缓粘结预应力混凝土结构技术规程 [附条文说明] JGJ387-2017 建标库

5.3  正常使用极限状态验算

5.3.1  缓粘结预应力钢绞线有缓粘结剂和外包高密度聚乙烯护套,与有粘结和无粘结预应力相比,其耐久性会有很好的改善,但是,由于缓粘结预应力混凝土结构耐久性研究较少,因此,本规程还是按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010给出裂缝控制的准则。

5.3.2  参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010给出裂缝计算公式,在计算受拉区纵向受拉非预应力钢筋的等效直径时,预应力筋按束计算其公称直径。缓粘结预应力钢绞线的粘结特性系数取0.4,比有粘结预应力钢绞线的0.5略低,是根据缓粘结预应力钢绞线的粘结锚固试验定量确定,并且也与环氧涂层钢绞线的粘结特性系数0.4一致。

     缓粘结预应力钢绞线与150mm混凝土试块之间粘结长度75mm,采用C40混凝土,测得预应力筋与混凝土之间的粘结力可达到20kN,滑移量在0.2mm时,粘结力达到10kN,说明缓粘结预应力筋能有效和混凝土产生粘结力(图2)。另外,缓粘结预应力混凝土梁的受弯试验也证明了缓粘结预应力混凝土梁的裂缝分布与有粘结预应力混凝土梁裂缝分布基本是一致的,试验研究表明,环氧涂层钢筋混凝土的裂缝宽度略有增大,裂缝间距增大约10%,因此,考虑粘结特性系数由有粘结的0.5降低为0.4,这也是缓粘结预应力混凝土结构区别于有粘结预应力混凝土结构和无粘结预应力混凝土结构的重要标志之一。

5.3.3  本条参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010相关规定,给出了缓粘结预应力混凝土构件受拉区纵向钢筋的等效应力计算公式。注意在计算受弯构件受拉区纵向钢筋等效应力时考虑了缓粘结剂的固化与否,用预应力筋等效折减系数ap表示,固化前取缓粘结预应力筋面积的0.3,固化后取1.0。公式(5.3.3-3)是将截面等效为轴力为NpO、弯矩为Mk的偏压构件计算。

5.3.5  本条参考现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010相关条文编写,在正常使用极限状态下混凝土受弯构件的挠度,主要取决于构件的刚度。假定在同号弯矩区段内的刚度相等,并取该区段内最大弯矩处所对应的刚度,对于允许出现裂缝的构件,它就是该区段内的最小刚度,这样计算是偏于安全的。当支座截面刚度与跨中截面刚度之比在本规程规定的范围内时,采用等刚度计算构件挠度,其误差一般不超过5%。

5.3.6  预应力混凝土受弯构件考虑荷载长期作用影响的刚度,采用在荷载标准组合计算的短期刚度值Bs基础上考虑荷载长期作用影响的方法。

5.3.7  预应力混凝土受弯构件的短期刚度Bs是按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关条款给出的。缓粘结剂固化前,预应力筋能自由滑动,按现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92要求,在计算纵向受拉钢筋配筋率时只考虑预应力筋截面积的0.3倍,固化后按有粘结考虑,考虑预应力筋全部截面积。试验研究表明,缓粘结预应力混凝土结构在缓粘结剂固化后受弯时的刚度与有粘结混凝土结构基本一致,其他研究者对环氧涂层钢筋混凝土的试验研究也证实了环氧涂层不影响结构的刚度。

5.3.8  预应力混凝土受弯构件在使用阶段的反拱计算中,先计算短期反拱值,考虑预加力长期作用对反拱增大的影响系数取为2.0。取2.0增大系数是近似考虑了混凝土收缩、徐变影响,因此,对长期反拱值,如有特殊要求或者要求非常严格时,可根据混凝土收缩、徐变随时间的变化规律进行专门计算分析。