預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算課件.ppt

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1、第12章預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算12.1概述12.1.1各受力階段的特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，主要可分為兩個(gè)階段：1）施工階段2）使用階段。1.施工階段預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的制作、運(yùn)輸和安裝過(guò)程。本階段構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力作用下，全截面參與工作一般處于彈性工作階段，可采用材料力學(xué)的方法。（1）預(yù)加應(yīng)力階段此階段系指從預(yù)加應(yīng)力開(kāi)始，至預(yù)加應(yīng)力結(jié)束(即傳力錨固)為止。先張梁：當(dāng)放松錨固在臺(tái)座上的預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，由于鋼筋與混凝土粘結(jié)成整體，混凝土阻止鋼筋的回縮造成構(gòu)件混凝土受壓；后張梁：通過(guò)分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并利用錨具將鋼筋錨固于梁端截面上，靠錨具將力傳給構(gòu)件使構(gòu)件混凝土

2、受壓。本階段的設(shè)計(jì)計(jì)算要求如下：①在偏心預(yù)壓力及梁自重作用下，梁主要控制截面上下翼緣混凝土的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力及梁中的主拉應(yīng)力都不得超過(guò)規(guī)范規(guī)定的限值，以確保傳力錨固階段梁不至被拉裂及壓壞。由于先張梁和后張梁的預(yù)加應(yīng)力方式不同，兩種構(gòu)件的截面應(yīng)力計(jì)算方法也有所不同。②控制預(yù)應(yīng)力筋中的張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定值，不應(yīng)過(guò)大，但為充分利用高強(qiáng)鋼材的抗拉性能，也不能過(guò)小。③保證錨具下混凝土局部承壓的容許承載能力，應(yīng)大于實(shí)際承受的壓力，并有足夠的安全度，以保證錨下梁體不至發(fā)生局部破壞或開(kāi)裂。（2）運(yùn)輸、安裝階段此階段指預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在工廠制造完成后，運(yùn)送及

3、安裝過(guò)程中的受力情況。該階段梁所承受的荷載，仍是偏心預(yù)加力和梁的自重。本階段由于與預(yù)加應(yīng)力階段在時(shí)間上有一定的間隔，因此，混凝土收縮、徐變及鋼筋的松弛，將會(huì)進(jìn)一步地引起預(yù)應(yīng)力損失。由于運(yùn)送及安裝階段過(guò)程中動(dòng)力作用的影響，預(yù)應(yīng)力及自重荷載在梁各截面所產(chǎn)生的彎矩及應(yīng)力大小與預(yù)加應(yīng)力階段不同。應(yīng)按梁起吊時(shí)自身恒載作用下的計(jì)算圖式進(jìn)行檢算。特別需注意驗(yàn)算構(gòu)件支點(diǎn)或吊點(diǎn)處上緣混凝土的拉應(yīng)力。2.使用階段該階段是指橋梁建成通車后的整個(gè)使用階段。在該階段，梁除承受偏心預(yù)加力Np和梁的自身恒載g1外，還要承受橋面鋪裝、人行道、欄桿及線路設(shè)備重等后加二期恒載g2和車輛、

4、人群等活荷載P。在以上各外荷載作用下，梁截面產(chǎn)生的正應(yīng)力，為偏心預(yù)加力和以上各項(xiàng)荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力之，一般要求下緣混凝土不致于受拉開(kāi)裂，而上緣壓應(yīng)力不致于過(guò)大。并應(yīng)滿足耐疲勞性能要求。本階段內(nèi)各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失將相繼全部發(fā)生、并全部完成，最后在預(yù)應(yīng)力筋中建立相對(duì)不變的預(yù)拉應(yīng)力(即扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后所存余的預(yù)應(yīng)力)，并將此稱為永存預(yù)應(yīng)力。永存預(yù)應(yīng)力要小于施工階段的預(yù)應(yīng)力值。注：后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，外荷載產(chǎn)生的截面應(yīng)力，應(yīng)按換算截而計(jì)算。本階段根據(jù)構(gòu)件受力后的特征，又可分為如下幾個(gè)受力狀態(tài)：（1）加載至受拉邊緣混凝土預(yù)壓應(yīng)力為零（2）加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)（

5、3）加載至構(gòu)件破壞（1）加載至受拉邊緣混凝土預(yù)壓應(yīng)力為零（2）加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)由于預(yù)應(yīng)力混凝土梁的抗裂彎矩Mcr，要比同截面、同材料的普通鋼筋混凝土梁的抗裂彎矩Mtk大一個(gè)消壓彎矩M0，這說(shuō)明了預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)越性——在外荷載作用下可以大大推遲裂縫的出現(xiàn)。一般的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，要求使用荷載最大彎矩小于消壓彎矩M0，構(gòu)件控制截面不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)工作(所謂的全預(yù)應(yīng)力)。若在使用荷載作用下，允許截面內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力甚至開(kāi)裂，則結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下，將處于彈塑性狀態(tài)(所謂的部分預(yù)應(yīng)力)。（3）加載至構(gòu)件破壞該階段的設(shè)計(jì)計(jì)

6、算要求是：按照極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論計(jì)算出截面的抗彎承載能力，并要求留有足夠的安全儲(chǔ)備。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的破壞彎矩，主要與構(gòu)件的組成材料受力性能有關(guān)，而與是否在受拉區(qū)鋼筋中施加預(yù)拉應(yīng)力的影響很小。破壞彎矩值與同條件普通鋼筋混凝土梁的破壞彎矩值幾乎相同12.2預(yù)加力與預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算張拉控制應(yīng)力的定義張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，張拉設(shè)備的測(cè)力儀表所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出的拉應(yīng)力值，以表示。對(duì)于如鋼制錐形錨具等一些因錨具構(gòu)造影響而存在錨圈口摩阻力的錨具,是指經(jīng)過(guò)錨具、扣除此摩阻力后的（錨下）應(yīng)力值。因此,是指張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)的錨下張拉控制應(yīng)力。

7、過(guò)大時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題個(gè)別鋼筋可能被拉斷施工階段可能會(huì)引起構(gòu)件開(kāi)裂后張法構(gòu)件端部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞使開(kāi)裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生脆性破壞增大預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛損失張拉控制應(yīng)力上限值鋼絲、鋼絞線精軋螺紋鋼筋下列情況下，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力限值可提高0.05fpk：(1)為了提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性，而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力筋；(2)為了部分抵消由于應(yīng)力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座之間的溫差等因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失；另外，為了充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋的作用，克服預(yù)應(yīng)力損失，鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋的最低張拉控制應(yīng)力不應(yīng)小于0.40fp

8、k。但在任何情況下，鋼筋的最大張拉控制應(yīng)力，對(duì)于鋼絲、鋼絞線不應(yīng)超過(guò)0.8fpk；對(duì)于冷拉粗鋼