《PKPM预应力教程》PPT课件

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1、PREC软件的功能介绍及其在预应力混凝土结构设计中的应用邵光信中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所内容提要：一、预应力结构设计基本概念介绍；二、PREC软件功能模块介绍；三、PREC软件计算分析的依据及其流程；四、用PREC软件做预应力结构设计应注意的问题；五、结合具体工程介绍如何利用PREC软件做预应力结构设计。一、预应力结构设计基本概念介绍一、预应力结构设计基本概念介绍1、预应力混凝土三种不同概念的理解2、预应力等效荷载相关概念的理解3、预应力次内力概念的理解4、预应力结构设计的内容1、关于理解预应力的三种概念①、等效荷载概念预应力筋对混凝土结构的作用力可以将其分解和简化后视为外荷载考虑

2、。预应力筋引起的等效竖向分布力和水平分力可由预应力筋的曲率和倾角计算确定。预应力筋引起的等效竖向分布力和水平分力一起使混凝土结构保持静力平衡，是自平衡的力系。将预应力筋的作用力视为外荷载作用在结构上进行分析的方法通常成为等效荷载法。它的概念明确易懂，是目前最常用的概念。1、关于理解预应力的三种概念②、强度概念预应力钢材的抗拉强度约为普通钢筋的四倍，但一般来说价格则不到普通钢筋的四倍。预应力钢材是更经济的材料。但高强钢材不能有效地用于普通钢筋混凝土中，因为钢材的大应变会引起混凝土过大的裂缝宽度，不能满足正常使用状态的要求，导致高强钢材不能完全发挥其强度。而给混凝土施加预加力后，混凝土和高强预应

3、力钢材可以协同工作至极限破坏状态，从而充分发挥了高强混凝土和预应力钢材的材料强度。1、关于理解预应力的三种概念③、弹性概念通过张拉预应力筋的回弹挤压，使预应力混凝土构件的截面受到某种量值与分布的内压力，以局部或全部抵消使用荷载应力。在被张拉的预应力筋中存在预拉应力。这种概念把预应力看出是预先施加的永久性内应力，钢材中的拉应力与混凝土中的压应力组成一个自平衡系统。这可以改善结构构件的裂缝和变形性能，从而使构件更趋于一种弹性材料，提高了其耐久性和正常使用性能。2、预应力等效荷载相关概念的理解将预应力筋的作用力视为外荷载作用在结构上进行分析的方法通常称为等效荷载法。不同的预应力筋线型对应不同的预应

4、力等效荷载形式。软件会根据布置的预应力筋线型自动计算预应力等效荷载。这里以简支梁的抛物线型预应力筋为例来说明如何计算预应力等效荷载。抛物线预应力筋及其等效荷载简图如下图所示。将坐标原点设在二次抛物线预应力筋的中点，则预应力筋重心的曲线方程为：由此，得出任一点剪力由材料力学的概念可知，我们还可以从前面的图形中推导出如下两个有用的概念：保持预应力筋的形状不变，将其相对于梁的重心线上下平行移动，那么该预应力筋对梁横向作用的等效荷载不变，但两端偏心力距将随其偏心距的变动而变化。如果仍将预应力筋的形状保持不变，使其一端绕另一端转动。这时我们仍然可以近似的认为横向等效荷载不变，而仅在发生位移的一端产生偏

5、心力矩的变化。我们将简支梁得出的概念推广到连续梁，可以看到连续梁中的预应力筋产生的等效荷载与简支梁是一样的，但是产生了支座反力的变化。这里要注意不等跨连续梁的预应力筋的调整问题。如果为了平衡相同的荷载，要保持各跨等效荷载p不变，可从两个方面变更预应力筋：一是调整矢高；二是调整预应力筋的数量。实际工程中的连续梁中的预应力筋曲线不可能是简单而理想化的抛物线尖角连接，而往往是增加一小段反向抛物线来平滑连接。如下图所示。线性变换定义：当连续梁的预应力筋在每一跨内的形状保持不变而在各中间支座处被竖直地上下移动位置，称为线性变换。定理：连续梁的预应力筋重心线的线性变换不影响其等效荷载值。连续梁预应力筋变

6、位前的等效荷载简图连续梁预应力筋变位后的等效荷载简图3、预应力次内力概念的理解超静定预应力混凝土在预加力作用下，结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，而在结构多余约束处产生多余的约束力，从而引起结构附加内力，这部分附加内力一般称为预应力次内力。主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念主弯矩：预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为主弯矩。次弯矩：在超静定结构中，由于多余约束的存在，约束了结构的变形，产生了赘余反力，赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次弯矩。主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念吻合束：应用线形原理，将预应力束筋的重心线转换至压力线上（即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间

7、的偏离调整掉），此时可以使预加力的总力矩不变，而次力矩为零。称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。吻合束与非吻合束主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念线性转换：超静定梁中，预加力产生的次弯矩是线形的，由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的；而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的形状有关，与束筋在中间支点上的偏心矩无关。由此可见，只要保持束筋在超静定梁中的两端位置不变，保持束筋在跨