、抗剪箍筋,混凝土强度等级、结构布置8编制施工图。4.0.6预应力混凝土结构要比普通钢筋泪凝土结构的地震反应增加10%-30%,而阻尼却是普通钢筋混凝土结构的3/504.0.8荷载平衡法是人为选定需要被平衡的荷载,使结构长期处于预压应力状态而不发生较大的反拱与挠曲变形。通常被平衡的荷载为恒荷载加活荷载的准永久部分,根据荷载特点选定抛物线、折线等束形,根据每跨需要被平衡的荷载求出各跨要求的预应力(初始张拉力N面目(1.2-1.5)Np),取各跨中所求得的最大预应力值作为整根连续梁的预加力,即可得出预应力筋的用量。其他方法可参照相关的书籍。152
5结构设计5.1基本规定5.1.3当预应力作为荷载效应考虑时,其设计值在本规程有关章节计算公式中给出。当其效应对结构有利时,预应力的分项系数应取1.00当其效应对结构不利时,预应力的分项系数应取1.2。对正常使用极限状态,预应力分项系数应取1.0。规程根据结构的功能要求、环境类别、所用材料和荷载作用的时间等因素,把结构的裂缝控制等级划分为一级、二级、二级a类和三级,设计人员应根据结构的具体情况选用不同的裂缝控制等级。考虑到《混凝土结构设计规范}(GB5∞10)对裂缝控制等级的划分较严,且从二级(一般要求不出现裂缝)到三级(允许出现裂缝O.2mm)之间的跨度较大,在工程设计中对二a类环境如按不允许出现裂缝控制,经济性与结构抗震延性都有影响。根据有关混凝土裂缝对钢筋的腐蚀试验研究,小于0.2川的裂缝对钢筋的腐蚀很轻微,本规程参考了国内外的有关规范、规程的规定以及我省的实际工程经验,将二级裂缝控制等级分为二级、二级a类两种,对裂缝控制做适当放宽。对处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定。5.1.20预应力握凝土结构的防火能力与混凝土骨料的种类、结构的厚度、钢筋保护层厚度及热膨胀程度有关c对于预应力混凝土结构而言,混凝土保护层是很好的隔热材料.它可有效地保护结构中的预应力筋不被明火灼烧。但发生火灾时结构的温度会升高,混凝土结构中的预应力筋的温度也会因保护层的厚度不同达到不同的值。由于在不同的建筑中对预应力混凝土结构有不一样153
的耐火极限要求,因此在设计时应根据不同的耐火极限要求确定混凝土结构的保护层厚度。工程设计中预应力楼、屋面板中使用的大多是无粘接预应力筋;在框架梁中使用的有无粘接及有粘接预应力筋两种,按结构的耐火极限来定:昆凝土保护层厚度时,混凝土保护层厚度都取得一样。5.1.21对于普通钢材来讲,温度在200"C以内强度基本不变,温度在250"C左右时将产生蓝脆现象,超过300"C以后屈服点和抗拉强度开始明显下降,达到600"C时强度基本消失。另外,钢材长期处于(150-200)"c时将出现低温回火现象,加剧其时效硬化,若和塑性变形同时作用,将更加快时效硬化速度。所以规定为:结构表面长期受辐射热达150"C以上时应采取防护措施。从抗火机理上来看,7i昆凝土被加热到300"C以下时,强度不会降低。当混凝土加热到300"C以上时,水化硅酸钙和水化铝酸钙发生脱水,1昆凝土内水泥肢体和结晶体被破坏,使得混凝土的强度迅速下降。同时高温下混凝土的强度与弹性模量都会降低,钢筋与j昆凝土之间的粘结力也会下降。在具体工程中结构构件的环境温度长期处于150"C以上或经过火灾后的预应力结构,应对结构承载力等进行专门的分析。5.1.22根据国外预应力筋一锚具组装件的试验,在不同的条件下对组装件进行加载试验,结果表明:预应力筋-锚具组装件与预应力筋本身两者的温度-强度关系是相同的。在设计时锚固区的耐火极限不能低于预应力结构本身的耐火极限要求是合理的,特别是对于无粘结预应力结构锚固区的耐火极限更显得重要。5.2承载能力极眼状态计算5.2.8根据工程实际中的许多关于预应力现浇梁板结构体系的T形梁的翼缘宽度测试与理论分析,由于预应力的作用,预应力T形梁的有效翼缘宽度要比普通混凝土T形梁大。按普通混凝土结构设计规范中T形及I形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算154
宽度取值显得偏低,导致配筋量偏多,影响了结构的经济性。本规程也参考了国内有关规程的规定,加大了按翼缘高度考虑时预应力T形与I形截面受弯构件的翼缘计算宽度,将原b/=b+12~"改为鸟I=b+16h/。5.2.11参考《元粘结预应力混凝土结构技术规程>(JGJ92),给出元粘结预应力受弯构件中无粘结筋的应力设计值计算方法。5.2.21考虑到高强混凝土的特点,引人随混凝土强度提高对受剪截面限制值降低的影响系数ßco.规定受弯构件的截面限制条件,其目的首先是防止发生斜压破坏(或腹板压坏),其次是限制在使用阶段的斜裂缝宽度,同时也是斜截面受剪破坏的最大配箍率条件。本规程给出了划分普通构件与薄腹构件截面限制条件的界限,以及两个截面限制条件的过渡方法。5.2.22本条所指的剪力设计值的计算截面,在一般情况下是较易发生斜截面破坏的位置,它与箍筋和弯起钢筋的布置有关。5.2.23预应力对构件的受剪承载力起有利作用,这主要是预压应力能阻滞斜裂缝的出现和发展,增加了棍凝土剪压区高度,从而提高了混凝土剪压区所承担的剪力c预应力混凝土梁受剪承载力的提高主要与预应力的大小及其作用点的位置有关。预应力对梁受剪承载力的提高作用应给予限制。有关说明详见《混凝土结构设计规范>GB50011有关条文说明。公式(5.2.23-2)适用于矩形、T形、I形截面的简支梁、连续梁和约束梁等一般受弯构件;公式(5.2.23-4)适用于集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座边缘截面或节点边缘所产生的剪力值大于总剪力值的75%的情况)的矩形、T形、I形截面的独立梁。这里所指的独立梁为不与楼板整体浇筑的梁。应当指出,当框架结构承受水平荷载(如风荷载等)时,由其产生的框架独立梁剪力值也归属于集中荷载作用产生的剪力值。155
5.2.24-5.2.25除垂直于构件轴线的箍筋外,弯起钢筋也可以作为构件的抗剪钢筋。公式(5.2.24)给出了箍筋和弯起钢筋并用时,斜截面受剪承载力的计算公式。考虑到弯起钢筋与破坏斜截面相交位置的不定性,其应力可能达不到屈服强度,在公式(5.2.24)中引人了弯起钢筋应力不均匀系数0.805.2.26试验表明,箍筋能抑制斜裂缝的发展,在不配置箍筋的梁中,斜裂缝的突然形成可能导致脆性的斜拉破坏。因此,本规程规定当剪力设计值小于无腹筋梁的受剪承载力时,要求配置最小用量的箍筋,这些箍筋还能提高构件抵抗超载和承受由于变形所引起应力的能力。5.2.27受拉边倾斜的受弯构件,其受剪破坏的形态与等高度的受弯构件相似,但在受剪破坏时,其倾斜受拉钢筋的应力可能发挥得比较高,它在受剪承载力值中占有相当的比例。根据试验结果的分析,提出了公式(5.2.27-2),并与等高度的受弯构件受剪承载力公式相匹配,给出了公式(5.2.27-1)。5.2.28受弯构件斜截面的受弯承载力计算是在受拉区纵向受力钢筋达到屈服的前提下给出的,此时,在公式(5.2.28-1)中所需的斜截面水平投影长度C,可由公式(5.2.28-2)的条件确定。5.2.30采用等效惯性矩原则确定等效截面宽度和等效截面高度,从而对圆形截面受弯和偏心受压构件,可直接采用配置垂直箍筋的矩形截面受弯和偏,心受压构件的受剪承载力计算公式进行计算。5.3正常使用极限状态验算5.3.1预应力?昆凝土构件裂缝控制等级的划分是根据结构的功能要求、环境类别和荷载作用的时间等因素来考虑的,设计人员应按工程的具体情况选择不同的裂缝控制等级。对于二级a类裂缝控制等级,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,应不超过表5.1.4的限值,但在按荷载效应准永156
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。这说明对二级a类环境时,裂缝控制等级的放宽是有一定的限制。5.3.5~5.3.6根据元粘结预应力筋与周围混凝土可滑动的特点,可将元粘结筋对泪凝土的预压力作为截面上的纵向压力,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。无粘结预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋等效应力σd系按现行《元粘结预应力混凝土结构技术规程>JGJ92确定。5.3.8、5.3.9对不出现裂缝的无粘结预应力混凝土构件的短期刚度和长期刚度,均按现行《混凝土结构设计规范>GB5∞10的有关规定进行计算。对使用阶段出现裂缝的无粘结预应力混凝土构件,仍沿用有粘结预应力混凝土构件的相关计算公式,其中参数ω根据无粘结预应力混凝土构件的受力特点,按现行《元粘结预应力混凝土结构技术规程>JGJ92确定。5.4局部承压及;中切计算5.4.1本条所要求的是按单个错具计算的情况,对于多个锚具的情况下设计人员要参照公式合理设计。5.4.3在节点钢筋较密、无法放置钢筋网片时,在有工程经验的情况下,梁箍筋加密也是一个可行的办法。5.5抗震设计5.5.2预应力混凝土结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合主要按照现行国家标准《建筑抗震设计规范>GB5∞11的有关规定确定,并加人了预应力作用效应项,预应力作用效应也包括预加力产生的次弯矩与次剪力。当预应力作用效应对构件承载力有利时,预应力分项系数应取1.0,不利应取1.2,这是参考国内外有关规范做出规定的。预应力混凝土结构的承载力抗震调整系数、层间位移角限157
值,仍采用现行国家标准《建筑抗震设计规范>GB50011有关对钢筋混凝土结构相同的规定。控制层间位移角以防止非结构构件的损坏和限制p-.6效应。5.5.3-5.5.4在抗震设计中,为保证预应力混凝土框架的延性要求,梁端塑性饺应具有塑性转动能力。对梁端塑性饺区域混凝土截面受压区高度和受拉钢筋配筋率加以限制是重要的手段。本规程对受拉钢筋最大配筋率2.5%的规定,是对HRB4∞级钢筋的抗拉强度设计值进行折算得出的,当采用HRB335级钢筋时,其限值可放宽到3.0%。采用部分预应力混凝土结构有利于改善裂缝和提高能量消散能力,也可改善预应力混凝土结构的抗震性能。预应力强度比屯的选择要考虑在荷载作用下的结构强度与变形,同时也要考虑抗震性能方面的要求。从受力使用阶段来看,λp大一些好,从结构的抗震性能角度讲,λp又不宜过大。本规程定出的λp取值规定,是针对有粘结的情况。在预应力强度比λp限值条件下,设计裂缝控制等级宜采用允许出现裂缝的二级a类或三级。此外,宜将框架边跨梁端预应力筋的位置尽可能整体下移,使梁端截面负弯矩承载力不致于超强过多,这也可使梁端预应力偏心引起的弯矩尽可能小,从而使框架梁内预应力筋在柱中引起的次弯矩较为有利。5.5.5控制梁端截面的底筋面积AJ和顶面配筋面积A,的比值,有利于满足梁端塑性饺区的延性要求,同时也考虑到在地震反复荷载作下,底部钢筋可能承受较大的拉力。5.5.6在抗震设计中,采用预应力混凝土柱也要求呈现大偏心受压的破坏状态,使具有-定的延性。本条利用预应力等效荷载的概念,将部分预应力混凝土偏压构件柱等效为承受预应力作用的非预应力偏心受压构件。在计算中将预应力作用按总有效预加力表示,由于将预应力考虑为外加荷载,并乘以预应力分项系数1.2,故在公式中取1.2Npe为预应力作用引起的轴压力设计值。当预应力混凝土框架的跨度很大时,为了适当控制适用的最158
大高度;必要时方便地在节点区布置错具;以及考虑孔道对节点核心区受剪截面的影响等因素,根据工程经验,将预应力混凝土框架结构及板柱-框架结构柱的轴压比限值加严,按比普通钢筋混凝土柱约低10%确定。5.5.7预应力混凝土框架梁、柱的受剪承载力,按现行国家标准《混凝土结构设计规范)GB5∞10第11章有关条款进行计算时,其未计及预应力对提高构件受剪承载力的有利作用,是偏于安全的。由于预应力对节点的侧向约束作用,使节点混凝土处于双向受压状态,不仅可以提高节点的开裂荷载,也可提高节点的受剪承载力。国内有关试验资料表明,在节点破坏时仍能保持-定的预应力,在考虑反复荷载使有效预应力降低后,取预应力作用的承剪力Vp=0.4Npe,式中Npe为作用在节点核心区预应力筋的总有效预应力。5.5.9-5.5.10国内外大量的工程实践表明,无粘结预应力适用于采用分散配筋的板类结构及楼盖的次梁,不得用于屋架下弦拉杆等主要受拉的承重构件,后张预应力混凝土框架结构亦不宜采用无粘结预应力筋。这是由于元粘结预应力筋的应力沿筋全长几乎保持等同,这样预应力钢材的非弹性性能亦即构件的能量消散不能得到充分发挥。当发生大的非弹性变形时,可能导致仅产生几条宽的裂缝,从而削弱了构件的延性性能;此外,在反复荷载下难以准确预测配置无粘结预应力筋截面的极限受弯承载力。当采用非预应力钢筋为主的混合配筋时,可消除上述疑虑。由于在混凝土中存在预压应力,减轻了节点刚度退化效应;预应力抑制了梁筋从节点拔出,减少了梁筋失稳破坏的可能性。非预应力钢筋拉力至少应达到非预应力钢筋及预应力钢筋总拉力的65%,而且框架梁端截面需配置足够数量的底筋。对于元粘结预应力筋在地震区应用的条款是参考了上述理论试验研究,以及国外相关预应力混凝土设计规定而制定的。并规定抗震等级为一级的框架不得采用无粘结预应力筋;当设有剪力墙或筒体时,对抗159
震等级为二、三级的框架,其在基本振型地震作用下,所承担的地震倾覆力矩小于总地震倾覆力矩的35%时,允许采用无粘结预应力筋,这比通常小于50%更为严格。5.5.12由于无粘结预应力结构中预应力束的锚固是靠预应力束两端的锚具来实现的,对于无粘结预应力多跨梁、板结构在地震作用下,如有一跨破坏则会引起其他各跨结构破坏。为避免发生连续破坏现象,才有这条规定。5.5.13将锚具放在梁、柱节点核心区域以外,可避免该区域在剪力作用产生较大对角拉应力的情况下,再承受锚具引起的劈裂应力。当有试验依据、或其他可靠工程经验时,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。5.5.14为避免或减小扭转的不利影响,对扁梁的结构布置和采用整体现浇楼盖的要求,以及梁柱节点核心区受剪承载力的验算等,原则上与现行国家标准《建筑抗震设计规范>GB5∞11对钢筋混凝土扁梁的要求相一致,但采用预应力筋有利于节点抗剪,可按本规程提供的公式进行节点承载力计算。预应力混凝土扁梁框架梁柱节点的配筋构造要求、扁梁箍筋加密长度满足抗扭钢筋延伸长度的规定等,是根据国内有关设计研究院所做试验及工程经验做出规定的。为了防止在混凝土收缩及温度作用下,在扁梁交角处板面出现裂缝,当板面顶层钢筋网间距大于200mm时,需配置不少于φ8@100的附加构造钢筋网片。5.5.15对于预应力混凝土框架的边梁,要求其宽度不大于柱截面高度,可避免其对垂直于该边梁方向的框架扁梁产生扭矩;当与此边梁相交的内部框架扁梁大于柱宽时,也将对该边梁产生扭矩,框架边梁应采取有效的配筋构造措施,如加密箍筋和加大箍筋直径等措施,考虑其受扭的不利作用。5.5.18对于承受较大弯矩而轴向压力小的框架顶层边柱,可以按预应力混凝土梁设计,采用非对称配筋的预应力混凝土柱,弯160
矩较大截面的受拉一侧采用预应力筋和普通钢筋混合配筋,另一侧仅配普通钢筋,并应符合一定的配筋构造要求。5.5.19为了推迟板柱结构底层柱下端截面出现塑性镜,故规定对该部分柱的弯矩设计值乘以增大系数,以提高其正截面受弯承载力。5.6构造规定5.6.1有特殊要求的梁,表5.6.1-2中所列截面高度尚可减小,但应验算刚度,并采取增强刚度的措施,如增加梁宽,增设受压钢筋等。对于有抗震要求的结构,还应符合本规程5.5.3条对梁受压区高度的要求。5.6.2先张法构件的预应力钢筋间须保持一定的净距,这是为了使挠筑梁体混凝土时,骨料能在钢筋间顺利通过,以保证混凝土的质量,并确保钢筋和混凝土之间的粘结力。5.6.6后张法构件保持管道之间一定净距,除了使混凝土能在管道间顺畅通过,保证管道间混凝土质量,确保钢筋与混凝土具有良好的粘结力。5.6.7预应力钢筋曲线布置时,会产生因弯曲引起的局部应力和管道摩阻力。为了减少这种局部应力和管道摩阻力,规定了最小曲线预应力钢筋的曲率半径。5.6.8重要工程的划分见本规程第七章7.1.2条的规定。5.6.10后张法构件在预应力筋张拉时,容易引起构件端部错固区的混凝土开裂,因此本条规定了预应力筋锚具下及张拉设备的支承处混凝土的加强措施。梁端锚下设置钢垫板是为了传力均匀,防止锚下混凝土出现裂缝。5.6.14梁体内部或梁的纵向边缘上设置铺具时,在锚具前面即传力方向一边的截面上出现压应力,而在锚具后面接近设置锚具的边缘,将出现纵向拉应力。因此,当预应力筋需要在梁中间锚固时,应将错具设在梁截面重心轴附近(对高度较大的梁),或截面受压区或受压较大区,以防止锚具后面混凝土开裂。161
5.6.15在预应力混凝土曲梁中,张拉预应力筋会产生水平分力。为防止因过大的水平分力引起内侧混凝土蹦裂,当曲梁的曲率较大时,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,可沿预应力钢束布置平放的U形钢筋,这种平放的U形钢筋能起锚固的作用,并将水平分力传递到较大范围混凝土中。162
6施工6.1施工准备和深化设计6.1.1预应力工程专业性较强、施工工艺较复杂,当设计图纸深度尚不完全具备施工条件时,应由预应力专业施工单位予以完善,应进行预应力工程施工图深化设计并经设计单位签字认可。深化设计的内容则根据设计图纸的深度而定,深化设计文件一般包括构造图、施工方案和必要的计算书等。6.1.2-6.1.3对预应力工程深化设计提出具体要求,包括预应力筋线型定位和图表;预应力筋明锚或暗锚构造图;梁、柱节点处非预应力筋和预应力筋铺设位置详图以及局部受压承载力验算结果;孔道净距、混凝土保护层厚度以及其他需深化设计的部分。鉴于施工现场的具体情况,往往与原设计局部承压条件不相同,就需要施工方根据实际情况深化设计合理的局部承压和构造要求,至于要更改锚具种类,更需要重新设计验算局部承压是否满足要求。例如框架梁端加肋配筋构造、张拉端梁板抗劈裂附加钢筋计算及构造等。6.2预应力筋制作和存煎6.2.1钢质预应力筋属高强度低合金钢材,并经冷加工制造,局部受高温冷却使金属材料物理力学性能改变,易产生脆断。所以制作(切断)时不得采用加热、电弧切割等方式,同时还应避免周围焊接操作或接地电火花损伤预应力筋表面,也不得将预应力筋作为电焊接电线使用。6.2.2钢丝柬辙头时端面应平整,钢丝应插到墩头器穴模底部,并注意钢丝不能偏人夹片缝隙中,以免夹扁钢丝。为保证钢丝等163
长下料,可采用穿入铜管内或放入角钢槽内的限位下料,也可采用第一次逐根下料,第二次捆扎成束后用砂轮切割精确等长下料。6.3有精结预应力筋铺设6.3.1有粘结预应力筋的孔道成型推荐采用塑料波纹管,因它不易破损,能保证孔道畅通。6.3.3塑料波纹管在现场施工时应少用接头甚至不用接头,直接整根预埋。必要时可采用塑料热熔焊接或采用专用连接管。金属波纹管宜采用同一厂家生产的产品,以便与接头管波纹匹配;波高应满足规定要求,以免接头管处因波纹扁平而拉脱。扁波纹管的连接处应用多道胶带包缠封闭,以免漏浆。6.3.8当孔道长度大于70m或是多波曲线,其他相关作业容易造成成孔管变形时,宜采用先穿法;若当孔道长度小于70m,预应力筋曲线较平缓时也可采用后穿法。具体采用什么方法穿束可根据施工实际情况而定。6.4无精结预应力筋铺设6.4.1提出无粘结预应力筋护套轻微破损的处理方法和要求。6.4.2-6.4.3对梁板控制元粘结预应力筋曲线坐标的钢筋支托或钢筋马凳,通常用今12钢筋制作并固定,防止施工时踩踏变位。6.4.5如果张拉端承压板与预应力筋不垂直,张拉过程中很容易发生断丝现象。当张拉端凹人混凝土端面时,采用塑料穴模效果优于泡沫块或木盒等其他穴模。6.5混凝土混筑6.5.2预应力混凝土工程张拉、锚固区域钢筋配置很密,该部位混凝土的浇筑困难,必须采取有效措施,例如重点振捣、采用小型振捣棒或用钢筋插实等。同时混凝土挠筑过程中避免振动棒164
靠近波纹管,以免破坏波纹管造成漏浆。对于少量漏浆的情形,可在混凝土浇筑后初凝前,往复抽动孔道内预应力筋,使漏浆逐渐松动。6.6预应力筋张拉和放张6.6.1预应力筋张拉设备和仪表应根据预应力筋种类、锚具类型和张拉力大小合理选用。张拉设备正常使用范围宜为25%-80%额定张拉力。当张拉设备采用油压力表示值时,其压力表精度不应小于1.5级。标定张拉设备用的标定器衡精度不得低于±1%。6.6.4对先张法预应力筋放张或后张法预应力筋张拉的混凝土状态做双控规定:即强度指标和龄期的规定,以保证张拉或放张构件质量。6.6.7-6.6.8规定张拉工艺和方法,即张拉顺序的一般原则,以避免预应力束张拉过程产生过大偏心压力。而对采用两端同时张拉或一端张拉、另一端补张拉的方法宜根据工程实际情况、环境条件以及机具设备等因素确定。6.6.10对钢筋柬张拉过程可能出现的断丝或滑丝做了限制规定,以保证有效预应力值的建立。6.6.11为了减少预应力筋的松弛损失,采用超张拉方法超张拉时,若预应力筋为钢绞线、采用夹片式锚具,通常采用第二种方式张拉。6.6.13超张拉回松技术是一种减少多跨曲线预应力筋连续跨中孔道摩擦损失,使得多跨预应力筋沿长度方向建立较均匀的预加应力的方法。超张拉回松技术应采用两端张拉方式。其基本操作程序是:先将预应力筋工作锚处于非工作状态,(采用夹片锚具时先不安装夹片),通过工具锚第一次张拉预应力筋(束)至1.05σm并持荷2分钟,然后缓慢放张。安装工作错具使其处于工作状态(安装夹片),第二次张拉预应力筋(束)至1.03σoon并持荷锚固,其原理就是利用第一次预张拉,当放松后。由于预165
应力筋与孔道壁之间的反摩擦作用,使得跨中部位的预应力筋仍保持了一定的预拉应力状态,当第二次张拉时,跨中部位预应力筋就可建立较高的有效预应力值。6.6.14先张法预应力筋张拉时成组或单根张拉时的要求不同,成组时为使各组预应力筋的应力和伸长值基本相同,应先调整每根预应力筋初应力相同,即应力控制为主;而单根张拉时,以控制变形为主O6.6.15针对张拉端预应力筋锚固后钢筋内缩和锚固变形提出的规定。6.7灌浆及封锚6.7.2对后张法有粘结预应力筋张拉锚固后,为了保证预应力在构件截面产生预压应力效果,保护预应力筋和锚具,应使预应力在构件作用稳定后及时灌浆,一般在6h后,不宜超过48ho6.7.3-6.7.4为了保证灌浆质量.对灌浆孔道的密封性和流通性做检查并处理。6.7.5-6.7.6对灌浆材料的品种、水灰比、外加齐IJ提出要求,尤其强调不应含有对预应力筋有害的物质,主要是指氯盐,所以不得采用含氯盐的外加剂。对水泥浆拌制后不同时间内的泌水率提出要求,可灌性以流动度控制,测定方法推荐采用流淌法测定。6.7.8为了确保孔道灌浆密实,无论水泥浆中是否掺微膨胀或减水剂,均宜进行孔道灌浆的补浆工艺。对于水平孔道,可采用二次压浆方法补浆。二次压浆的时间间隔以使第一次压注的水泥浆既能充分泌水又未初凝为基准,根据实践经验可在(30-45)míno对于曲线孔道宜采用重力补浆法。6.8真空辅助灌浆真空辅助灌浆时是在预应力筋孔道的一端采用真空泵抽吸孔道中的空气,使孔道内形成负压O.lMPa的真空度,然后在孔道166
的另一端采用灌浆泵进行灌浆。6.8.1-6.8.4对真空辅助灌浆的技术条件,包括机具提出要求,其主要要求是孔道的密封性。为了保证灌浆质量,建议采用密封性更好的塑料波纹管及真空灌浆机具。应重视水泥浆的配合比,可参人专门研制的孔道灌浆用外加剂,能显著提高浆体的密实度。为达到密闭要求,可采用专用灌浆罩封闭、增加封锚细石混凝土的厚度等闭气措施。6.9体外预应力束施工6.9.2体外束锚固体系是传递预应力的关键,一旦锚固作用失效,则预应力完全丧失。因此,体外束错固体系除严格符合本规程第3.3节要求外,还对体外束锚固体系的特殊功能如调束用螺母支撑承力方式提出要求c6.9.4体外束对防腐材料有严格要求,其防腐油脂的质量要求应符合行业标准《无粘结预应力专用防腐油脂}JG3007的规定,当采用其他材料体外束时,例如纤维束等,要作专门的防腐处理,并符合相关标准规定。6.9.7体外束是在结构主体的外部,相关部件的安装涉及到内部结构的配筋,尤其是加固工程,原结构配筋不能受损,新老钢筋还需相互连接。6.9.8为保证体外柬张拉施工质量和安全,张拉过程要求构件受力均匀,尤其是使预加应力对截面产生的侧面弯曲影响最小,施工时一般可由截面形心位置束先张拉,然后均匀对称逐束张拉,必要时,可采用分级循环张拉。还需考虑避免梁在张拉过程侧向变形过大乃至失稳破坏,对较大跨度、较大张拉力的构件要加临时侧向支撑等措施。6.9.11体外束更换的关键工艺是两端同时缓慢放张,以避免由于不同步,速度过快而造成事故c/67
6.10施工管理6.10.1鉴于预应力施工技术性、专业性较强,由相应资质等级的预应力专业施工单位施工十分必要。施工过程中涉及的其他专业工作较难协调,成立由施工总承包单位参加的项目协调管理机构对保证施工质量、安全、进度十分重要。预应力专业施工单位应具有预应力技术设计能力,由其绘制的预应力筋的曲线坐标图与端部构造详图及工程结构特点,施工方案应经设计单位审核。6.10.4-6.10.5专业施工单位应建立系统的设备购置、维护和检验记录。6.10.6多层和高层现浇预应力混凝土楼面结构的施工方案,应首先考虑混凝土施工和预应力筋张拉两道工序的顺序关系,当平面尺寸较大时,宜用"逐层浇筑,逐层张拉"的顺序;对平面尺寸较小,施工工期紧,宜用"数层浇筑,}IWi向张拉"顺序。6.10.7对大面积现挠预应力?昆凝土楼面结构的施工段划分,应根据结构平面形状,并结合考虑模板、1昆凝土、预应力梁施工要求确定。分段施工能有效减少结构间的约束力。施工顺序宜从中间向四周推进,有利于预应力筋安装和张拉。6.10.8对现挠预应力结构的支架体系应编制合适搭设方案。其中预应力大梁的底模可在预应力筋张拉锚固后灌浆强度达到M15后拆模的条件应满足,以现场养护试块强度试验数据为准。预应力施工顺序与拆模应由总承包单位组织专业施工单位、监理单位和设计单位确定。168
7检验与监测7.1一跑规定7.1.1-7.1.2将预应力工程按其单项工程量或梁与板单跨大小或连续跨跨数以及结构总长度为条件,划分为一般工程和重要工程两大类,并对重要工程作出了具体界定。需要指出,其中预应力结构总长超过50m(含50m)是指连续结构(梁或板)总长,其预应力筋可以与总长相同(不含张拉所需预留长度).即通长预应力筋布置;也可以分段设置预应力筋,其预应力筋将短于结构总长度,当有后浇带时,预应力筋在后浇带处不连续c7.1.3对一般工程和重要工程检验和监测的内容、要求、批次以及验收标准作了具体规定,即分三个层次:1复验:对一般工程主要进行预应力筋、锚具、夹具和连接器制孔用管道等材料,以及预应力筋一锚具(夹具和连接器)组装件静载锚固性能的进场复验。2检验:预应力筋张拉时张拉端的张拉控制应力(力)租预应力筋伸长值现场测试和判定。3监测:对重要工程除进行上述一般工程的材料及组装件复验和现场检验外,还应进行现场测试,其内容包括预应力筋张拉端的锚固损失和有效预应力值,孔道最大预应力摩擦损失值的测试,以及设计提出其他测试项目。7.3现场检验7.3.1对预应力筋张拉端张拉时的张拉控制应力(力)计算值计算公式、实测张拉控制应力(力)的测定方法以及实测值与计算值允许偏差都作了具体规定。根据工程实测和试验结果,对169
于有限位装置的张拉器(千斤顶)由于限位作用,使得预应力筋在张拉过程与夹片之间产生与拉力作用方向相反的锚口摩阻力,所以实际张拉端的张拉控制应力尚应根据设计的规定值增加锚口摩阻力值,方为张拉施工时的张拉控制应力(力)。该锚口摩阻力可通过实测确定其大小,也可根据大量试验实测结果提供一参考值为5%σm选用。锚口摩阻值实测方法详见附录Eo7.3.2对预应力筋张拉锚固后的伸长值的计算公式、实测方法以及实测值与计算值的允许偏差提出具体规定,其中规定了实测伸长值测量起始点为10%σ刷(或20%σcon),对于多跨曲线型预应力束宜取20%σ酬,并在实测伸长值中尚应加人10%σm(或20%σcon)前的预应力筋伸长量,该伸长量可通过公式计算获得。对于预应力筋张拉锚固后要产生内缩量a,由于张拉器的行程有限,在某些工程中要经过一次或数次锚固回位(称倒缸),该内缩值要在总伸长实测值中扣除。当平均预压应力较小的构件,其张拉阶段构件的弹性压缩值c可忽略不计。7.4现场监测7.4.1预应力筋张拉端的锚固损失往往反映预应力筋与锚具等材料的性能,也反映布筋质量仍至设计的合理性。根据大多数实测试验统计,对张拉端预应力筋锚固损失的实测值与计算值的偏差,直线型预应力筋不超过土5%j曲线(折线)型,锚固损失在曲线反弯点以外处时不超过土8%;锚固损失在曲线反弯点以内不超过j;10%。7.4.2预应力筋在张拉端建立的有效预应力值σL与工程设计规定检验值σL的相对允许偏差不超过j;5%的规定在《混凝土结构工程施工质量验收规范>GB50204-2001虽有规定,但实际难以达到。本规程根据试验和大量实测结果对以下几个具体问题作了规定:1实测张拉端有效预应力值de以张拉锚固后1h为基准,并根据目前市场上使用的钢校线绝大部分是低松弛,以及实测结170
果统计,将预应力筋的松弛损失,在lh时可按损失计算值的40%计算。2对混凝土的收缩和徐变引起预应力损失值提出了量化值,2根据相关资料和试验,可取(50-80)N/mm,对于结构自重2大,活荷载小时取50N/mm,当结构处于年平均相对湿度低于40%的环境时,该值按上限应增加30%,所以,预应力筋张拉端建立的有效预应力σL计算公式为:σ1""-σconσ11σj4σ后,式中町、σ如何分别为预应力筋锚固损失值、松弛损失值、混凝土收缩和徐变损失值。同时还提出实测方法和实测值与计算值允许偏差。171
8工程验收本节是根据《建筑工程施工质量验收统一技术标准》GB50300和《混凝土结构工程施工质量验收规范}GB50204编写。预应力施工单位完成每项检验批工作后,应填写报验申请单,并附有关施工记录等;经监理工程师验收,填写统一的检验批质量验收记录表,签字盖章。预应力筋张拉前,预应力施工单位应该填写张拉申请单,并附混凝土强度试验报告和张拉千斤顶标定报告,经监理工程师审核后实施。预应力分项工程质量验收,除所含的检验批质量全部合格外,应重点强调验收资料完整和准确,以便顺利通过验收。预应力分项工程宜单独验收,也可与主体结构同时验收。172
附录A钢筋规格和力学性能A.O.l本表摘自国家标准《预应力混凝土用钢丝}GB/T5223-2∞2。规定非比例伸长应力σμ值不小于公称抗拉强度町的88%。A.O.2本表摘自国家标准《预应力混凝土用钢绞线)GB/T5224-2∞3。A.O.3本表摘自国家标准《预应力混凝土用螺纹钢筋)GB/T20065-2α涵。A.O.4经供需双方协商,也生产供应其他强度和直径的无粘结预应力钢绞线。本表摘自行业标准《无粘结预应力钢绞线》JG161-2ω4.A.O.s本表摘自国家标准《预应力混凝土用热处理钢筋》GB4463-84。A.O.6本表摘自行业标准《建筑用不锈钢绞线)JG/T2∞-2∞7。A.O.7本表摘自《混凝土结构设计规范)GB5∞10-2∞2.和摘自国家标准《钢筋混凝土用钢第二部分:热轧带肋钢筋》GB1499.2-2∞7;牌号HRB是热轧带肋钢筋的英文(HotR∞ledRidbedBars)的缩写。HRBF指在热轧带肋钢筋的英文缩写后加"细"的英文(Fined)首位字母。前者代表普通热轧钢筋,后者代表细晶粒热轧钢筋。A.O.8本表摘自《混凝土结构设计规范)GB5∞10-2∞2。A.O.9为了更多地了解增强纤维的性能,除表A.O.9所提供的碳纤维片材的有关资料外,还提供了玻璃纤维、芳纶纤维的相关资料,由于无标准可依,仅供参考。增强纤维物理力学性能见表A.O.9。173
表A.o.9增强纤维物理力学性能热传导系拉伸强度拉{中模最击裂伸长热膨胀系数直径密度数MW/纤维种类GPaGPa%10-"/K自1m岳/cm"cm.K干维状片材悻维状片材千维状片材纵向横向纵向5型72.504.615∞9072-4.02.0-0.56E璃纤EE型102.543.1-2仅归74903.70.490.49维MPaHS71.765.5α)()卸294*1.4x1.2-*2主-0.031.0240碳纤维HM71.763.934∞58810"-2.41.71.5-0.071.01015MPax1O"MPalLM71.442.82侃。621183.60.65.932芳纶纤维HM121.442.8MPa1241182.80.65.932KM"1.442.8581184.00.65.932注:带*为CECSJ46:2∞3(2∞7年版)碳纤维片材加困混凝土结构技术规程提供资料。片材是指纤维布和县委板的总称。其中纤维布是指连续纤维单向或多向的排列,并且树脂浸渍困化的板状制品。174
附录B锚固体系规格尺寸本附录给出常用锚固体系的规格尺寸,供设计人员参考使用。附录C金属波纹管和塑料波纹管规格本附录给出常用金属和塑料波纹管的规格,供设计人员参考使用。175
附录D预应力损失本附录的内容主要来源于《混凝土结构设计规范》GB50010。D.O.l对于夹片锚具,表D.O.l中给出了两种情形张拉端锚具变形和钢筋的内缩值的取值,经大量的工程实际测试表明,有顶压时建议宜取为7mm,对于同一曲线型的预应力筋,内缩值7mm时的锚固损失比5mm要大3.0%左右。D.O.2给出了塑料波纹管孔道的k和参数取值。在设计时注意,由于塑料波纹管的孔道摩擦损失和锚固损失要比金属波纹管小,过大张拉控制应力会导致预应力钢筋的初始应力过大,以致和非预应力钢筋的极限应力不匹配,因此选用用塑料波纹管成孔时要适当降低张拉控制应力。经过理论公式试算,对于长18.0m、高1.0m的梁,双抛物线预应力筋矢高0.7m,反弯点取1.8m,张拉控制力O.70fptk,采用金属波纹管时从张拉端到固定端的摩擦损失为16.69%,锚固损失为19.24%;采用塑料波纹管时从张拉端到固定端的摩擦损失为11.34%,锚固损失为17.10%。176
附录E锚口摩阻损失测定本附录给出锚口摩阻损失测定方法和设备。附录F预应力筋与孔道壁摩擦损失和锚固损失的测定本附录给出预应力筋与孔道壁摩擦损失和锚固损失测定方法和设备。附录G设备本附录给出预应力工程常用的设备,特别给出常用千斤顶施工时的预留尺寸,供设计人员设计时参考。177
附录H超静定预应力结构的设计与应用H.2.1预应力混凝土转换梁可分为托墙和托柱两种形式。托柱形式的转换梁内力计算可直接采用杆系有限元法,截面设计与一般框架梁相同。托墙形式的转换梁需要进行局部应力分析,配筋按偏心受拉构件计算。当转换椅架的跨度或承担的竖向荷载较大时,会造成下弦杆的轴向拉力进一步增大,一般可以在椅架下弦施加预应力,形成预应力混凝土衍架。在受拉的腹杆中也可施加预应力,若能在受拉腹杆中形成折线形预应力钢筋布置则更为合理。转换层预应力筋张拉施工可采用分期分批张拉或选取经计算合适的施工楼层进行张拉,在此之前转换层下的支撑必须加强。厚板的厚度根据冲切条件确定,施加预应力增大了板抗裂性、抗冲切能力,可抵抗大体积混凝土收缩产生的拉应力和浇捣混凝土时由于水化热大引起的裂缝。采用预应力技术后,板厚可降低10%-15%。H.2.2当钢筋混凝土结构的单体长度超过《混凝土结构设计规范》中表9.1.1"钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距"的规定时,称为超长结构;对于钢筋混凝土结构的单体长度小于上述表中的规定时,如果结构计算表明构件大范围拉应力超过混凝土的抗拉限值、可能引起混凝土结构开裂的结构,也应按超长混凝土结构处理。超长结构的设计除了考虑一般荷载作用下的效应外,还应计及混凝土收缩、徐变和温度变化引起的作用效应,宜建立整体模型进行计算分析。对于超长混凝土结构因使用条件限制不适宜设置温度伸缩缝时,可考虑采用预应力技术予以解决。采用后张预应力技术增大伸缩缝间距,其原理是在钢筋混凝178
土框架梁与楼板内建立一定数量的轴向预压应力及相应的预压应变,以克服结构因季节温差和混凝土收缩引起的收缩变形,防止纵向连系结构被拉裂。预应力混凝土构件正截面抗裂验算时.其裂缝控制等级可取为二级a类。179
附录J体外预应力混凝土梁设计J.O.3-J.O.4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。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,体外束相对于混凝土截面童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。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0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,1亥试验方法详见现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224)附录B。J.0.5混凝土徐变实验表明,应力持续时间为5年的混凝土徐180
变值是应力持续时间30年的92%。加载时混凝土龄期越长,起始徐变和极限徐变越小。因此可以认为5年以上的既有结构的棍凝土收缩和徐变已基本完成,即可近似取混凝土收缩徐变损失町=0。对有特殊要求的结构,宜根据工程实际情况,选择适当的徐变计算理论对其进行更为精确的分析。J.O.I0如果设置体外束是为了提高混凝土结构的承载力,所采取的防腐措施应满足防火要求。181
附录K预应力筋下料长度计算本附录给出了各种施工方法的预应力筋的下料计算,供施工人员参考。附录L灌浆用水泥浆流动度测试方法本附录来自《建筑工程预应力施工规程>CECS180:20050附录M预应力分项工程检验批质量检查记录本附录来自《建筑工程预应力施工规程>CECS180:2005。附录N曲线预应力筋坐标方程和长度计算本附录来自《建筑工程预应力施工规程)CECS180:2005。182'
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