内容简介
为了在预应力混凝土结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量,制定本规范。
《预应力混凝土结构设计规范(JGJ 369-2016备案号 J 1268-2016)/中华人民共和国行业标准》适用于房屋和一般构筑物的预应力混凝土结构设计。
预应力混凝土结构的设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
内页插图
目录
1 总则
2 术语和符号
2.1 术语
2.2 符号
3 材料
3.1 混凝土及预应力钢筋
3.2 纤维增强复合材料筋
3.3 预应力筋用锚具和连接器
3.4 孔道与灌浆材料
4 基本规定
4.1 一般规定
4.2 结构内力分析
4.3 预应力损失值计算
4.4 施工阶段验算
4.5 抗震设计
4.6 耐久性规定
5 承载能力极限状态计算
5.1 一般规定
5.2 正截面受弯承载力计算
5.3 正截面受拉承载力计算
5.4 正截面受压承载力计算
5.5 斜截面承载力计算
5.6 扭曲截面承载力计算
5.7 受冲切承载力计算
5.8 局部受压承载力计算及锚固区设计
5.9 疲劳验算
6 正常使用极限状态验算
6.1 应力验算
6.2 受弯构件挠度验算
6.3 裂缝控制验算
7 超长结构的预应力设计
7.1 -般规定
7.2 计算分析
7.3 设计原则
7.4 构造措施及施工要求
8 预应力型钢混凝土及预应力钢与混凝土组合梁设计
8.1 一般规定
8.2 承载能力极限状态计算
8.3 裂缝宽度验算
8.4 挠度验算
9 体外预应力混凝土结构设计
9.1 -般规定
9.2 承载能力极限状态计算
9.3 正常使用极限状态验算
9.4 构造要求
10 纤维增强复合材料预应力筋混凝土结构设计
10.1 一般规定
10.2 预应力损失
10.3 承载能力极限状态验算
10.4 正常使用极限状态验算
10.5 构造要求
11 构造规定
11.1 -般规定
11.2 先张构件
11.3 后张构件
前言/序言
根据住房和城乡建设部《关于印发<2009年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2009]88号)的要求,编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本规范。
本规范的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.材料;4.基本规定;5.承载能力极限状态计算;6.正常使用极限状态验算;7.超长结构的预应力设计;8.预应力型钢混凝土及预应力钢与混凝土组合梁设计;9.体外预应力混凝土结构设计;10.纤维增强复合材料预应力筋混凝土结构设计;11.构造规定。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由同济大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送同济大学(地址:上海市四平路1239号,邮编:200092)。
预应力混凝土结构设计理论与实践 本书旨在系统阐述预应力混凝土结构的设计理论,深入探讨工程实践中的关键技术,为结构工程师、科研人员及相关专业学生提供一本全面、深入且实用的参考著作。本书不包含《预应力混凝土结构设计规范》(JGJ 369-2016,备案号J 1268-2016)的具体条文内容,而是从更基础、更宏观的层面,梳理和总结预应力混凝土结构设计的核心原理、分析方法、材料特性、构造要求及潜在的风险与应对策略,力求在规范框架之外,提供更深层次的理解与技术指导。 第一章 预应力混凝土结构概述 本章将从宏观视角介绍预应力混凝土结构的基本概念、发展历程及其在现代工程中的重要地位。我们将探讨预应力技术的核心思想——利用预先施加的压应力来抵消或部分抵消恒荷载及活荷载产生的拉应力,从而显著改善混凝土结构的受力性能,提高承载能力,拓展使用跨度,并增强结构的耐久性。通过对比普通钢筋混凝土结构,我们将详细分析预应力混凝土结构在抗裂性、挠度控制、耐久性以及经济性等方面的显著优势。本章还将简要介绍预应力混凝土结构的应用领域,如桥梁、高层建筑、储罐、筒仓等,为后续深入学习奠定基础。 第二章 预应力混凝土的力学原理与分析方法 本章将深入剖析预应力混凝土结构的行为机理。我们将详细讲解预应力力的施加方式(张拉端预应力与先张法、后张法)及其对截面应力分布的影响。重点将放在预应力混凝土构件的截面承载能力分析,包括弹性阶段和塑性阶段的应力-应变关系,以及不同预应力水平和钢筋配置对承载能力的影响。我们将详细阐述混凝土在预应力作用下的变形规律,包括预应力引起的挠度变化、应变累积以及徐变和收缩等长期效应。 在分析方法方面,本章将涵盖从经典的概算法到更为精确的数值分析方法。我们将详细介绍预应力混凝土构件在各种荷载组合下的内力分析,包括等效荷载法、截面法以及杆件法等。对于复杂的结构体系,我们将探讨有限元分析等数值模拟技术在预应力混凝土结构分析中的应用,包括如何建立模型、定义材料属性、施加荷载和预应力,以及解释分析结果。本章的重点在于使读者理解预应力混凝土结构受力性能的内在规律,掌握分析其内力和变形的基本原理和方法。 第三章 预应力混凝土材料特性与选用 材料是结构安全与性能的基石。本章将详细讨论预应力混凝土结构中关键材料的特性。首先,我们将深入研究预应力钢材的性能,包括高强度钢筋(如钢丝、钢绞线、螺纹钢筋)的强度、伸长率、弹性模量、疲劳性能以及应力松弛特性。我们将分析不同种类预应力钢材在设计中的适用性,以及如何根据具体工程要求进行合理选用。 其次,本章将聚焦于混凝土材料。我们将探讨预应力混凝土对混凝土强度、耐久性、抗渗性及早期强度等方面的特殊要求。我们将分析各种外加剂(如减水剂、早强剂、膨胀剂)在预应力混凝土配合比设计中的作用,以及如何通过精细的配合比设计来满足预应力施工和结构性能的要求。同时,我们将讨论锚具、夹具等预应力锚固材料的力学性能,以及它们在传递预应力过程中的可靠性。 第四章 预应力混凝土结构的构造设计与施工要点 在掌握了基本理论和材料特性后,本章将转向预应力混凝土结构的构造设计与施工实践。我们将详细介绍预应力构件的截面形式设计,包括T形、I形、箱形等截面在不同受力情况下的优势与劣势。我们将探讨预应力钢束的布置原则,包括曲线布置、直线布置以及多层布置等,以及如何通过合理的钢束布置来优化应力分布,提高构件的抗弯、抗剪性能。 本章还将重点阐述预应力混凝土结构的施工技术。我们将详细介绍先张法和后张法的施工工艺流程,包括钢束的铺设、张拉、锚固、灌浆(对于有粘结预应力)等关键环节。我们将深入讨论预应力施工中的质量控制要点,如张拉设备的选择与校准、张拉力的监测与记录、锚固过程的安全性以及灌浆材料的性能要求等。对于无粘结预应力结构,我们将讨论其施工特点和对构件整体性的要求。 第五章 预应力混凝土结构的可靠性与耐久性设计 结构的可靠性与耐久性是评估其长期使用价值的关键。本章将深入探讨预应力混凝土结构的可靠性设计理论,包括概率设计方法、荷载分项系数、材料分项系数等在设计中的应用。我们将分析不同荷载作用下,预应力混凝土结构在正常使用极限状态和承载能力极限状态下的设计考量。 耐久性是预应力混凝土结构长期服役的重要保障。本章将详细讨论影响预应力混凝土结构耐久性的主要因素,如氯离子侵蚀、碳化、冻融循环、钢筋锈蚀等。我们将分析预应力钢材在腐蚀环境中的行为,以及如何通过合理的材料选择、构造设计(如提高混凝土密实度、设置保护层、采用防腐涂层等)和施工工艺来提高结构的耐久性。本章还将探讨结构的修复与加固技术,以应对可能出现的耐久性问题。 第六章 预应力混凝土结构设计中的常见问题与对策 理论联系实际,本章将聚焦于预应力混凝土结构设计与施工过程中可能遇到的常见问题,并提供切实可行的解决对策。我们将讨论预应力损失的各种原因(如钢材应力松弛、混凝土徐变与收缩、锚固滑移、张拉设备误差等),以及如何通过精确计算和控制来减小这些损失。 此外,本章还将深入探讨预应力混凝土结构在抗剪、抗扭、抗冲切等方面的设计难点,以及如何通过合理的截面设计、钢筋配置和预应力布置来提高构件的抵抗能力。我们将分析预应力混凝土结构在施工过程中可能出现的应力集中、局部破坏等风险,并提出相应的预防措施。 第七章 案例分析与工程实践经验分享 为了更好地将理论知识应用于实践,本章将选取若干典型预应力混凝土结构工程案例进行深入分析。这些案例将涵盖不同类型的结构(如预应力混凝土梁桥、叠合梁、大跨度楼板、筒体结构等),展示设计理念、计算方法、构造措施以及施工技术在实际工程中的应用。通过对这些案例的剖析,读者将能够更直观地理解设计规范背后的逻辑,学习工程实践中的宝贵经验,并从中获得启发。我们将总结工程实践中常见的经验教训,为设计人员和施工人员提供有价值的参考。 结论 本书的撰写旨在为读者提供一个关于预应力混凝土结构设计理论与实践的全面而深入的理解框架。我们希望通过系统性的阐述,帮助读者建立起扎实的理论基础,掌握分析和设计预应力混凝土结构的核心能力,并了解其在工程实践中的应用和注意事项。本书强调的是对预应力混凝土结构本质理解的提升,而非对具体规范条文的罗列。通过阅读本书,读者将能够更自信、更有效地应对各类预应力混凝土结构的设计挑战,为工程项目的成功实施提供坚实的技术支持。
我必须得承认,这本书的厚度和深度让我对国内预应力设计水平的信心大大增强。它清晰地界定了不同结构类型(比如梁、板、拱、叠层结构)的设计侧重点和特殊要求,避免了不同领域之间知识的交叉污染或遗漏。尤其让我感到欣慰的是,它对现有结构评定和加固设计的指导原则也进行了更新和细化,这对于我们这些需要处理老旧建筑升级改造的设计师来说,提供了极为宝贵的、有法律效力的技术支撑。它不仅仅是指导“新建”的,更是指导“延续”和“复壮”的。唯一的“小抱怨”可能在于,规范的条文密度太高了,为了确保信息的完整性,很多地方的表述都非常精炼,这意味着初次接触的工程师需要投入大量的精力去反复琢磨,才能真正掌握其精髓,但瑕不掩瑜,它无疑是这个领域内一座难以逾越的技术丰碑。