部分预应力混凝土受弯构件课件.ppt

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1、第十四章部分预应力混凝土受弯构件PartiallyPrestressedConcreteFlexuralMembers部分预应力结构的概念与特点。部分预应力结构的受力特性。实现部分预应力的可行方法。允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的设计计算。配筋的构造要求。本章的主要内容：§14.1部分预应力结构的概念与特点一、概述你知道全预应力结构在工程应用中的不足吗？主梁的反拱大，以至于桥面铺装施工的实际厚度变化较大，易造成桥面损坏，影响行车顺适；预加力过大时，锚下混凝土横向拉应变超出极限拉应变，出现沿预

2、应力钢筋方向不能恢复的裂缝。1、基本概念：介于全预应力混凝土与普通钢筋混凝土之间的结构，根据要求施加适量的预应力，配置普通钢筋以保证承载力要求。2、特点：充分发挥预应力钢筋的作用，利用普通钢筋的作用;允许在使用期间出现裂缝，扩大了应用范围;设计人员可以根据结构使用要求来选择预应力度的高低.一、弯矩－挠度关系曲线部分预应力混凝土梁的受力特性：在荷载作用较小时，在自重与有效预加力作用下，它具有反拱度，但其值较全预应力混凝土梁的反拱度小——线弹性；随着外加荷载作用增加，弯矩M达到B点，这时表示外荷载作用下

3、产生的梁下挠度与预应力反拱度相等，两者正好相互抵消，此时梁的挠度为零——零挠度；当荷载增加，达到曲线2的C点时，外荷载作用产生的梁底混凝土拉应力正好与有效预压应力互相抵消，使梁底受拉边缘的混凝土应力为零，此时相应的外荷载作用产生的弯矩，称为消压弯矩——零应力；梁的下边缘消压后，继续加载至D点，混凝土的边缘拉应力达到极限抗拉强度。达到D′点时表示构件即将出现裂缝，此时相应的弯矩就称为部分预应力混凝土构件的抗裂弯矩,它就相当于相应的钢筋混凝土梁截面的抗裂弯矩，即=－——出现裂缝；外荷载作用加大，从D′点开始

4、，裂缝开展，刚度继续下降，挠度迅速增加。到达E点时，受拉钢筋屈服。E点以后裂缝进一步扩展，刚度进一步降低，挠度增加速度更快，直到F点，这时构件达到极限承载能力状态而破坏——破坏。二、部分预应力混凝土结构分类：1、A类部分预应力混凝土结构：在使用阶段允许出现拉应力，但“拉而无裂”。A类构件的设计与全预应力混凝土结构完全相同。2、B类部分预应力混凝土结构：在使用阶段允许裂缝出现，但“裂而有限”，裂缝宽度在限制范围内。三、实现部分预应力的可行方法1、全部采用高强钢筋，将其中的一部分张拉到最大容许应力，保留其余一部分

5、作为非预应力钢筋;2、将全部预应力钢筋都张拉到一个较低的应力水平。3、采用张拉的预应力钢筋与普通钢筋的混合配筋。§14.2　B类部分预应力混凝土受弯构件的设计计算部分预应力混凝土结构与全预应力混凝土结构的设计计算有许多的相同点，也有一些特殊问题：相同点：持久状态正截面、斜截面承载力计算，局部承压计算，预应力损失估算。不同点：使用阶段截面的正应力计算，裂缝宽度计算（验算），变形计算，疲劳计算，截面配筋计算，构造要求。一、使用阶段截面的正应力计算B类部分预应力受弯构在使用阶段截面已经开裂。开裂后截面的中性轴位

6、置和几何特性取决于预加力的大小和位置，这使计算工作比较复杂。但从预应力混凝土梁的弯矩－挠度曲线可以明确看出，梁开裂后仍具有一个良好的弹性工作阶段，即开裂弹性阶段。因此，部分预应力混凝土梁开裂后使用阶段的应力计算，仍采用弹性分析方法计算。1、弹性分析方法计算特点：部分预应力混凝土梁截面开裂后的应力状态，与钢筋混凝土大偏心受压很相似。钢筋混凝土大偏心受压构件截面开裂后，可以用钢筋混凝土结构在使用荷载阶段处于弹性受力的特点求解钢筋应力与混凝土应力。但应该注意到，当外力为零时，钢筋混凝土大偏心受压构件截面混凝土应力

7、均等于零（称为“零应力”状态）。B类预应力混凝土受弯构件截面上由作用产生的弯矩M,虽然可以用等效的偏心压力来代替，但是偏心压力所产生的应力效应，并不能直接用上述钢筋混凝土大偏心受压构件求解应力的方法来求解，这是因为部分预应力混凝土构件尚存在着预加力的作用，所以，即使截面上没有作用，但是由于预加力的作用，梁的截面上已经存在着由预加力所引起的混凝土正应力。鉴于钢筋混凝土大偏心受压构件求解截面应力的公式是在“零应力”状态下建立的，如果能把这个预加力引起的截面应力的特点加以考虑，从计算方法上进行某些处理，将截面上

8、由预加力引起的混凝土压应力退压成“零应力”状态，暂时先消除预加力的影响，就可以借助大偏心受压构件的计算方法来求解截面上钢筋和混凝土的应力。预应力混凝土受弯构件开裂截面的应力计算，就是把在作用弯矩和预应力钢筋及非预应力钢筋合力共同作用下的受弯构件，转化为轴向力作用点距截面重心轴的钢筋混凝土偏心受压构件进行计算。对后张法预应力连续梁等超静定结构，上述外弯矩还应计入由预加力引起的次弯矩把简单的问题复杂