原作者:沈阳建筑工程学院 崔熙光 于秀开 李振文 出处:选自《工业建筑》
【论文摘要】以预应力筋在反弯点处每段曲线端点的斜率相等为基础,提出了实际工程中常用的几种情况的布筋表达式。
0 引 言
在预应力混凝土结构中,预应力筋的布置基于以下两点:与外荷载产生的弯矩图型相接近;考虑几何关系。下面主要讨论几何关系问题。
在预应力连续梁和框架结构中,预应力筋大都采用带有反弯点的二次抛物线型布置,一般是认为每段曲线的挠度fi与该段曲线水平投影长度li成正比,然后取每段曲线的表达式为yi=4fixi/li-4fix2i/l2i。这样的表达式有简明的物理意义,但有一定的近似性。本文以在反弯点处每段曲线的斜率相等为基础,针对实际工程中常用的几种情况,提出相应的布筋表达式。
1 正反抛物线对称布筋
正反抛物线对称布筋如图1所示。实际工程中的已知条件为:l1/2、l2/2及(f1+f2)。下面求β1、β2。
图1 正反抛物线对称布筋
因
y1=β1x21 y2=β2x22 y′1=2β1x1 y′2=2β2x2
由在反弯点处y′1与y′2相等、y1+y2=f1+f2,可推得:
β1=4(f1+f2l21+l1l2) (1) β2=4(f1+f2l1l2+l22) (2)
于是有
y1=4(f1+f2)x21/(l21+l1l2) (3) y2=4(f1+f2)x22/(l1l2+l22) (4)
算 例 某单跨框架采用正反二次抛物线对称布筋。已知:α=0.15,梁跨度为15m,截面高度为1m。求各段布筋表达式、反弯点处曲线的倾角及f1、f2。 解:
l1/2=αl=0.15×15=2.25m l1=4.5m l2=15-4.5=10.5m
则有
β1=4×0.84/(4.52+4.5×10.5) =4.98×10-2/m y1=4.98×10-2x21 β2=4×0.84/(4.5×10.5+10.52) =2.13×10-2/m y2=2.13×10-2x22
或
2 正反抛物线加直线布筋
此种情况的布筋如图2所示。已知条件为l、l1/2、l2/2、(f1+f2)及hl。所要求的是β1、β2、l′2及l3。 这里的β1、β2可分别由式(1)和(2)求得,从而可求出f1与f2。 由
hl=y2|x2=l′2+y′2|x2=l′2×(l/2-l′2) |
图2 正反抛物线加直线布筋
可推得
3 边跨楼板布筋
连续楼板的布筋如图3a所示,已知条件为:l、l3/2、hl。求:β1、β2、β3、l1/2及l2/2。 对于这种情况,可先假定沿板全跨预应力筋为单向非对称布置,如图3b所示,以求得l1/2和β1;然后以图3c中的曲线代替图3b中的虚线部分,以求得β2和β3。 |
图3 连续楼板的布筋
对于图3b中的曲线,由
得 (7)
此位置与连续板在均布荷载作用下,边跨跨内最大正弯矩的位置(0.375l~0.394l)很接近。
(l2+l3)/2=l/(1+/2)=l1/2 (8) β1=(3+2)hl/l2 (9)
而对于图3c中曲线,可得
β2=8hl/(l22+l2l3) (10) β3=8hl/(l2l3+l23) (11)
算 例 某边跨板厚为200mm,跨度为9m,α=0.1,求该板各段的布筋曲线。
解:l1/2=9000/(+1)=3728mm
取为3730mm
l3/2=0.1×9000=900mm l2/2=9000-3730-900=4370mm hl=(200-60)/2=70mm β1=(3+2)×70/90002=5.04×10-6/mm y1=5.04×10-6x21 β2=8×70/[(4370×2)2+2×2×4370×900]=6.08×10-6/mm y2=6.08×10-6x22 β3=8×70/[2×2×4370×900+(2×900)2]=2.95×10-5/mm y3=2.95×10-5x23
4 结 语
以反弯点处每段曲线端点切线斜率相等为基础建立布筋曲线表达式,能够避免假定fi/fi+1=li/li+1所造成的误差,且布筋曲线表达式也相对简单而便于应用;同时,尚可以此为出发点,解决实际工程中较为复杂的布筋问题。因而,具有较严密的理论性和较强的实用性。 |