预应力溷凝土受弯构件的设计与计算

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1、提纲(syllabus)：13.1概述13.2预应力混凝土受弯构件承载力计算13.3预应力的计算与预应力损失的估算13.4预应力混凝土结构的受弯构件的应力计算13.5预应力构件的抗裂计算13.6变形计算13.7端部锚固区计算第二篇预应力混凝土结构第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1概述13.1预应力混凝土受弯构件的应力分析分为施工阶段、使用阶段和破坏阶段。在施工阶段和使用阶段混凝土开裂前都用材料力学的分析方法。对于预应力混凝土受弯构件，预应

2、力钢筋一般布置在截面受拉区，截面受偏心预压力，因此，其截面应力分布不均匀。这里讨论的受弯构件，是针对全预应力和A类部分预应力构件。(A类：对构件控制截面受拉边缘的拉应力加以限制时；B类：当构件控制截面受拉边缘的拉应力超过限值或出现不超过宽度限值的裂缝时。)第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算（1）承载力计算（2）裂缝控制验算（3）变形验算（4）应力计算（5）对后张法构件还应验算锚具处的局部受压承载力。因预应力混凝土结构构件在施工阶段和使用阶段处于完全不同的受力状态，故应分别进行施工

3、阶段和使用阶段的设计计算或验算。规范规定，一般需进行下列计算或验算：13.1概述第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算（1）承载力计算对预应力混凝土轴心受拉构件只进行正截面承载力计算。对预应力混凝土受弯构件应同时进行正截面和斜截面承载力计算。（2）裂缝控制验算根据使用要求及耐久性要求，确定构件是不允许开裂还是允许开裂。不允许开裂的构件应进行抗裂验算，允许开裂的构件则应进行裂缝宽度验算。（3）变形验算对预应力混凝土受弯构件应进行挠度验算。（4）应力计算是指对构件在施工阶段（制作、运输和吊装过程）和使用阶段构件的强度计算。

4、第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1概述预应力混凝土受弯构件在建筑和桥梁工程中的应用实例如图1.预加应力阶段13.1概述第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.1施工阶段预应力混凝土构件在施工阶段，预加应力作用下构件全截面参与工作，处于弹性工作阶段，可以根据《公路桥规》按材料力学的方法进行设计计算。13.1概述第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.1施工阶段预加应力阶段的设计计算要求：1）受弯构件控制截面上、下边缘混凝土的最大拉应力和压应力都不应超过《公路桥

5、规》的规定值。2）控制预应力筋的最大张拉应力。3）保证锚固区混凝土局部承压承载力大于实际承受的压力并有足够的安全度，且保证梁体不出现水平纵向裂缝。★把扣除应力损失后的预应力筋中实际存于的预应力成为本阶段的有效预应力σpe。2.运输、安装阶段第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.1施工阶段在运输安装阶段，混凝土梁所承受的的荷载仍是预加应力Np和梁的一期恒载，引起预应力损失的因素相继增加。梁的一期恒载应根据《公路桥规》的规定计入1.20或0.85的动力系数。安装、运输过程中，注意验算构件支点或吊点截面上缘混凝土的拉应力

6、。13.1.213.1概述第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段使用阶段是指桥梁建成营运通车整个工作阶段。该阶段构件受荷：偏心预加应力Np梁的一期恒载G1桥面铺装、人行道、栏杆等后加的二期恒载G2车辆、人群等活荷载Q。试验研究表明：使用阶段预应力混凝土梁基本上处于弹性工作阶段。第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段本阶段各项预应力损失将相继全部完成，最后在预应力钢筋中建立相对不变的预拉应力（即扣除全部预应力损失后所存余的预应力）

7、σpe。1.加载至受拉边缘混凝土预压应力为零构件在永存预加应力Np（即永存预应力σpe的合力）作用下，其下边缘混凝土的有效预压应力σpc。第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段1.加载至受拉边缘混凝土预压应力为零★当预应力构件加载至某一特定荷载，其下边缘混凝土的预压应力恰好被抵消为零，此时在控制截面上所产生的弯矩M0称为消压弯矩。◆消压弯矩第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段◆开裂弯矩2.加载至受拉区裂缝即将出现构件出现裂缝时

8、的理论临界弯矩称为开裂弯矩。如果把受拉区边缘混凝土应力从零增加到应力为所需的外弯矩用表示，则有：第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算13.1.2使用阶段◆裂缝出现后，继续增大荷载，则裂缝从梁下缘向截面上缘发展，梁进入带裂缝工作阶段。◆消压状态出