部分预应力混凝土梁实用抗震设计方法探讨
预应力混凝土框架结构抗震设计中问题的探讨
构便 于 工 艺 设 备 更 新 、 于 今 后 技 术 改 造 、 约 用 利 节 地 ， 有 较 好 的 经 济 效 益 。作 为一 种 承 重 结 构 ， 且 由于 其 在 使 用 荷 载 下 有 较 高 的 抗 裂 度 和 截 面 刚 度 ， 且 而
结 构 层 高 度 较 低 ， 得 到 工程 界 普 遍 的肯 定 。 故
Ｚ ｉ ｏ Ｍｅ ｇＳ ａ ｐｎ ｈｔ ａ ｎ ｈ ｏ ｉｇ
（ ｈ ｅ ａ ｎ Ｒ ／ Ｃ Ｓｒｃｕｅ ｆ ｎｓ ｆ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｐ Ｒ． ，ｏ ｔｅ ｓ Ｕ ｉ ｒｉ Ｎ ｎｉｇ ２ ０ ９ ） Ｔ ｅ Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｏ Ｃ Ｐ ｔ ｔｒｓｏ ｉ ｕ ｏ Ｅ ｕ ａｉ ， Ｃ． Ｓ ｕｈ ａｔ ｎｖ ｓ ｙ ｕ Ｍｉ ｔ ｏ ｅ ｔ ａｊ １０６ ｎ
维普资讯
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综 述 ・
探 预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 抗 震 设 计 中 问 题 的 讨
吕 志 涛 孟 少 平
（ 南 大 学 Ｒ ／ Ｃ结 构 教 育 部 重 点 实 验 室 南 京 ２ ０ ９ ） 东 ＣＰ １０ ６
摘 要 ：论 述 了能 力 设 计 方 法 在 预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 抗 震 概 念 设 计 中 的 应 用 ， 调 了 预 应 力 混 凝 土 框 架 与 钢 筋 混 强
１ 概 述
抗 震 性 能 反 应 了 某 种 材 料 或 结 构 形 式 的 固有 特 性 ， 抗 震 设 计 所 依 据 的 基 础 ； 构抗 震 能 力 则 是 可 是 结 以改 变 的 ， 取 决 于 设 计 者 所 采 用 的 设 计 方 法 及 所 它 把握 的 安 全 度 准 则 。 结 构 的抗 震性 能 是 基 本 的 、 本
预应力混凝土结构设计要点探讨
预应力混凝土结构设计要点探讨摘要：随着现代科技的不断发展，房屋结构的设计越来越趋向于细致化和功能化，其中预应力结构在建筑工程中也得到广泛应用。
预应力结构混凝土结构和钢筋混凝土结构相比，具有优良的抗裂性能，承载力强，刚度大的特点，因而在建筑工程领域获得了广泛的应用。
关键词：预应力；结构；钢筋前言：现代预应力结构技术是提高结构的使用功能，节约钢材的重要技术。
建筑行业的发展促进了相应的建筑结构形式的革新，各种新型的、更加符合工程要求的设计及施工技术开始被广泛地应用到了建筑项目中，尤其是预应力混凝土结构的使用，使得许多不可实现的建筑设计方案得以施行，为建筑设计工作开辟了更为广阔的发展空间。
预应力结构的出现带动了建筑工程施工技术的飞速发展，为建筑物带来了既经济又美观的结构形式，带动了工程科学的飞速发展。
1、预应力混凝土结构概述随着建筑业的发展,预应力技术的应用越来越普遍,目前已成为建筑结构设计的一种重要技术。
与传统的普通建筑结构设计相比，预应力结构设计具有经济、实用、美观、适合于大跨度及大荷载量建筑结构施工的显著特征。
预应力结构是建筑工程中利用配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。
通过张拉预应力筋产生的应力和使用过程中荷载产生的反方向的应力，这时就会出现抵消局部或者全部荷载出现的应力，用来提升结构使用性能的一种结构形式。
混凝土结构在受力过程中受拉区早期容易出现裂缝，为了克服其抗拉强度低的缺点，在构件使用之前，预先在混凝土受拉区施加一个预压力，通过张拉钢筋，浇筑混凝土，待钢筋与混凝土之间具有足够粘结力时放张钢筋，利用钢筋回弹力使该部位混凝土预先受压。
构件在未使用的情况下，其内部已经储存有预压力，当构件工作过程中受到外荷载作用发生变形局部受拉时，这部分拉力须先抵消混凝土内存在的预压力，随着荷载及形变的增大，构件施加预压力部分逐渐从受压状态过渡到不受力，再到受拉，大大延缓甚至阻止了混凝土裂缝的出现，从根本上改变了混凝土的受力性能，通过配置高强钢筋及高强度等级的混疑土，能大幅度提高混凝土构件的承载力及抵抗变形的能力，这种形式的混凝土就称为预应力混疑土。
试论预应力混凝土框架结构抗震设计
现在 梁端、 中柱上下端以及各柱柱根 。因此 如何保证框 架的边
柱 除 柱 根 外 不 出现 塑性 铰 。从 而 避 免形 成 同 一 楼 层 所 有 柱 上 下 端 均 出现 塑 性 铰 的层 间耗 能机 制 ．是预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 抗
震设计的关键。
为弹性 。在确 定塑性铰 的弯矩 ２转角或弯矩 ２曲率关系时 材料 强度均采用标准值．且普通钢筋应采用合理 的模 型考虑强化 阶 段 的 影 响 ．混凝 土 应 适 当 考 虑 由于 塑 性 铰 部 位 箍 筋 约 束 作 用 导
致 的 强度 和 延 性 的提 高 。 （） ４ 小震 下 的弹 性 变 形 计 算 。 用 上 一 步 中 建 立 的 结 构 模 型 采 进 行 小 震 下 的 弹 性 变 形 计 算 。 检 验 最 大 位 移 （ 位 移 角 ） 否 并 或 是 超 过所 规 定 的 限值 。 果 超 过 ． 重 复 （） （） 大 梁 、 如 应 １ 、２ ． 增 柱截 面 或
弯 矩 按 照 上 式 进 行 计算 。也很 难 保 证 柱 的 承 载 力 比相 邻 的 框 架 梁 更 强 。因 此 。 用 传 统 的 抗 震 设 计方 法设 计 的预 应 力 混 凝 土 框 采 架 结 构 ． 罕 遇 地 震 作 用 下 ． 有 可 能 会 形 成 危 险 的” 铰 机 制 ” 在 很 柱 。 为 解 决 这 个 问题 ．本 文 对 预 应 力混 凝 土 框 架 结 构 的抗 震 设 计 方 法 进 行 了研 究 。 旨在 通 过 采 用 更 为合 理 的 抗 震 设 计 方 法 。 得 预 使 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 的“ 合 耗 能 机 制 ” 够 得 以实 现 。 混 能
边 柱 截 面 设 计 所 需 要 的弯 矩 和 轴 力 值 。以及 进 行 各 构 件 抗 剪 设
浅谈预应力混凝土框架结构的抗震设计
目程 技 术
浅谈预 应力混凝 土框 架结构 的抗震设 计
杨全庆 陈岩
广东博 意建筑 设计 院沈 阳分 院 摘要：本文从两阶段抗震设计 、框架柱和框架节点的设计 以及框架 结构 的抗震变形验算等方面 ，详细讨论 了预应力混凝土框架结构 的抗 震设 计问题。 关键词 ：抗 震设计预应 力混凝土框 架结 构
三 两阶段 抗震设 计 侧 向约 束作 用 ，使节 点混 凝 土处 于双 向受 压 建 筑抗 震 设计 规 范规 定应 进 行两 阶 段抗 状态 ，不仅 可以 提高 混 凝土 的开 裂荷 载 ，也 震 设计 。第一 阶 段为 多遇地 震 作用 下变 形验 可 以提 高节 点 的受剪 承 载力 ；由于混 凝土 中 算 和截 面 承载 力 的计算 ，采取相 应 的构 造措 存在 预 压应 力 ，减轻 了节 点 刚度 退化 效应 ； 施 ，保证 结构 小震 不坏 和 中震 可修 ；第 二阶 预应 力 筋抑 制 了粱筋 从 节点 拔 出 ，减 少 了梁 段为 罕遇地 震 作用 下结 构薄 弱部 位 的弹 塑性 筋失 稳 破坏 的可 能性 。而 试 验结 果却 并 不乐 变 形验 算 ，不 满足 时 ，或修 改 方案 重算 ，或 观 。这 是 因为节 点处 钢筋 密 集 ，锚具 的存 在 采 取加 强相 应 的延 性构 造措 施 ，保 证结 构大 削弱 了截面 ；而 且在 强震 作 用下 ，节 点核 心 震 不倒 。 区是 受 力复 杂的 高应 力 区 ，当斜 拉应 力很 大 讨 。 在 多遇 地 震作 用 下预 应 力混 凝土 框架 与 引 起 混 凝 土 开 裂 时 ，可 能 同 时导 致 锚 固 破 结构 的抗 震 性能 与 结构 的抗 震 能 力既 有 钢 筋混 凝土 框 架抗 震计 算 的区 别主 要体 现在 坏 。因此 ，锚具 应布 置 在梁 柱节 点核 心 区域 联 系又有 区 别 。结 构 的抗 震能 力建 立 在结 构 阻尼 比 、地 震影 响 系数 的取 值 、预 应 力作用 以外 ，以避 免该 区域 在 剪力 作用 产生 较大 对 角拉 应 力的情 况 下 ，再承 受锚 具 引起 的劈 裂 抗 震 性能 的基 础上 。然而 在～ 定 的条 件下 ， 参 与地震作 用的荷 载效应组 合等 。 用抗 震性 能较 差 的材 料也 能设 计 出抗 震能 力 抗 震规 范 中 罕遇地 震 作 用下 验算 结构 的 应力 。节点 核心 区受 剪 承载 力主 要与 柱子 截 较 好 的结 构来 。反之 ，即使采 用抗 震 性能 好 弹 塑性 变形 的 简化 方法 ，实际上 只是 满 足抗 面尺 寸 和配 箍量 有关 。 因此 ，应加 密 箍筋 ， 的材 料 ，如果 结构 的 耗能 机制 选择 及 设计 不 震 构 造 要 求 ，并 非 真 正 意 义 上 结 构 变 形 验 同时 ，为 了保证 节点 混凝 土浇 筑 密实 ，应 在 合理 ，也 会使得 整体结 构的抗震 能 力较 差 。 算。 满足 构 造要 求的 前提 下 ，尽量 把 梁纵 筋锚 固 抗 震 性能 反 应 了某种 材 料或 结 构形 式 的 通 过实 用而 简 单 的能 力分 析 方法 可 以得 到柱 里 。必 要时 可将 梁端 两侧 加 宽 ，以保证 固有 特性 ，是 抗震 设 计所 依据 的基 础 ；结 构 到 罕遇 地震 作 用下结 构 的耗 能机 制 、塑性 铰 在梁 端截 面极 限 承载 力基 本保 持不 变 的情 况 抗 震 能 力则是 可 以改 变的 ，它取决 于 设计 者 的转 角和 基底 总剪 力与结 构顶端 侧移 的Ｐ 下 ，梁柱 节 点 区得到 加 强 ，提 高节 点 的受 剪 一△ 所 采 用的 设计 方法 及 所把 握的 安全 度 准则 。 骨架 曲线 ，或采用 弹塑性时 程分析 法。 承载 力。 五 框架 结构的 抗震变形 验算 结 构 的抗 震性 能是 基 本的 、本 质的 、相对稳 框 架结 构 的耗 能机 制 一般 有粱 铰 机制 、 定 的 ；结 构 的抗震 能 力则 依赖 于设 计 ，是 可 柱 铰机 制和 混 合机制 三 种 。若框 架边 节 点处 抗 震 变形 验 算 包括 ：多遇地 震 作用 下 层 变 化的 。 梁端 先 屈服 ，而 在框 架 中柱 的上 、下 端相 继 间侧 移和 顶 层总 侧移 的验 算 ；罕遇 地震 作 用 二、预应力混凝土框架 结构抗震设计现 状 出铰 ，这种 屈服 机制 称之 为 “ 合机 制 ” 。 下结 构薄 弱 层的抗 震 变形 验算 。对 于预 应 力 混 国内 外学 者 对预 应 力混 凝土 框架 结 构抗 梁铰 机 制和 混合 机制 都 只有 一个 自由度 ，从 混凝 土结 构 的抗 震设计 ，我 国规范 只要 求进 震 能 力 的 研 究 ，特 别 是 多 层 多 跨 预 应 力 混 凝 塑性 总 体 位移 Ａ Ｐ可 确 定各 塑性 铰 截 面相 应 行小 震下 的抗 震承 载 力验算 ，而 对 其在 罕遇 土 框 架结 构抗 震设 计 方法 的研 究迄 今还 不 够 增加 的塑性转 角 ０Ｐ。 地 震 下弹 塑性 变形 的验 算 ，并 没有 硬性 明 确 深 入 。主 要表现 在下列 几点 ： 随 着框 架结 构 层数 的增 加 ，较 大 的重 力 的规 定 ，工程 实践 中往 往 只是 通过 相应 的抗 （） １多层 多跨预 应 力混 凝土 框架 结构 在地 荷载 使柱 轴 向压 力逐 层 叠加 ，特 别是 最底 下 震 措 施来 笼统 地保 证 。虽 然这 种设 计方 法大 震 作用 下 结构 性能 研 究的试 验 资料 很 少 ，设 几层 中柱 的 轴压 比较 大 ， 中柱 变 为小 偏心 受 大 地 简化 了设 计过 程 ，但 却显 得粗 略 、且可 计 人 员常 常只 根据 单跨 预应 力 混凝 土框 架抗 压 ，要使 下 面几 层 中柱 的两 端都 出铰 、并 且 能使预 应 力混 凝土 结构 在 罕遇地 震 作用 下存 震 性能 的研 究 成果 ，将 钢筋 混凝 土框 架 结构 通过 柱铰 来 耗能 是 困难 的 。因为 “ 铰 ”的 在 较大 的安 全 隐患 。其 实一 些设 计 隐患 不通 柱 的耗 能机制 套用于预 应 力混 凝土框 架结构 。 塑性 转动 能 力不 足会 发生 局 部脆 性破 坏 ，所 过 基 于 构 件 层 次 的 非 线 性 分 析 是 很 难 发 现 （ ） 预应 力混 凝 土框 架结 构的 耗能 机制 以应 加 强 “ ２若 柱铰 ”截 面处 的 箍筋 约束 ，减 小 的 ，合理控 制 结构 在 强烈地 震 作用 下的 损坏 是 梁铰 机制 ，在 地震 作 用 下的结 构性 能 与钢 柱的 轴压 比 ，加 强结 构体 系 的抗 侧能 力 ，减 程 度 以减 小地震 造 成 的经济 损失 ，有赖 于对 筋 混凝 土框 架 的差 别不 大 。但是 结构 的地震 小框架 的延性要 求 。 结 构进 行 弹塑性 地 震反 应分 析 。而规 范 建议 反 应及 边柱 纵 向主 筋配 筋率 的控 制应 与钢 筋 四 、框架 柱和框 架节点 的设计要 求 的２ 种计算 方法 ，时程分 析法 虽较 为精 确 ，但 混 凝土 框 架有 所 区 别 。许 多 国家 （ 包括 我 国） 若 预 应 力框 架层 数 较 多时 ，随 着 层数 的 计 算工 作量 大 、技 术复 杂 、结果 处理 繁 杂 ， 关 于预 应 力混凝 土 结构抗 震 设计 的 条款 和规 增加 ，由于 竖 向荷载 较大 ，而 竖 向荷 载对 柱 因此在 实 际工程 抗 震设 计 中该方 法 并没 有得 定非 常原则 ，设计者 与审 图者 常发 生矛盾 。 又是 逐层 叠加 的 ，这就 使 得下 几 层柱 的轴 压 到 广 泛 的 应 用 ，通 常 仅 限 于 理 论 研 究 中 ； （） 应力 混凝 土框 架结 构在 产生 较大 的 比较 大 ，更接 近小 偏 压柱 ，所 以保 证柱 子有 Ｐ ｓ － Ｖ ｒ 简单实用 ，而且 有效 ，可得到 ３预 ｕ ｈ ｏ ｅ／ ｋ ＇ 变形 之后 ，有较 好 的变形 恢 复能 力 。其耗 能 足够 的延 性非 常 重要 。多 层预 应 力混凝 土框 结 构从 弹性 、屈服 ，一 直到 极 限倒 塌状 态的 比强 度相 当、初 始刚 度相 近 的钢 筋混 凝土 框 架 柱 一般 为普 通混 凝土 柱 。顶 层柱 考虑 到其 全 过 程 的 内 力 、变 形 ，可 考 察 塑 性 铰 的 形 架结 构略 低 。但 框架 结构 构 件 中施加 预应 力 受 力特 点 ，一 般要 施加 预应 力 。对 于普 通混 成 ，找到结构 的薄 弱部位 。 后对 框架 的抗 震 能 力究竟 有什 么影响 ， 目前 凝 土柱 可 按规 范 中规 定的普 通 钢筋 混凝 土框 上 文从 两 阶段 抗震 设计 、框架 柱 和框 架 探讨得 很少 。 架 结构 中框 架 柱 的设计 方 法和 设计 原 则进行 节 点的 设计 以及 框 架结 构的 抗震 变形 验算 等 抗 震 设 计规 范 中很 大部 分 是根 据 预应 力 设计 。但 由于 预应 力混 凝土 结 构 自身特 点 ， 方 面 ，详细 讨论 了预应 力混 凝土 框架 结构 的 混凝 土构 件 的抗 震性 能研 究成 果 、单 跨预 应 柱 的轴 压 ｌ ｌ 值应 该要 求 严格 一些 。而 如果 抗 震设 计 ，这将 有 助于 抗震 设计 规范 中有 关 ：￣ ｋＲ 力混 凝土 框架 的 低周 反复 荷载 试验 或振 动 台 轴 压 比过 小 ，则随 着 层数 的增加 ，竖 向荷载 预应 力混凝土 结构 条文的实 际应用 。 试验 得到 的结 果 经分 析后 提 出 ，缺乏 全面 的 不 断地 加大 ，底层 柱 的截面 将 ��
某运动中心大跨度预应力框架梁设计探讨
５ ｘ１ ９ ０ ． ５ ｘｌ ５
～ １０ ０ ０
．
一
Ｘ１ ． ８８
１ ． ８８
羔 盟 一 ２ ４ ：７． １＜１ ６ ｍｏ ３ ２．
．
。 。
一
’ ’
所以， 端部支座 ： ＝２Ｘ１． ５Ｘ ． ｏ ｒ ３ ３ ６＋２Ｘ１ ． ７ ８ ８×（ ． １— ７３
ａ＝（ ４０— ０ １ ０ ２ ０—１０ ０ １／ ． ３ ５ｍ ｂ ａ ０ １ ）× ５ ）Ｘ ．５ ０ ５＝ １ ｍ； ＝（／ ． ５
表 ３ 预应力损失计算结果
线段 ／ ／ａ ｘｍ ０ｔ ｄ ＋ ｅ ｃ ＋ 终点应力／ ｍ ２ ｊ — ） Ｎ・ ｍ－
１３ ９ ５ ２． ５
１ 工程概 况 与结构 选型
横 向布 置 ， ， ３层 ４层高分 别为 ６ ８ｍ和 ６ ３Ｉ。 ． ． ｎ
根据 平 面 尺 寸及 建 筑 净高 要 求 ， 架 梁 截 面取 ７０ ｍｍ ｘ 框 ０
、
（ ／ 一Ｏ ｙ ・ ） ｔ ・
。
１２０ＩＩ， ０ ｌ 框架柱 截 面 １０ ０ｍｍ Ｘ１５ ０ｍ ｌ 楼 板厚 度 １０ｍｍ Ｉｌ Ｉ ０ ０ ｉ， ｌ ５
图 １ 运动 中心空间结构示意图
＝． Ｏ
＝ ． ６ ０ ａ预埋 Ｏ ７×１ ０＝１ ２ＭＰ ， ８ ３
波纹管 Ｋ＝０ ０ １５ ＝０ ２ 孔 道摩 擦 损 失 ｏ 采 用 两端 张 ． ０ ， ． ５； ｒ （
拉—— 对于每跨梁 ， 相当于一端张 拉 ）计算结果见表 ３ ， 。
满意的塑性转动能力。根据规范及抗 震构 造要求 ， 用合 适的预 选
跨 中处 ： ＝ ３ ． Ｎ，＇ ＝５ １ ／ ｍ ｏ ⅣＰ ２９ １６ｋ Ｏｐ ．０Ｎ ｒ ｃ ａ 假设 非预应 力配筋面积 ， 取预应力度 ： ０ ６ Ａ＝ ． 。
预应力混凝土框架结构抗震设计探讨
预应力混凝土梁 的抗震性能实验 结果分析得到的１ 。
现行的混凝土结构设计规 范及 《 预应力混凝土结构抗震设
计规程》 对采用钢绞线及高强钢丝作为预应力筋的构件。 翻 一类
环境下抗裂等级 已降为 Ⅲ级．裂缝 宽度 小于 ０２ 屋面梁 、 ． ｍｍ ｆ 托
梁、 屋架、 屋面板、 和楼板按 Ⅱ级考虑１ 。 在实际工程 中， 预应力主要用于跨度大和抗裂要求 比较高的 地方， 多层多跨预应力混凝土框架， 在竖 向荷 载作用下， 的边 支 梁 座弯矩要 比内支座弯矩小。 内支座截面的抗裂度要求决定着 多跨
梁 的混凝土截面相对受压区高度 的规 定如 下：Ｉ 级抗震等 级不
２预应 力混凝土框 架结构 的混合耗能机制和有
限 延 性 设 计
各 国抗 震规 范 中， 建筑的抗震 设防 目标都采用类似“ 小震不
坏、 中震可修、 大震不倒 ” 的三水准设 防 目标 。 建筑抗震设计规范规定应进行 两阶 段抗 震设计 。第一 阶段 为多遇地震作用下变 形验算和截面承载力 的计算． 采取 相应的构 造措施。 保证结 构小震不坏 和中震可 修： 第二阶段 为罕遇地 震作 用 下结构薄弱 部位 的弹塑性变形 验算。 不满足 时。 或修 改方案重 算． 或采取加强相 应的延性 构造措施． 保证 结构大震不倒 。 在 多遇地震作用 下预应力混凝土框架与钢筋 混凝土框架抗 震 计算 的区别主要体现在阻尼 比、 地震影响系数 的取值 、 预应力 作用参与地震作用的荷载效应组合等。
应增加的塑性转角 ０ 。 Ｐ
混凝土框架 结构的抗震设计采取 了限制预应力度的办法。 结构的
抗震等级不同． 的预应力度的取值不 同。混凝土结构设计规 允许 范第 １．４条或建筑抗震设计规范附录 Ｃ２１１ ８ １． ．． 条规 定： Ｉ ． 对 级抗 震框架的梁要求预应力度 入不宜大于 Ｏ ５ 于 Ⅱ级及 Ⅲ级抗震 ．。 ５对 框架的梁要求预应力度不宜大于 ０７ 。 ． 入 ５ ｅ ＋ 。 ＤＩ 规范限 制预应力度 的 目的是增加预应力混凝土框架梁的截面延性ｆ 根据
浅谈预应力混凝土框架抗震结构设计
浅谈预应力混凝土框架抗震结构设计摘要：随着我国建筑业的迅速发展，大跨度的预应力钢筋混凝土框架结构得到了广泛的应用。
如何对预应力钢筋混凝土结构进行准确的受力与抗震性能能力分析?并为结构设计提供坚实的理论依据。
预应力混凝土结构在我国已得到广泛的应用，但对预应力混凝土结构构件的抗震设计研究及建议远不够系统，本文强调结构的抗震性能与抗震能力概念，对预应力混凝土框架抗震结构设计中的几个问题分别作了阐述。
关键词：预应力混凝土；框架结构；抗震设计前言20世纪80年代以来，现浇大跨度多层预应力混凝土框架结构在我国得到了推广和应用。
这种结构便于工艺设备更新、利于今后技术改造、节约用地，且有较好的经济效益。
作为一种承重结构，由于其在使用荷载下有较高的抗裂度和截面刚度，而且结构层高度较低，故得到工程界普遍的肯定。
虽然GB50011—2001《建筑抗震设计规范》以及GB50010-2002《凝土结构设计规范》对预应力混凝土结构构件的抗震设计提出了一些要求，然而，缺乏系统的理论和试验分析及具体的抗震设计方法，仍然有许多问题值得进一步探讨。
图1江苏某大跨度预应力结构一、结构的抗震性能与抗震能力概念结构的抗震性能是指结构或构件所固有的基本特征，诸如滞回环的形状、延性、耗能等性能。
结构的抗震能力是指整体结构抵抗既定烈度地震作用的能力，它不仅取决结构自身的抗震性能，而且取决于结构的抗震设计方法。
结构的抗震性能与结构的抗震能力既有联系又有区别。
结构的抗震能力建立在结构抗震性能的基础上。
然而在一定的条件下，用抗震性能较差的材料也能设计出抗震能力较好的结构来。
反之，即使采用抗震性能好的材料，如果结构的耗能机制选择及设计不合理，也会使得整体结构的抗震能力较差。
抗震性能反应了某种材料或结构形式的固有特性，是抗震设计所依据的基础；结构抗震能力则是可以改变的，它取决于设计者所采用的设计方法及所把握的安全度准则。
结构的抗震性能是基本的、本质的、相对稳定的；结构的抗震能力则依赖于设计，足可变化的。
混凝土结构中的预应力钢筋及在抗震建筑中的应用
混凝土结构中的预应力钢筋及在抗震建筑中的应用摘要：本文介绍了建筑工程中常用预应力钢筋。
对普通钢筋、冷加工钢筋、预应力钢丝和钢绞线在成型工艺、主要力学性能、耗能特性等方面进行了对比。
阐述了抗震混凝土结构对钢筋和预应力结构的使用要求。
关键词：预应力钢筋；力学性能；抗震结构0．概述本文介绍了建筑工程中常用预应力钢筋。
对普通钢筋、冷加工钢筋、预应力钢丝和钢绞线在成型工艺、主要力学性能、耗能特性等方面进行了对比，阐述了抗震混凝土结构对钢筋和预应力结构的使用要求。
本文主要目的是认识三种钢筋的区别，消除预应力钢筋都是冷加工钢筋的误解，让读者了解目前广泛使用的钢绞线已有相当好的延性，现代预应力混凝土结构已有与普通混凝土结构相当的抗震性能，且有优于普通混凝土结构的变形恢复能力。
1 混凝土结构中的钢筋1.1 钢筋的组分和工艺钢筋的成分主要是铁（Fe）与碳（C）。
钢筋的力学性能（强度及延性）在很大程度上取决于碳、其他元素的含量及分布（金相结构），而金相结构又取决于钢筋的成型工艺。
一般低碳钢筋（HPB）延性特别好，但强度很低（235MPa），通过轧制可以将其强度提高到300MPa。
而继续提高钢筋强度，就要采取以下途经。
1）合金化（HRB）；2）控晶细晶粒（HRBF）；3）淬水余热处理（RRB）；4）热处理。
《混凝土结构设计规范》4.2.2条所列的中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线都经过了热处理工艺；5）冷加工。
在常温条件下通过冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷镦等机械方法改变钢筋的直径和长度，使其成为各种外形的冷加工钢筋（钢丝）。
1.2 普通钢筋《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中，普通钢筋都是热轧钢筋。
HPB300是热轧低碳光园钢筋，HRB335、HRB400、HRB500是合金普通热轧带肋钢筋，HRBF335、HRBF400、HRBF500是细晶粒热轧带肋钢筋，RRB400是余热处理热轧带肋钢筋。
以上HRB、HRBF、RRB同级的钢筋虽然强度指标是相同的，但延性、连接传力性能依次降低。
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计 ； 内力 的 问题 使 设 计 复 杂 化 。 文 在 前 人 所 做 一 些 部 分 预 应 力混 凝 土 框 架 梁 的试 验 结 次 本 果基础上 ， 出了一种主动的实用抗震设计方法 。 提
２ 抗 震 性 能 分析
结 构 抵 抗 地 震 作 用 的 能 力是 由结 构 抗 力 ， 性 ， 延 阻尼 耗 能 等各 种 因 素 决 定 。结 构 抗 力可
Ａ ＝￣ Ｄｌ 一 ｐ ｘＴ ｒ￣ ｌ ｐ ｃ
ｐ
（） ２
由于 相 对 受 压 区高 度 ∈和预 应 力 度 是 反 映 延 性 性 能 的重 要 指 标 ， 以可 以 通 过 ∈和 所 的 限值 来 确 定 预 应 力 钢 筋 Ａ 非预 应 力钢 筋 Ａｓ 限 值 以 保 证 结 构 的 较 好 的 延 性 。 验 和 的 试 证 明埘 ： 分 预 应 力 框 架 的 延 性 和 耗 能 均 较 好 ， 以 在 地 震 区推 广应 用 。 埘部 可 从 上 所 述 可 知 ，只 要 保 证 合 理 的 预 应 力 度 和 相 对 受 压 区 高 度 就 能 保 证 截 面 充 分 的 延 性 ， 分 预 应 力 梁 就 能 和 普 通 钢 筋 混 凝 土 梁 具 有 相 似 的 抗 震 性 能 ， 建 议 在 预 应 力 梁设 计 部 故 中采 用 部 分 预 应 力技 术 ， 应 力 钢 筋 和 非 预 应 力 钢 筋 的 选 配 要 保 证 合 理 的 预 应 力度 和相 对 预
知道预应 力筋 的有效预 应力 Ｏ ｅ ＂ 的预估值 图 １ ｐ ，能大致定 出预 应力筋和非预应 力筋 用量即
收 稿 日期 ：０ ６０—８ ２０ —６２
可。 ５ 自 Ｏ年 代 以 来 ， 多 学 者 进 行 了大 量 的 试 验 观 测 分 析 ， 出 了预 应 力 总 损 失 的 规 定 。 许 做 美 籍 华 人 林 同炎 教 授 提 出 了先 张 法 的预 应 力 总 损 失 为 ２ ％。后 张 法 的 预 应 力 总 损 失 为 ２ ％ ， ５ Ｏ 我 国 学 者 也 做 过 一 些 统 计 分 析 ， 为 有 效 预 应 力 可 按 下 图取 值 。 认 １
以通过承载力计算来保证 。延性包含 了材 料延性 ， 截面 延性 ， 构件延性 。预应力框架 梁的延
性 主 要 由 截 面 延 性 决 定 。影 响 延 性 的 因素 有 ： 应 力 度 ， 面 相 对 受 压 区 高 度 ∈ 配 箍 率 预 截 ， ｐ， 荷载 作 用 形 式 等 。 预 应 力 度 定 义 为 ：
来确定预应力钢筋的限值以保证结构较好的延 性： 通过控制部分预应力梁 中的预应力度 ， 使部 分预应力混凝土梁的抗震性能与普通混凝土梁 的抗震性能相似 。在以上分析和前人做过的一
些试验基础上 ，本文提出了一种部分预应力混 凝土框架梁实用抗震设计方法 ，该方法首先通 过抗震配筋限值和裂缝控制计算确定预应力筋 的面积 ；然后通过正截面承载力和构造要求确 定 非预应力筋的面积， 避免 了次内力的问题和反 复试算。
关键 词 ： 预应力 ； 部分预应力 ； 抗震设 计
中 图分 类 号 ： Ｕ ２ ． Ｔ３３３
当 。 Ｏ时 ， 梁 为 普 通 混 凝 土 梁 ， ＝ 则 当 。 １时 ， 梁 为 全 预 应 力 混 凝 土 梁 ， ０ Ｘ ＜ １ ＝ 则 当 ＜。
时 ， 梁 为 部 分 预 应 力混 凝 土 梁 。 东 南 大 学 进 行 的 五 榀 部 分 预 应 力 框 架 在 水 平 反 复 荷载 作 则 用 下 的 试 验 表 明 ， 于 。Ｏ５ Ｏ７的部 分 预 应 力构 件 ， 设 计 合 理 ， 抗 震 性 能 与 普 通 混 凝 对 ＝ ．～ ． 若 其
受压 区高 度 。
３ 正 截 面极 限承 载 力计 算 ３１ 应 力损 失 的合 理 估 计 Ｈ ．预 预 应 力 损 失 的 计 算 是 预 应 力 构 件 设 计 的一 项 重要 内 容 。我 国 现行 观 渤 对 预 应 力损 失
的 计 算 过 于 复 杂 ， Ｏ 的 计 算属 于 被 动 的 校 核 型 。在 进 行 预 应 力 混 凝 土 的 初 步 设 计 阶 段 ， 且 Ｉ ５
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欧阳晓 秋 唐 谢兴
摘 要 ： 近年 来 ， 部分预 应力混凝 土 由于 兼有
普通混凝土和预 应力混凝土二者的优点 ，其应 用程度也越来越广泛。预应力度和截面相对受 压 区高度是反映部分预应力梁延性性能的重要 指标 ，本文推导 了预应力钢筋与截面相对受压 区高度的关系式 ，通过截面相对受压区的限值
构 设 计 理 论 和 方 法 也 存 在 一 些 不 足 ， 要 表 现 在 ： 应 力 抗 震设 计 方 法 滞 后 于 工程 应 用 ； 主 预 无 论 是 预 应 力 损 失计 算 ， 是 预 应 力 筋 与 非 预 应 力 筋 的 选 配 方 法 均 属 于 被 动 校 核 型 ， 便 设 还 不
１ 前 言
随 着 大 跨 度 结 构 的 应 用 ， 分 预 应 力 混 凝 土 由 于 兼 有 普 通 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 二 者 部 的 优 点 ， 应 用程 度 也 越 来 越 广 泛 。我 国 绝对 多 数 地 区 处 在 地 震 区 ， 行 的预 应 力混 凝 土 结 其 现
土 框 架 十 分相 似 。 相 对 受压 区 高 度 ￣ ｘ ｈ ， 图 ２根 据 力 的 平 衡 条 件 ， 取 Ａ＝ 可 以 导 ＝ ｌ ｏ由 并 Ａ。 ， 出 Ａ。 ∈之 间 的 关 系 式 与
文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ８ ０ ２ （０ ６ ０ — １ ９０ １０ － ４ ２ ２０ ） ５ ０ ４ — ３