分析預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁-外文翻譯

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1、分析預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁梁克里斯burgoyne2005年3月26日1　緒論這次會(huì)議是專門討論結(jié)構(gòu)分析的發(fā)展，而不是討論材料強(qiáng)度，但對(duì)材料的認(rèn)識(shí)并用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)分析結(jié)構(gòu)的組成，有助于有效地利用預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常是留給專家；粗心將會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤或花費(fèi)更多時(shí)間用各種方法尋求解決的方案。有一些根本性的分歧在預(yù)應(yīng)力混凝土和其他材料之間。在沒有作用荷載下結(jié)構(gòu)依然是受力；可行的解決方案是有限的，在超靜定結(jié)構(gòu)，纜索外形的改變會(huì)引起不同的自應(yīng)力，所有這些要素都是受到徐變和溫度效應(yīng)的影響。如何判別這些問題和如

2、何解決他們呢？自從在十九世紀(jì)末Hennebique對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行了研究（庫(kù)薩克1984年），它表明了鋼筋和混凝土能更有效地結(jié)合起來，如果鋼先預(yù)制然后把混凝土灌進(jìn)去。開裂可以減少，如果可以很好的粘結(jié)在一起，這將增加剛度和提高耐久性。早期嘗試，所有失敗的原因是由于初始預(yù)應(yīng)力很快消失，留下的結(jié)構(gòu)必須具備一定的承受能力；關(guān)于這些情況Leonhardt和Abeles已做出了嘗試。這是Freyssinet對(duì)三座橋梁的觀察結(jié)果，它坐落在維希附近的Allier河上，1927年完成。用的是預(yù)應(yīng)力混凝土（Freyssine

3、t1956年）。只有Boutiron這座橋在二戰(zhàn)中保留下來（圖1）。迄今，它一直假定混凝土的楊氏模量仍然是固定的，但他承認(rèn)說由于變形的存在，這也解釋為何在早期的檢測(cè)預(yù)應(yīng)力已經(jīng)損失。Freyssinet（圖2）因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼筋已予使用，所以發(fā)生徐變后仍然殘留有一些預(yù)應(yīng)力，而且同時(shí)使用了高質(zhì)量的混凝土，因此這可減少總體的徐變。關(guān)于Freyssinet的早期預(yù)應(yīng)力混凝土研究是被寫在其他地方。-20-Figure1:BoutironBridge，VichyFigure2:EugenFreyssinet大約在同一時(shí)間

4、，這個(gè)工作也在英格蘭的BRE實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行著（（格蘭維爾1930年）和（1933））。徐變的發(fā)現(xiàn)將歸功于誰(shuí)，受到了爭(zhēng)論，但Freyssinet對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的研究和成功的應(yīng)用是大家都公認(rèn)的。還有相關(guān)問題需要討論，比如預(yù)應(yīng)力混凝土的工作機(jī)理是怎樣的？因?yàn)橛泻脦讉€(gè)的關(guān)于它的思維方式。這些不同的哲學(xué)是在一定程度上的矛盾，當(dāng)然也包含年輕的工程師。它也反映，在某程度上，有很多種看法。容許應(yīng)力設(shè)計(jì)哲學(xué)認(rèn)為，預(yù)應(yīng)力混凝土的一種方式，靠消除拉應(yīng)力避免開裂；目的是在徐變的損失后保持足夠的壓縮。由于徐變產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失，這一理念源

5、于Freyssinet的推理和主要的有效應(yīng)力的概念。極限強(qiáng)度哲學(xué)認(rèn)為，預(yù)應(yīng)力的一種利用高鋼筋作為加固的方式。當(dāng)它用來作為加固時(shí)高強(qiáng)度鋼的高彈性應(yīng)變的能力無法被利用；如果鋼筋是先張法，大部分的應(yīng)變量在鋼筋粘接混凝土前之前已經(jīng)損失。這種方式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常設(shè)計(jì)為全橋處于永久荷載，但高活載下是允許裂紋。這種想法源于Dischinger從他1936-20-年的研究和他1939年對(duì)奧厄大橋的研究工作中得出（Sch?onberg和菲克特1939年），以及Finsterwalder（1939年）。這主要是一種極限荷載的想

6、法。部分預(yù)應(yīng)力來自這些想法。T.Y提出加載平衡的哲學(xué)，利用預(yù)應(yīng)力對(duì)永久荷載的反效果（林1963）。纜索的下垂對(duì)梁產(chǎn)生上升的力，導(dǎo)致梁產(chǎn)生反作用力。顯然，除非這被作為恒載的重量，這個(gè)負(fù)載才可以被平衡掉，然而在這恒載作用下梁只有凈軸向預(yù)應(yīng)力和不會(huì)有任何的傾向，向上或向下徐變。這三個(gè)哲學(xué)都有其看法，至于這些中哪個(gè)是最根本的，他們敞開激烈的辯論。2斷面設(shè)計(jì)從一開始就被承認(rèn)，預(yù)應(yīng)力混凝土要檢查兩個(gè)狀態(tài)：正常使用負(fù)荷和極限狀態(tài)負(fù)荷。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，和那些鋼筋混凝土，應(yīng)進(jìn)行承載能力下允許應(yīng)力設(shè)計(jì)和極限載荷下的極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)。

7、舊規(guī)范是根據(jù)在正常工作負(fù)荷下的容許應(yīng)力規(guī)定的；新規(guī)范是使用短期的極限荷載。不同負(fù)荷的方式用于這兩種規(guī)范，而是對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)，通過其中一種負(fù)荷就可能通過另一種負(fù)荷。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土，這些想法不太對(duì)的，由于結(jié)構(gòu)是高應(yīng)力的，即使沒有負(fù)荷。少量增加負(fù)荷，可以帶來一些應(yīng)力超過極限，而大量增加負(fù)載可能會(huì)超過其他的極限。設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)考慮不同的工作負(fù)荷和極限荷載的能力；并都需要進(jìn)行驗(yàn)算。在每種負(fù)荷的情況下，設(shè)計(jì)師通常要檢查拉伸和壓縮應(yīng)力，無論在頂部還是底部。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)都能正常使用，但也不是一概而論，對(duì)于中跨度和部分超過一般-2

8、0-尺寸，其他部位有可能成為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。當(dāng)纜索的斷面形狀被定下來。應(yīng)力在任何位置都是由三個(gè)部分組成，其中通常有不同于其他兩個(gè)的特性；特性的一致是至關(guān)重要的。若P是預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度，e是其偏心率，A是橫截面積，Z是其彈性模量，而M是作用力矩，然后ft和fc是允許的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。因此，對(duì)于任何組合的P和M，設(shè)計(jì)師都用四分之一來處理。隨著時(shí)間的推移預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度會(huì)改變，這是由于蠕變的原因，設(shè)計(jì)師通常是至少面臨著三種預(yù)應(yīng)力和力矩的組合；?在