框架结构设计外文翻译

毕业设计(论文)外文资料翻译

系：机械工程系

专业：土木工程

姓名：

学号：

外文出处：Design of prestressed

(用外文写)

concrete structures

附件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

附件1：外文资料翻译译文

8-2简支梁布局

一个简单的预应力混凝土梁由两个危险截面控制：最大弯矩截面和端截面。这两部分设计好之后，中间截面一定要单独检查，必要时其他部位也要单独调查。最大弯矩截面在以下两种荷载阶段为控制情况，即传递时梁受最小弯矩M G的初始阶段和最大设计弯矩M T时的工作荷载阶段。而端截面则由抗剪强度、支承垫板、锚头间距和千斤顶净空所需要的面积来决定。所有的中间截面是由一个或多个上述要求，根它们与上述两种危险截面的距离来控制。对于后张构件的一种常见的布置方式是在最大弯矩截面采用诸如I形或T形的截面，而在接近梁端处逐渐过渡到简单的矩形截面。这就是人们通常所说的后张构件的端块。对于用长线法生产的先张构件，为了便于生产，全部只用一种等截面，其截面形状则可以为I形、双T形或空心的。在第5 、 6 和7章节中已经阐明了个别截面的设计，下面论述简支梁钢索的总布置。

梁的布置可以用变化混凝土和钢筋的办法来调整。混凝土的截面在高度、宽度、形状和梁底面或者顶面的曲率方面都可以有变化。而钢筋只在面积方面有所变化，不过在相对于混凝土重心轴线的位置方面却多半可以有变化。通过调整这些变化因素，布置方案可能有许多组合，以适应不同的荷载情况。这一点是与钢筋混凝土梁是完全不同的，在钢筋混凝土梁的通常布置中，不是一个统一的矩形截面便是一个统一的T形，而钢筋的位置总是布置得尽量靠底面纤维。

首先考虑先张梁，如图 8-7，这里最好采用直线钢索，因为它们在两个台座之间加力比较容易。我们先从图（a）的等截面直梁的直线钢索开始讨论。这样的布置都很简单，但这样一来，就不是很经济的设计了，因为跨中和梁端的要求会产生冲突。通常发生在跨度中央的最大弯矩截面中的钢索，最好尽量放低，以便尽可能提供最大力臂而提供最大的内部抵制力矩。当跨度中央的梁自重弯矩M G相当大时，就可以把c.g.s布置在截面核心范围以下很远的地方，而不致在传递时在顶部纤维中引起拉应力。然而对于梁端截面却有一套完全不同的要求。由于在梁端没有外力矩，因为在最后的时刻，安排钢索要以c.g.s与 c.g.c在结束区段一致，如此同样地获得克服压力分配的方法。无论如何，如果张应力在最后不能承受，放置 c.g.s.

是必需紧排的，而且紧排的不能太远，避免张拉应力超过应力允许值。

图8-7 布局预应力梁

同时满足跨中和梁端两种截面的布局需求这是不可能的，举例来说，如（ a ），如果 c.g.s.全都放在核心下界处，那么这对梁端截面来说，已经是容许的最低点，面对跨中截面来说，则还没有达到足够大的力矩臂来提供令人满意的内部抵抗力矩。如果 c.g.s.紧排在下面位置，在中跨处的抵抗力就可以达到要求了，但是最后压力分配将不太容易，此外，过大的反挠度也可能导致这样的布局，由于预应力在整个光纤内受到负面弯曲。尽管有这些不对的地方，但这往往是最简单的布局，特别是一些短跨。

对于直线钢索等截面的混凝土梁，有可能获得比（a）更理想的布置，只要变化一下梁的底面形状，如在图8-7里的（ b ）和（ c ） ; （b）中的底面是折线的，而（ c ）中则是弧线的。对于这两种布置，对c.g.s.在跨中可以尽量放在低的位置，而在两端可以保持c.g.s不变，如果梁的底面可以任意改动，这样就有可能获得最适合于荷载情况的曲线。举例来说，一个抛物线底面最适合于匀布荷载。

虽然这两个布置有效地抵抗应力分布，但是有三个缺点，首先，在（a）处模板要更加复杂；第二，由于建筑或功能的原因，弧形或折线形的底面往往不切合实用；第三，它们在长线法预应力台座上都很难生产出来。

只要有可能变化混凝土梁的顶面，那么就可以有利地采用图 8-7( d ），（ e ）那样的布置方案。这样在最需要高度的跨中具有良好的高度，而且在梁端截面可以得到一个共轴的或者近乎共轴的预加应力。因为高度在梁端截面减少，所以一定要经常检查。例如（ d ）,也应该注意危险截面可能不在跨中，宁可布置在一些远离它的点，在最大值附近高度略微有点降低。梁（ d ）在模板方面要比（ e ）项中具有弧线形顶面的梁简单。

美国的大多数先张预制工厂沿张拉台座埋设有锚头，以便于先张法梁的力筋也可以折曲，如图8-7的（f）、（g）。倘若梁必须是等截面的直梁，而且倘若梁自

重弯矩M G的确大得有必要作这种额外花费的弯曲的话，那么这样做也可能是经济的。不过必须设法减少力筋的弯曲所引起的预应力的摩擦损失。例如，在末端就先张拉，然后再受拉弯曲。

显然，从上述讨论中，许多布置都是可能的。只有一些基本的形式在这方面介

绍了，变化的组合需要自行设计。正确的布置结构将取决于当地的条件和实际需求

以及理论上的思考。

图8-8 使钢筋后张的梁的布局

但是，对于适筋梁，像图8-8，没有必要保持弯矩包络图是直线，因为稍微弯曲或弧线形的力筋同直线力筋一样可以轻松张拉。因此，在等截面直梁中，力筋往往弯曲，例如在图8-8.(a)处。把力筋弯曲将会允许 c.g.s.在梁两端和跨中以及其他各点的截面中都获得有利的位置。

只要不要求用直线的底面，那么就常常可以采用如图 8-8( b ）所示的把弧线形或折曲的力筋配合弧线或折线底面一同使用。这样可以使力筋弯曲得小些，从而降低摩擦力。弧线的或折曲的钢索也可以配合变高度梁使用。如在（ c ）处。有时发现同时使用直线的和弧线的力筋颇为有利，如图（ d ）所示。

沿长度方向改变钢筋面积的布置方案偶尔也是可取的。这样的梁必须经过专门设计，而它所必须用到的细节构造却可能抵消掉所节省的钢材。在图8-8（e）中，一些钢索被向上弯曲而且布置在最高的边缘。在(f) 处，一些钢索在底部的边缘中被省略。这些布置方案虽然可以节省一些钢材，不过除了像用在承受重荷载的很长跨度的梁上那样能节约大量钢材的情况之外，可能不值得的采用。

8-3 钢索的纵断面

我们在上一节已经讨论了，简支梁的布置是受到最大弯矩和梁端两种截面控制，因而在这两种截面设计哈之后，介于其间的其他截面就往往可以通过观察来确定。然而，有时沿梁长度方向的中间点上也可能出现危险截面，乃至在许多情况中宜于为钢索确定容许的并且理想的纵断面。要做到这一点，c.g.s.在限制区的位置是首先需要确定的，然后再布置钢索，使其重心保持在限定区之内。

描述的方法在这里是为简支梁，但它也可作为解决更为复杂布局的方法，如悬臂梁和连续跨越梁，检查电缆的位置是不容易确定的。方法是图解式的；c.g.s.在给定的限制地域里面，生产时一定要通过井然有序且没有张应力的过程。压应力混凝土中没有检查这个的方法。据推测，布局的具体方法和地区的预应力钢已经确定时只有形象的c.g.s.的位置。

在谈到图8-9时，在确定具体的布局部分时，我们开始计算他们克恩点，从而产生两个克恩线，一个顶部和底部的一个，如（ c ）处。请注意，对于变截面，这些克恩线将被弯曲，但为方便起见，他们将表现出连续的数字以代表梁截面。

因为光缆装载显示在（a）处, 在（ b ）处最低和最高的时刻梁负荷载和总的工作负荷分别被标记为M G和M T。为了根据工作负荷，压力中心的C线，将不属于上