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1、10.1 概述 10. 2 无粘结PC混凝土构件受弯性能 10. 3 后张无粘结预应力混凝土平板结构设计,第十章 后张无粘结预应力混凝土结构,10.1 概述,无粘结预应力混凝土无需留孔道与灌浆，施工简单，没有灌浆不密实的隐患，摩擦损失小， 适用于多跨，曲线形构件，分散配筋（板类） 无粘结筋对构件的作用仍可以用等效荷载的作用来表示 力筋应力沿全长相等，在截面受弯破坏时力筋强度不能充分发挥,10.1 概述,若锚具失效、或某跨由于火灾、装修破坏而失效、或偶然荷载引起某跨力筋失效全长各跨均丧失承载能力， 须采取措施： 使用可靠性高的锚具 分段配置预应力筋 配置一定数量的非预应力筋,10.2 无粘结PC
2、构件的受弯性能,10.2.1 与有粘结力PC构件性能对比 仅有无粘结力筋的受弯构件，受弯开裂时仅出现一或几条裂缝，其中一条主裂缝一旦发生即迅速开展，上端呈叉形 随荷载增加，裂缝迅速开展，中和轴上升，混凝土受压区应变增加很快，挠度亦增加很快，而力筋应变增长较慢，最后受压区混凝土压碎，而力筋达不到名义屈服强度 受弯承载力较相同配筋的有粘结构件低 1030 %,10.2 无粘结PC受弯构件的性能,10.2.2 混合配筋时无粘结PC构件的受弯性能 与有粘结PC构件的受弯性能接近，裂缝分布和挠度发展得以改善 截面受弯破坏时，非预应力筋可达到屈服，而无粘结力筋仍然达不到名义屈服强度,10.2 无粘结PC构
3、件的受弯性能,10.2.3 无粘结力筋的极限应力 忽略摩擦影响，可以认为力筋中应力沿全长相等，并不取决于某个截面的弯矩，极限应力低于有粘结 应变协调条件：无粘结力筋应变增量等于其周围混凝土应 变沿力筋全长增量的平均值,10.2.3 无粘结力筋的极限应力,混凝土应变沿力筋全长的变化规律十分复杂，与多种因素有关，如：有效预应力、配筋率、高跨比、材料特性、 荷载形式、摩擦力等 可通过有限元分段，利用平截面假定（对力筋不成立）进行求解 大多在试验基础上提出经验公式：,10.2.3 无粘结力筋的极限应力,英国规范CP110： 利用列表形式给出极限应力与有效预应力的比值供查用 ACI规范：,10.2.3
4、无粘结力筋的极限应力,JGJ92-2004无粘结预应力混凝土结构技术规程 式中： 综合配筋指标,10.2 无粘结PC构件的受弯性能,10.2.4 非预应力筋的配置 Mattock等：满足按有效受拉区面积计算的非预应力筋配 筋率0.4%，性能与有粘结一致 美国规范：梁及单向板 式中：As为受拉边缘至毛截面形心线之间的面积 Nt为全部重力荷载作用下受拉区混凝土的总拉力,10.2.4 非预应力筋的配置,JGJ92-2004 单向板： 梁： 双向板： 负弯矩区每一方向上 正弯矩区每一方向上,10.3 后张无粘结预应力混凝土平板结构设计,10.3.1 概述 一、特点 无梁、可降低层高、在总高不变情况下增
5、加层数 室内美观、采光通风效果好、便于清洁（冻库） 模板简单、施工速度快 柱支座处可设柱帽或平托板以提高板抗冲切能力和刚度，并减少配筋，使支座及跨中抗弯安全度基本一致,10.3.2 无粘结预应力混凝土平板的工作性能,双向受力，变形为双向曲面 柱上板带起到类似 支承梁的作用,10.3.2 无粘结预应力混凝土平板的工作性能,作用在中央区域的荷载将由两方向中间板带共同承担，各自承担的比例取决于这一共同板块的边长比和各自板带的边界条件 长跨方向中间板带承受的荷载将传递给短跨方向上的柱上板带，加上直接由短跨方向中间板带承受的荷载，应等于作用在这一区格上100%的荷载，反之亦然。 即：每一方向上的板带（柱
6、上及中间板带）必须考虑 100%的作用荷载,10.3.2 无粘结预应力混凝土平板的工作性能,若将 方向板视为宽度为 的宽板梁，其承受的线荷载则应为 ，此梁上的弯矩应满足静力平衡条件： 同理，在 方向有 式中，各支座弯矩和跨中弯矩可根据弹性分析求得,上式给出了一个总弯矩总静力 设计弯矩，但沿各控制截面宽度 （如沿 线或 线）的弯矩分 布是非均匀的： 柱上板带弯矩大，而中间板带 区域弯矩小 与弯矩分布相适用，在柱上 板带内，力筋应布置得密一些； 在中间板带内应布置得稀一些,10.3.3 预应力筋的布置,1. 按柱上板带和中间板带布筋 反映了柱间弯矩分布的特点 方案一（图a ）：6075%力筋布置在
7、柱上板带，其余 2540%力筋布置在中间板带 方案二：50%的力筋直接穿过柱子布置，其余在柱间均匀 布置 缺点：两方向交叉，穿筋、编网、定位施工麻烦,10.3.3 预应力筋的布置,2. 在两个方向均集中通过柱布筋（图b ） 形成预应力暗梁支承内平板，内平板可按有梁支承的RC双向板进行设计；两方向力筋都布置在柱轴线附近，有利于提高板柱节点区抗冲切能力；平板上开洞方便。 缺点：钢筋用量大,10.3.3 预应力筋的布置,3. 一个方向为带状集中布筋，另一方向均匀布筋（图c ） 可产生具有双向预应力的单向板系统，带状集中预应力筋起到了支承梁的作用 试验表明：使用阶段和极限承载阶段的受力性能都很好 避免
8、了编网工序，易保证力筋垂度，便于施工 易于采用荷载平衡法估算力筋,10.3.3 预应力筋的布置,4. 一个方向按柱上和中间板带布筋，另一方向均匀布筋 （图 d） 综合了（a ）和（c ）的特点，较（a ）更易于施工 5.双向带状平行布筋（图e ） 可在不同方向上并束布置，避免施工中相互干扰，相互冲突，有利于板上开洞，布置管线 JGJ92-2004建议采用图（a ）及图（c ）布筋方式 实际施工中结合并束进行。 平板中平均有效预压应力：,10.3 后张无粘结预应力混凝土平板结构设计,10.3.4 非预应力钢筋布置（略）,10.3.5 内力实用分析方法,一. 直接设计法 根据符合一定条件的理论分析
9、，直接给出控制截面的弯矩系数 应用该法应满足以下条件: （1）每个方向上至少有三个连续跨； （2）各板格均为矩形，长短跨比 2 （3）每一方向上的跨差 长跨/3 （4）柱子偏心不超过相邻柱中心距离的10% （5）竖向荷载为均布荷载，活载3 倍恒载,1. 确定总静力设计弯矩 同前， 应分别在两个方向单独计算，因为这两个方向的极限平衡条件是相互独立的，竖向荷载均按100%取用 2. 正负弯矩分布 （1）内跨在跨度方向上弯矩分布对称 支座负弯矩：0.65 跨中正弯矩：0.35 （2）端跨在跨度方向上，弯矩分布不对称，其分布取决 于外柱的等效相对抗弯刚度及有无边梁情况 详公式（10.3-43-6）及表
10、10.3-1,10.3.5 内力实用分析方法,二. 等代框架法 应用广泛，可用于带托板、不带托板的双向板； 梁支承板；密肋板,1.基本原理,将空间结构划分 为纵、横向 “等代框架” 利用框架分析 方法计算内力,二. 等代框架法,等代框架由三部分组成： （1）水平板带梁 （以柱中心线的两侧 板格中心线为界） （2）柱（或墙体） （3）板带梁与柱之间传递 弯矩的构件（板带或梁） 每一方向上的“等代框架” 分别承受全部竖向荷载,二. 等代框架法,2. 确定等代框架梁和等代框架柱的刚度 参“熊学玉”教材P166 3. 按结构力学方法分析等代框架内力 可取整榀框架分析，也可采用“分层法” 4. 活载3/4 恒载时，可不考虑活载的不利布置，按均布满载布置活载 5. 确定板带梁截面弯矩在板带梁宽度上的分布（分配） 参教材,10.3 后张无粘结预应力混凝土平板结构设计,6.截面设计 10.3.6 板冲切承载力计算 参教材,