大跨度预应力混凝土空心板结构的研究与应用
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摘要
预应力技术是一项大力推广的建筑结构技术，预应力混凝土是一种将高强钢材和高强混凝上能动的结合在一起的建筑材料，具有强度高、耗材少的优点，与普通混凝土相比，可以有效的加大结构跨度，满足大柱网、大开间建筑的使用功能需要。
本文在回顾预应力混凝土发展历程的基础上，提出并分析了现代预应力结构体系中无粘结预应力结构的定义及工作原理。本文经过对现状的分析，设计了一种后张法施工的大跨度高强预应力混凝土空心板，这种预应力空心板不仅具有较好的力学性能，还满足现代建筑对预应力空心板的要求。
本文所提出的设计方法和设计思路具有一定的实用意义，为高效预应力高强混凝土空心板在结构工程中的应用提供了参考依据，并为今后这方面进一步的研究提供了一定的经验。由于后张法大跨度高强度预应力混凝土空心板在工民建中应用较少，因此，本课题具有一定的理论意义和应用价值。
Prestressed structures reinforced concrete as widely used technology is a combination of high steel and concrete, which efficiently covers longer span to meet the special functional requirements.
In this paper, the development process of the prestressed concrete concept have been looked back, and based on this, the definition and work principle of unbonded prestressed structure in modern prestressed structure system have been putted forward and analysed. Aaccording to the analysis of current situation, a series of post-tensioned long-span high intensity prestressed concrete hollow slabs are designed. The traditional pre-stressed reinforced concrete hollow slab not only possesses better mechanical property but also meet the need of the modern construction to the pre-stressed reinforced concrete hollow slab.
The design method given in this paper is of some practical meaning, and it gives scientific research basis for the application of post-tensioned large-span high strength prestressed concrete hollow slabs in the civil engineering arid valuable experience for the further research. And because the research example on civil engineering is little, the paper deems that the research has some meaning in theory and some value of application.
本文在回顾预应力混凝土发展历程的基础上，提出并分析了现代预应力结构体系中无粘结预应力结构的定义及工作原理。本文经过对现状的分析，设计了一种后张法施工的大跨度高强预应力混凝土空心板，这种预应力空心板不仅具有较好的力学性能，还满足现代建筑对预应力空心板的要求。
本文所提出的设计方法和设计思路具有一定的实用意义，为高效预应力高强混凝土空心板在结构工程中的应用提供了参考依据，并为今后这方面进一步的研究提供了一定的经验。由于后张法大跨度高强度预应力混凝土空心板在工民建中应用较少，因此，本课题具有一定的理论意义和应用价值。
Prestressed structures reinforced concrete as widely used technology is a combination of high steel and concrete, which efficiently covers longer span to meet the special functional requirements.
In this paper, the development process of the prestressed concrete concept have been looked back, and based on this, the definition and work principle of unbonded prestressed structure in modern prestressed structure system have been putted forward and analysed. Aaccording to the analysis of current situation, a series of post-tensioned long-span high intensity prestressed concrete hollow slabs are designed. The traditional pre-stressed reinforced concrete hollow slab not only possesses better mechanical property but also meet the need of the modern construction to the pre-stressed reinforced concrete hollow slab.
The design method given in this paper is of some practical meaning, and it gives scientific research basis for the application of post-tensioned large-span high strength prestressed concrete hollow slabs in the civil engineering arid valuable experience for the further research. And because the research example on civil engineering is little, the paper deems that the research has some meaning in theory and some value of application.
引文
[1] 王传志，滕智明主编．钢筋混凝土结构理论．北京：中国建筑工业出版社，1985：12页
[2] 沈旦申等主编．现代混凝土设计．上海．上海科学技术文献出版社1987：5页
[3] 中国建筑学会建筑结构学术委员会等．混凝土结构基本理论及应用．第二届学术讨论会论文集．1990：72页
[4] 陈肇元等编著．高强混凝土及其应用．北京：清华大学出版社．1992：66页
[5] 中国建筑科学研究院．混凝土结构研究报告选集(3)．北京：中国建筑工业出版社．1994：44页
[6] 高丹盈，刘建秀等编著．纲纤维混凝土基本理论．北京：科学文献出版社．1994：73—74页
[7] Chen ACT, Chen WF. Constitutive Relations for Concrete. ASCE, 1975,101(4):465-481P
[8] Ham DJ, Chen WF. Nonuniform Hardening Plasticity Model for ConcreteMaterials. Mechanics of Materials, 1985(5): 124-128P
[9] Ohtani Y, Chen WF. Multiple Hardening Plasticity for Concrete Materials. ASCE, 1988,114(11):72-76P
[10] Ottosen NS. Constitutive Model for Short-time Loading of Concrete ASCE 1979,105(EM1):44-46P
[11] Darwin D, Pecknold DA. Nonlinear Biaxial Stress-Strain Law for Concrete. ASCE, 1977,103(EM2):229-241P
[12] Tasuji ME, Nilson AH, Slate FO. BIAXIAL stress-strain relationships for concrete. Magazine of Concrete Research, 1979,31(109):115-119P
[13] Kotsovos MD. A mathematical model of the deformational behavior of concrete under generalised stress based on fundamental material properties. Materials and Structures, 1980,13(76):289-298P
[14] Stankowski T, Gerstle KH. Simple Formulation of Concrete Behavior UnderMultiaxial Load Histories ACI, 1985,82(2):213-221P
[15]吕西林，金果芳，吴晓涵等编著．钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用．上海：同济大学出版社．1997：1—6页，13—19页，84—118页
[16]王亚萍，陈建平，陈亚洲．ANSYS在钢筋混凝土梁有限元中的应用．南通工学院学报．2002(6)：35-40页
[17]王振清，范学伟．钢筋混凝土的粘结强度理论．哈尔滨工程大学学报．1997(18)：75-80页
[18]Scerdelis, AC. Past, Present and Future Development, Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures, ASCE, 1996,40(2):113-119P
[19]Inoue, N. Nogchi, H.,Finite Element Analysis of Reinforced Concrete in Japan, Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures,ASCE, 1998,72(2):257-262P
[20]董振祥，颜德．用有限元法研究钢筋混凝土梁的非线性性能．同济大学学报．1981(4)：75-80页
[21]朱伯龙，董振祥等编著．钢筋混凝土非线性分析．上海：同济大学出版社．1985：1—10页
[22]宋启根，单炳梓，金芷生等编著．钢筋混凝土力学．南京：南京工学院出版社．1986：8—14页
[23]江见鲸编著．钢筋混凝土结构非线性有限元分析．西安：陕西科学出版社．1994：1—5页
[24]Lv Xilin, Wu xiaohan. Dynamic Analysis of R.C. Slitted Shear Walls with Nonlinear F.E. Method, Proceedings of the Third Asia-Pacific Conference on Computaqtional Machanics, Sept. 1996, Seoul, Korea.
[25]Lv Xilin, Wu xiaohan. A Constitutive Model for Nonlinear F.E. Analysis of R.C. Shear Walls Under loading, Proceeding of the Third Asia-Pacific Conference on Computational Computational Methanics. Sept. 1996. Seoul, Korea.
[26]林同炎，NED H．Burns著，路湛沁，黄棠，马誉美译．预应力混凝土结构设计(第三版)中国铁道出版社．北京．1983：65-77页
[27]房贞政编著．无粘结与部分预应力结构．人民交通出版社．1999：5—17页
[28]M.Z. Cohn, F ASCE and Y Frostigo Ineleastic Behavior of Continuous Prestressed Concrete beas. Journal of structural Engineering, October, 1983,109(10)2292-2308
[29]T Y Lin and K Thornton secondary.Moment Redistruction on Constinuous Prestressed Concrete Besms.PCI Journal, January, 1972,17(1): 8-20.
[30]ACI318—71 (77、89). Buiding Code Requirement for Structual Concrete and Commentary
[31]CEB欧洲国际混凝土委员会．1990CEB-FIP模式规范．中国建筑科学研究院结构所规范室译．1991：45—52页
[32]无粘结预应力混凝土结构设计规程．中国建筑研究院结构所规范室．1993：77—80页
[33]许光有．高新技术与预应力空心板的发展．新疆工学院学报，1998(12)：83-90页
[34]李国平主编．预应力混凝土结构设计原理．北京：人民交通出版社，2000．4—9页
[35]乔耀科．中强螺旋勒钢丝预应力空心板性能研究．郑州大学硕士论文．2003．5
[36]汪训流．预应力混凝土板的壳体有限元分析．合肥工业大学硕士论文．2003(6)：42-48页
[37]苏贵君，董长河．跨度9m(240mm厚)预应力(热处理钢筋)混凝土空心板的设计生产与应用．混凝土．1998(8)：87-92页
[38]国家建筑标准设计图集(ASP预应力空心板》(99ZG408)．中国建筑标准设计研究所．1999：72-79页
[39]宋志文．后张预应力混凝土空心板的设计应用研究．武汉理工大学硕士论文．2006：15-20页
[40]于清亮．后张大跨预应力混凝土空心板结构性能试验研究．武汉理工大学硕士论文．2006．42—45页
[41]姚伟忠，陈惠玲．部分预应力混凝土框架次弯矩计算的综合等效荷载法，建筑结构，1993(11)：90-95页
[42]熊学玉．用约束次弯矩法直接计算预应力混凝土超静定结构的次弯矩，合肥工业大学学报，1992：44—49页
[43]中华人民共和国标准．混凝土结构设计规范(GBJ10-89)，1989：99-110页
[44]吕志涛，万先和．折线及曲线预应力筋锚具损失计算，工业建筑，1984(5)：26-30页
[45]孙训方、方孝淑编，材料力学(第三版)，北京：高等教育出版社，1984：55-56页
[2] 沈旦申等主编．现代混凝土设计．上海．上海科学技术文献出版社1987：5页
[3] 中国建筑学会建筑结构学术委员会等．混凝土结构基本理论及应用．第二届学术讨论会论文集．1990：72页
[4] 陈肇元等编著．高强混凝土及其应用．北京：清华大学出版社．1992：66页
[5] 中国建筑科学研究院．混凝土结构研究报告选集(3)．北京：中国建筑工业出版社．1994：44页
[6] 高丹盈，刘建秀等编著．纲纤维混凝土基本理论．北京：科学文献出版社．1994：73—74页
[7] Chen ACT, Chen WF. Constitutive Relations for Concrete. ASCE, 1975,101(4):465-481P
[8] Ham DJ, Chen WF. Nonuniform Hardening Plasticity Model for ConcreteMaterials. Mechanics of Materials, 1985(5): 124-128P
[9] Ohtani Y, Chen WF. Multiple Hardening Plasticity for Concrete Materials. ASCE, 1988,114(11):72-76P
[10] Ottosen NS. Constitutive Model for Short-time Loading of Concrete ASCE 1979,105(EM1):44-46P
[11] Darwin D, Pecknold DA. Nonlinear Biaxial Stress-Strain Law for Concrete. ASCE, 1977,103(EM2):229-241P
[12] Tasuji ME, Nilson AH, Slate FO. BIAXIAL stress-strain relationships for concrete. Magazine of Concrete Research, 1979,31(109):115-119P
[13] Kotsovos MD. A mathematical model of the deformational behavior of concrete under generalised stress based on fundamental material properties. Materials and Structures, 1980,13(76):289-298P
[14] Stankowski T, Gerstle KH. Simple Formulation of Concrete Behavior UnderMultiaxial Load Histories ACI, 1985,82(2):213-221P
[15]吕西林，金果芳，吴晓涵等编著．钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用．上海：同济大学出版社．1997：1—6页，13—19页，84—118页
[16]王亚萍，陈建平，陈亚洲．ANSYS在钢筋混凝土梁有限元中的应用．南通工学院学报．2002(6)：35-40页
[17]王振清，范学伟．钢筋混凝土的粘结强度理论．哈尔滨工程大学学报．1997(18)：75-80页
[18]Scerdelis, AC. Past, Present and Future Development, Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures, ASCE, 1996,40(2):113-119P
[19]Inoue, N. Nogchi, H.,Finite Element Analysis of Reinforced Concrete in Japan, Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structures,ASCE, 1998,72(2):257-262P
[20]董振祥，颜德．用有限元法研究钢筋混凝土梁的非线性性能．同济大学学报．1981(4)：75-80页
[21]朱伯龙，董振祥等编著．钢筋混凝土非线性分析．上海：同济大学出版社．1985：1—10页
[22]宋启根，单炳梓，金芷生等编著．钢筋混凝土力学．南京：南京工学院出版社．1986：8—14页
[23]江见鲸编著．钢筋混凝土结构非线性有限元分析．西安：陕西科学出版社．1994：1—5页
[24]Lv Xilin, Wu xiaohan. Dynamic Analysis of R.C. Slitted Shear Walls with Nonlinear F.E. Method, Proceedings of the Third Asia-Pacific Conference on Computaqtional Machanics, Sept. 1996, Seoul, Korea.
[25]Lv Xilin, Wu xiaohan. A Constitutive Model for Nonlinear F.E. Analysis of R.C. Shear Walls Under loading, Proceeding of the Third Asia-Pacific Conference on Computational Computational Methanics. Sept. 1996. Seoul, Korea.
[26]林同炎，NED H．Burns著，路湛沁，黄棠，马誉美译．预应力混凝土结构设计(第三版)中国铁道出版社．北京．1983：65-77页
[27]房贞政编著．无粘结与部分预应力结构．人民交通出版社．1999：5—17页
[28]M.Z. Cohn, F ASCE and Y Frostigo Ineleastic Behavior of Continuous Prestressed Concrete beas. Journal of structural Engineering, October, 1983,109(10)2292-2308
[29]T Y Lin and K Thornton secondary.Moment Redistruction on Constinuous Prestressed Concrete Besms.PCI Journal, January, 1972,17(1): 8-20.
[30]ACI318—71 (77、89). Buiding Code Requirement for Structual Concrete and Commentary
[31]CEB欧洲国际混凝土委员会．1990CEB-FIP模式规范．中国建筑科学研究院结构所规范室译．1991：45—52页
[32]无粘结预应力混凝土结构设计规程．中国建筑研究院结构所规范室．1993：77—80页
[33]许光有．高新技术与预应力空心板的发展．新疆工学院学报，1998(12)：83-90页
[34]李国平主编．预应力混凝土结构设计原理．北京：人民交通出版社，2000．4—9页
[35]乔耀科．中强螺旋勒钢丝预应力空心板性能研究．郑州大学硕士论文．2003．5
[36]汪训流．预应力混凝土板的壳体有限元分析．合肥工业大学硕士论文．2003(6)：42-48页
[37]苏贵君，董长河．跨度9m(240mm厚)预应力(热处理钢筋)混凝土空心板的设计生产与应用．混凝土．1998(8)：87-92页
[38]国家建筑标准设计图集(ASP预应力空心板》(99ZG408)．中国建筑标准设计研究所．1999：72-79页
[39]宋志文．后张预应力混凝土空心板的设计应用研究．武汉理工大学硕士论文．2006：15-20页
[40]于清亮．后张大跨预应力混凝土空心板结构性能试验研究．武汉理工大学硕士论文．2006．42—45页
[41]姚伟忠，陈惠玲．部分预应力混凝土框架次弯矩计算的综合等效荷载法，建筑结构，1993(11)：90-95页
[42]熊学玉．用约束次弯矩法直接计算预应力混凝土超静定结构的次弯矩，合肥工业大学学报，1992：44—49页
[43]中华人民共和国标准．混凝土结构设计规范(GBJ10-89)，1989：99-110页
[44]吕志涛，万先和．折线及曲线预应力筋锚具损失计算，工业建筑，1984(5)：26-30页
[45]孙训方、方孝淑编，材料力学(第三版)，北京：高等教育出版社，1984：55-56页