專利名稱：預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載力設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)極限承載力設(shè)計(jì)，尤其涉及預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載力設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系是指用高強(qiáng)和高性能材料、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的施工工藝建設(shè)起來的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系，是當(dāng)今技術(shù)最先進(jìn)、用途最廣、最有發(fā)展前途的一種建筑結(jié)構(gòu)型式之一。在大型公共建筑、大懸挑、大跨重載工業(yè)建筑、高層建筑、大中跨度橋梁、大型特 種結(jié)構(gòu)、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺(tái)等建筑物中得到廣泛應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土(PSRC)結(jié)構(gòu)作為一種新的現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，能夠非常有效的適應(yīng)現(xiàn)代建筑發(fā)展的趨勢(shì)，滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的需求。對(duì)型鋼混凝土梁施加預(yù)應(yīng)力，可以擴(kuò)大材料的彈性范圍，更加充分利用高強(qiáng)材料，發(fā)揮材料特性，減輕結(jié)構(gòu)自重；提高極限承載力，減小結(jié)構(gòu)變形；延遲負(fù)彎矩區(qū)混凝土裂縫的出現(xiàn)；增強(qiáng)型鋼混凝土梁的剛度，有效地降低應(yīng)力幅，增強(qiáng)型鋼混凝土梁的疲勞壽命。與普通預(yù)應(yīng)力混凝土梁相比，預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土梁具有以下特點(diǎn)(I)良好的抗震性能；(2)施工方便；(3)抗剪承載力大；(4)截面剛度大，撓度控制容易。相比型鋼混凝土梁，PSRC梁則有以下特點(diǎn)(I)跨高比可適當(dāng)放大；(2)延緩裂縫開展；(3)撓度控制更易滿足；(4)用鋼量減?。?5)施工復(fù)雜，技術(shù)含量高。預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的最早應(yīng)用主要是高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，后經(jīng)多位學(xué)者及從業(yè)者的發(fā)展和完善，逐漸因?yàn)槠鋬?yōu)良的特性，應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。但是從設(shè)計(jì)方法來看，當(dāng)前有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算方法主要是基于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的工作原理建立起來的，設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)際上計(jì)算出的結(jié)構(gòu)是基于忽略約束(側(cè)限)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，即沒有考慮預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)等的柱、剪力墻及筒等豎向構(gòu)件對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響，而事實(shí)上柱、剪力墻及筒等豎向構(gòu)件對(duì)預(yù)應(yīng)力的傳遞有很大影響。而經(jīng)過本課題組長(zhǎng)期研究表明，在上述有復(fù)雜約束的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)槭苤箓?cè)移剛度的影響，預(yù)應(yīng)力混凝土梁中的有效預(yù)應(yīng)力有較大削減，如果按照現(xiàn)在設(shè)計(jì)中不考慮約束的設(shè)計(jì)，則實(shí)際預(yù)應(yīng)力混凝土梁的正常使用與極限承載能力就無法滿足結(jié)構(gòu)要求，而且預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)相對(duì)于普通預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)置型鋼的存在，在荷載作用下構(gòu)件的剛度、裂縫發(fā)展與協(xié)同承載能力不同，按現(xiàn)行方法設(shè)計(jì)計(jì)算有復(fù)雜約束的預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，將給工程帶來安全隱患，因此合理的設(shè)計(jì)必須考慮約束以及內(nèi)置型鋼與混凝土的結(jié)構(gòu)性能的影響。目前，預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)外未見有理論研究和工程應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，僅有少量將預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究，而缺乏對(duì)預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)理論系統(tǒng)的研究，對(duì)預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)這種新興的組合結(jié)構(gòu)形式僅僅做了初步的嘗試，還沒有形成指導(dǎo)工程應(yīng)用的理論依據(jù)、分析設(shè)計(jì)方法，更沒有相應(yīng)的規(guī)范規(guī)程可依照。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載力設(shè)計(jì)方法，解決現(xiàn)在的設(shè)計(jì)方法由于計(jì)算時(shí)忽略約束，造成實(shí)際預(yù)應(yīng)力混凝土梁的正常使用與極限承載能力無法滿足結(jié)構(gòu)要求，而給工程帶來安全隱患的缺陷。技術(shù)方案一種預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載力設(shè)計(jì)方法，其特征在于對(duì)采用預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于框架梁的正截面受彎承載力按照以下公式要求計(jì)算，且需要符合下述對(duì)彎矩的要求(I)關(guān)于非抗震設(shè)計(jì)，
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)カ型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載カ設(shè)計(jì)方法，其特征在于對(duì)采用預(yù)應(yīng)カ型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于框架梁的正截面受彎承載カ按照以下公式要求計(jì)算，且需要符合下述對(duì)彎矩的要求 (1)關(guān)于非抗震設(shè)計(jì)，
2.如權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載カ設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述對(duì)于框架梁的正截面受彎承載力和彎矩的要求，當(dāng)受壓區(qū)高度滿足8山。< I. 25x, 6 2h0 > I. 25x時(shí)，彎矩和受彎承載カ及Iitl按照以下公式要求計(jì)算
3.如權(quán)利要求I或2所述的預(yù)應(yīng)カ型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載カ設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述混凝土受壓區(qū)高度X符合下列公式要求X < xb = min {xs, xa, xp},且 X - a' +t' f 其中普通鋼筋、預(yù)應(yīng)カ鋼筋和型鋼下翼緣中屈服吋，受壓區(qū)高度分別為xs、xp, Xa ；a/ a_型鋼受壓翼緣到框架梁受壓邊緣的距離。
4.如權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)カ型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載カ設(shè)計(jì)方法，其特征在干所述預(yù)應(yīng)カ型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁采用充滿型實(shí)腹型鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)極限承載力設(shè)計(jì)，屬于土木工程領(lǐng)域。一種預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁抗彎承載力設(shè)計(jì)方法，其特征在于對(duì)采用預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的框架梁，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于框架梁的正截面受彎承載力和彎矩考慮到側(cè)向約束的影響，采用建立結(jié)構(gòu)考慮約束影響計(jì)算方法，提出新的受彎承載力和彎矩計(jì)算的公式。本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法充分考慮了預(yù)應(yīng)力型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜約束情況，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于框架梁正截面的受彎承載力計(jì)算時(shí)將約束及其分布的影響，使結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更符合實(shí)際的結(jié)構(gòu)的要求，安全性能更好。
文檔編號(hào)G01N3/20GK102650579SQ20111043690
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者李明, 熊學(xué)玉, 熊斌, 高峰 申請(qǐng)人:上海同吉建筑工程設(shè)計(jì)有限公司, 同濟(jì)大學(xué)