预应力混凝土梁在工程建筑中应用分析与试验

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【摘要】近年来随着建筑领域的不断发展，预应力混凝土得到了广泛的应用，与普通混凝土相比存在质量轻、刚度大等一系列优点，同时还能对混凝土结构开裂情况的发生进行有效避免。本文从理论与试验两个角度对预应力混凝土梁的应用进行了较为深入的分析，并展开了工程试验，供同行业人士作为参考。

【关键词】预应力混凝土梁；工程建筑；试验

随着社会的不断发展，人们对住宅与工作环境的要求越来越高，在这种情况下，怎样满足这些需求，在预应力混凝土施工过程中应该对这一问题进行重点考虑。预应力混凝土是上世纪60年代开始在我国建筑行业中得到广泛应用的，与普通混凝土相比，这种混凝土存在质量轻、强度高以及刚度大等特点，在工程中的使用可以有效防止出现混凝土结构开裂问题。

1预应力混凝土梁分析

近年来国内外很多学者针对混凝土梁板展开了研究与分析，肖建春等人还提出了钢筋预应力混凝土梁板有效翼缘静动力的计算方法，但是在理论模式上始终存在加大的局限性。在实际工程建设过程中，预应力混凝土梁板都是与普通钢筋混凝土进行整体浇筑的，这样可以对梁板体系的整体工作进行保证，如果在荷载作用下梁板承受着正弯曲，其中一部分板就与梁翼缘发挥的作用等同，可以对竖向的压力进行承受。对于T型梁来说，在部分极限分析的过程中，可以架设梁纵向应力在翼缘上的减宽度可以得到均匀分布，T型梁的腹板、翼缘、跨度等各种条件之间都存在联系，在工程结构分析过程中，如果不能对精度提出高要求的话，就可以认为跨度范围中有效翼缘宽度是一定的。

很多学者都认为不能忽视剪力滞后的现象，有效翼缘的提出实际上就是工程建设中对剪力滞后现象进行兼顾表现出的计算过程中的复杂程度，在有效宽度范围内预应力混凝土梁板的应力分布应该是均匀的，这样才能真正取代实际工程中的翼缘宽度，对于跨度比较大的混凝土结构来说，对有效翼缘的规定比较大一些，同时提高板对梁的抗弯能力，主要涉及到了节点类型、水平加载特征等方面。

2预应力混凝土梁在工程中应用的试验分析

2.1工程案例一

某客运站工程结构采用连续梁多跨双向预应力框架结构，地面以上有3层，地下有1层，地上第二层的梁式连续三跨连续梁，其跨度已经超过了15m，因为大跨度连续梁需要承受结构以上柱子自重和非常大的荷载，在设计过程中可以采用后张法进行施工。第二层楼板主要有两种类型的混凝土板，一种是单层板，板的厚度是200mm，还有一种是双层板，上层板的厚度是220m，下层板的厚度是80mm，单层楼板预应力混凝土梁截面的宽是480mm，高是1600mm，双层混凝土楼板的宽为480mm，高是2000mm，采用低松弛钢丝束为预应力筋，fptk=1800Mpa，在张拉过程中将应力控制为1438Mpa，采用两段张拉的方式进行张拉，采用C40等级的混凝土进行施工，这个结构是典型的大跨度双向梁板柱结构，在框架计算过程中不能忽视楼板对梁的弯曲刚度。

2.2预应力混凝土梁板的有效翼缘宽度分析

在对预应力混凝土梁进行计算的时候可以按照T型、矩形进行分别取值，其结算结果之间不会出现较大的差别，从图2中可以看出，预应力混凝土翼缘纵向应力分布并不是非常均匀，同时与梁距离非常小的位置其应力也比较大。

2.3工程案例二

某桥梁工程单幅宽度是15.5m，因为桥的长度比较长，在1000m以上，同时与河流之间呈现45°的交角，为了施工过程更加顺利，在工程建设中采用三联3×55mPZ造桥机进行施工，平曲线半径已经超过了5000m。在施工第一阶段采用简支单悬臂，其施工长度是66m（简支55m加悬臂11m），这座桥梁在设计与施工过程中，其悬臂的尺寸大约是跨径长度的1/5，站在力学的角度上讲，这一位置的弯矩是最小的，因此选择在这个位置设置施工缝，第二阶段的长度是55m（简支44m加悬臂11m），第三阶段完成剩下的44m。采用单向张拉的方式作为预应力钢束，最大单向张拉长度已经超过66m。

在预应力混凝土梁承受弯矩作用的时候，在横桥的位置会出现剪力滞效应，这样一来就会与府办发向应力比较接近，同时随着预应力混凝土腹板距离的增大而减小。在预应力施工过程中，一切预应力钢束都应该被布置在有效的预应力混凝土翼缘宽度之内，只有这样才能对预应力混凝土的均匀受力情况进行保证，在具体计算的过程中一般也认为这种范围内外预应力混凝土才能有效的发挥其作用。

从一系列分析与计算中可以了解到，预应力混凝土跨中翼缘宽度的折减程度是比较小的，但是预应力混凝土支点位置上的折减却比较大，之所以会出现这种现象，其原因主要是支点位置上的剪力滞效应非常大。

结语：

综上所述，文章从理论与试验两种角度对预应力混凝土梁的有效翼缘展开了深入的分析，主要利用研究变分法对预应力框架梁展开了探讨，并与比较典型的预应力框架结构试验相结合，着重论述了预应力混凝土梁的有效翼缘宽度，从本文分析与研究中可以得到以下几点结论：首先，利用能量变分析法可以得到荷载均匀分布情况下预应力混凝土T梁的有效翼缘宽度值；其次，可以得到预应力混凝土梁的主要受力特点，并通过两个典型的案例对不同有效翼缘宽度影响计算结果的程度进行了分析；最后，通过本文的案例分析，可以了解真实的预应力梁受力状态，本文的分析与设计真实可靠。

参考文献：

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