预制预应力框架梁端延性性能的几点思考

摘要： 本文对预制预应力框架梁端延性性能进行了分析，从预应力的释放情况，现有结论存在的问题，粘结滑移问题，锚固问题等进行了探讨。为工程应用实践提供了初步的建议。

关键词： 预制 预应力 延性

中图分类号：C35 文献标识码： A

In this paper， the performance of precast prestressed frame ductility analyzed， discussed the situation from the release of prestressing， the existing problems of the conclusions， the bond-slip problem， anchoring problems. For engineering practice provides preliminary recommendations.

Key words： Prefabricated Prestressed Ductility

1.前言

“新型预制预应力梁装配整体式结构体系”梁采用先张法预应力技术在工厂生产，梁底部全部采用钢绞线，梁、板预留钢筋叠合现浇连接。框架梁端下部采用PVC套管释放掉一定长度预应力，柱采用带柱帽的现浇钢筋混凝土柱，将框架梁端预留的钢绞线伸入节点内锚固。 于框架梁的下部采用了预应力钢铰线，梁端部塑性铰区采用套管释放预应力，由于钢铰线塑性差，延伸率底，即便是将梁端一定长度的预应力释放，仍然存在框架梁端部在大震下能否形成塑性铰或延性能否满足整体框架的耗能要求。

延性是反映结构、构件非线性变形、衡量其抗震性能的一个重要指标，是指结构、构件的某个截面从开始屈服至达到极限承载能力或承受很大的变形但承载能力没有下降的性能。结构的延性性能好，可以通过非弹性变形吸收地震作用的巨大能量，破坏过程较长，破坏前有明显的征兆。对于新型预制预应力框架梁端的延性系数，可以从梁端塑性铰区的骨架曲线上构件达到极限承载能力85%的位移与构件屈服时为位移之比，即位构件的移延性系数。新西兰的派克（ R・Park）等人研究认为：“对于塑性铰出现在梁上的钢筋混凝土框架，为了承受强烈地震引起的运动，位移延性系数约为4.”对于新型预制预应力框架梁端延性性能的主要影响因素有：预应力的释放问题，预应力度，极限承载能力时混凝土的压区高度，钢绞线的可靠锚固。因此定性的分析上述因素对梁端塑性铰区延性性能的影响以及如何使梁端塑性铰区的延性系数达到等同于现浇结构的延性系数是本文主要探讨的内容。

2.预应力的释放问题

2.1单向式塑性铰

若出现单向式塑性铰，单向式塑性铰出现的位置在远离梁端靠近跨中的位置。混凝土开裂后，裂缝附近的粘结应力增大，并在靠近裂缝的一小段钢绞线上发生滑移。随着荷载的继续增大，高粘结应力像波一样由原裂缝处向梁端处传播。如下图所示，在梁端预应力不释放的情况下，先张预制预应力梁的传递长度为，出现裂缝后在C点出现高粘结应力的峰值，B点到C点的水平距离为出现裂缝后挠曲粘结应力的传递长度，如果荷载进一步增加，C高粘结应力波的波峰就会越过B点和A点相遇即预应力传递区和挠曲粘结应力传递区重合导致粘结应力的增大，进而造成钢绞线拉应力的增大。随着钢绞线拉应力的增大，钢绞线的直径会变小，降低钢绞线和混凝土的机械咬合力，则钢绞线可能穿过混凝土而被拉通。

在梁端预应力释放的情况下，如上图所示在距离梁端有一段预应力释放段，先张预制预应力梁的传递长度的为O点到D点的水平距离，即传递长度的终点相对与A点更靠近与跨中的位置C点更容易和D点相遇，更容易发生钢绞线被拉通的脆性破坏，影响梁端延性性能的发挥，因此应尽量避免预应力的释放。

2.2在预应力不释放的情况下

框架梁的梁端如果出现双向式塑性铰，塑性铰的位置在靠近梁端距柱端截面半个梁高左右的距离。在计算先张预制预应力梁构件端部锚固区端部的受弯承载力力，锚固范围内的预应力筋抗拉强度设计值在锚固长度的起点处取为零，在锚固长度的终点处取为，两点之间可按线性内插法来确定。因此在计算梁端塑性铰区抗弯承载力是钢绞线的抗拉承载力取据此算出的塑性铰区钢绞线的抗拉强度设计值取为减去钢绞线的有效拉应力。

在预应力释放的情况下，钢绞线和混凝土无粘结。计算梁端的塑性铰区的抗震承载力时钢绞线的抗拉强度设计值也应取为。由此可以看出在同样截面同等配筋的条件下，释放与不释放两种工况在计算塑性铰区截面极限抗弯承载力时，不释放时混凝土的压区高度比释放时的压区高度小。因此有理由认为不释放时梁端塑性铰区的延性系数比释放的较好。并且在释放的情况下，梁端塑性铰区的钢绞线为无粘结，出现裂缝时裂缝仅有一条，且较宽，具有明显的少筋梁的特征。

3.预应力度和极限承载能力时混凝土的压区高度

4.粘结滑移问题

5.结论