[发明专利]加设弧形预应力钢绞线提高板柱节点承载能力的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种在水平荷载作用下房屋建筑工程中钢筋混凝土板柱结构，尤其是加设弧形预应力钢绞线提高钢筋混凝土板柱节点承载能力的方法。

背景技术：

1907年talbot做了200多个基础实验其中二十多个发生冲切破坏，lord对钢筋混凝土无梁板进行了研究，且第一次测量了钢筋的应变。Nichal首次对无梁板进行了分析。Westergaard于1936年发表了关于双向板弹性设计的论文。1948年，richart根据140多个基础实验的资料，详细阐述了板柱结构各种破坏的形态特征。20世纪60年代ILLinois和波兰水泥协会实验室合作进行了钢筋混凝土无梁楼盖的实验研究和理论分析.Islam和Park于1976年进行了8个板柱节点的竖向反力和不平衡弯矩的研究，分析了不配抗剪钢筋、配置弯起钢筋、型钢剪力架及封闭箍筋对试件强度和延性的影响。Morrison等于1983年进行了9个板柱中节点在竖向剪力和水平荷载共同作用下的试验，试验结果说明，增加板的配筋对节点承受水平荷载的能力没有显著的提高；由于竖向荷载的作用，节点承受水平荷载的能力有所下降。1996年，Blgabry和Ghali对美国ACI318-89规范及加拿大CAN3-23.3-M84规范中剪力和不平衡弯矩共同作用下板柱节点的计算公式进行了分析，认为上述规范中的有关公式是在中柱节点试验研究的基础上提出的；推广用于边柱节点和角柱节点是不正确的。

我国对板柱结构体系研究起步较晚，最先从上个世纪60年代开始引进国外的升板技术并建造试验性建筑。至八十年代《混凝土结构设计规范》(GBJ I 0-89)，《钢筋混凝土升板结构技术规范》(BGJ I30-90)和《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJIT 92-93)的制定，才为板柱结构的设计提供一定的依据。八十年代中期，楼板及基础冲切强度专题组较系统的进行了这一课题的试验研究，分析了影响板和基础冲切强度的因素，提出了这类构件冲切强度的计算方法；湖南大学李定国、舒兆发等进行了局部荷载作用下无抗冲切钢筋的钢筋混凝土简支板的试验及分析，认为混凝土抗拉强度和抗弯钢筋是影响冲切强度的主要因素，通过配置和不配置抗冲切钢筋的混凝土板柱节点的对比试验，表明配置抗冲切钢筋的板既能提高冲切强度，又能改善板柱连接的延性，通过对国内外80个冲切破坏试件的统计分析提出了冲切破坏强度计算公式；蒋大骅等采用塑性理论推导了钢筋混凝土的冲剪强度计算公式，分析了影响冲剪承载力的各种因素，认为计算公式中采用混凝土的抗压强度较合理；陈才堡分析了传递不平衡弯矩板柱节点的破坏形态，根据有关试验资料得出弯矩相关曲线，通过分析影响板中极限水平剪应力的主要因素，建立了新的强度计算表达式；福州大学通过钢筋混凝土板柱中节点的冲切试验，并分析国内外209个钢筋混凝土方形板和基础板的实验资料，认为冲切破坏是剪力与弯矩联合作用的一种破坏形态，提出了一种考虑弯曲作用影响的冲切破坏模式，采用极限平衡理论推导了冲切强度计算公式；刘广义等在试验研究的基础上，分析了钢筋混凝土板冲切破坏机理，建立了半经验半理论冲切承载力计算公式。

九十年代后，板柱结构体系开始比较大量的应用于厂房、图书馆、商业旅游建筑和办公室，同时，我国学者也开始对板柱结构体系进行了更多的试验理论研究，中国建筑科学研究所进行了1/3比例的带剪力墙预应力板柱结构空间模型的抗震试验，实测了国内已建成预应力板柱结构房屋的原型结构动力特性，并作了结构弹塑性性能过程分析；1992年陶学康[7]等进行了1/2比例无粘结预应力九柱四板荷载试验，研究了无粘结部分预应力混凝土平板的结构和变形性能，试验结果表明，预应力可显著提高节点的冲切强度，提出了无粘结预应力混凝土板的冲切计算公式，在冲切强度计算中，计入了无粘结预应力筋所产生预压应力的有利影响。

1996年同济大学马云昌，吕西林进行了6个1/2比例板柱节点在竖向荷载和水平反复荷载作用下的试验，采用塑性极限方法分析板柱节点的试验结果；对钢筋混凝土板柱节点在冲切力和不平衡弯矩共同作用下的承载能力进行了研究，推导出板柱节点抗冲切和抗弯强度的相关方程，并简化为实用计算公式。1997年，同济大学周军进行了板柱结构中柱节点在竖向剪力和不平衡弯矩共同作用下的试验，分析了板柱节点的受力机理和破坏特征，总结了影响板柱节点承载力的因素，并利用塑性铰理论与虚功原理分析推导出节点发生弯曲破坏时的计算公式。1998年，杨震进行了板柱结构边柱节点在竖向剪力和不平衡弯矩共同作用下的试验，将试验数据与各规范计算结果进行了比较，结果较为吻合。