预应力受弯构件的设计与计算课件.ppt

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1、第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算因为预加力的存在，对受力过程有所影响本章针对全预应力混凝土和A类部分预应力砼构件（使用阶段截面上没有裂缝）按三个阶段：施工阶段，使用阶段，破坏阶段概述§13.113.1.1施工阶段这一过程处于弹性工作阶段，可以直接采用材料力学的公式进行计算分为预加应力阶段和运输、安装阶段注意计算时，不同时期采用的截面特性不同预加应力阶段从预加应力开始至预加应力结束（即传力锚固）为止的受力阶段。主要受预加力和恒荷载作用计算要求：（1）受弯构件控制截面上、下边缘混凝土最大拉、压应力不超过规定

2、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力，并保证梁体不出现水平裂缝。运输、安装阶段主要受仍然是预加力和恒荷载作用，但预应力损失增加，故实际预加力比第一阶段要小恒载需要乘以动力系数按照起吊位置、支承点的不同，验算控制截面的上、下边缘的拉应力桥梁建成营运通车整个工作阶段各项预应损失全部完成，并在预应力钢筋中建立起相对不变的预拉应力，这个预拉力用符号σpe来表示。构件仅在永存预加力Np的作用下（此时预应力钢筋的应力为σpe），相应此时其下边缘混凝土的有效预压力为σpc。加载到某一特定荷载时

3、，其下边缘混凝土预压应力σpc恰好被抵消为零，这一特点荷载M0被称为消压荷载。13.1.2使用阶段1、加载至受拉边缘混凝土预压应力为零由公式表达如下定义从混凝土受拉区边缘应力从零增加到ftk所需的外弯矩用表示Mcr，c，则受压区下边缘在继续加载状态下，应力会继续增加，当增加到ftk时，此外外荷载称为开裂弯矩Mcr。2、加载至受拉区裂缝即将出现3、带裂缝工作阶段和普通钢筋混凝土构件是一样的。计算方法也一样，破坏时大小也一样。预应力砼不能提高强度，保是改善使用正常阶段的工作性能！13.1.3破坏阶段承载力计算属于承载

4、力极限状态，采用设计值和第三、四章区别不大，只是增加了一项Ap和fpd预应力混凝土受弯构件承载力计算§13.213.2.1正截面承载力计算仍然采用三个基本假定，仍然可能有三种破坏形态，1、受压区不配钢筋的矩形截面受弯构件仍以适筋梁为设计依据计算公式矩形截面:ApAsh0ApfpdAsfsdfcdx矩形截面:Ap’ApAs’Ash0ap’as’As’fy’Ap’σp’ApfpyAsfyα1fcx1、受压区配钢筋的矩形截面受弯构件预应力损失σl：设计预应力混凝土受弯构件时，由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，钢

5、筋中的预拉应力会逐渐减少，这种现象称之。预加力的计算预应力损失的估算§13.313.31.张拉控制应力σcon张拉控制应力σcon：是指预应力筋张拉时需要达到的应力。为充分发挥预应力筋的的优势，σcon宜定得高些，以便混凝土获得较高的预压应力，提高混凝土构件的抗裂性，减少变形。1.张拉控制应力σcon张拉控制应力过高会出现以下问题：1、可能引起钢丝破断；2、预应筋的应力松驰会增大；3、构件会更容易脆裂。对钢丝、钢铰线钢于精轧螺纹钢筋2.预应力损失预应力损失◆预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因

6、，预应力筋中应力会从scon逐步减少，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。◆由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此，预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。◆过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不利影响。2.预应力损失由于预应力的通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有：◆锚固损失：锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移。◆摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道壁之间的摩擦，先张法预应

7、力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，也会使张拉应力造成损失。◆混凝土的收缩和徐变引起的损失。◆松弛损失：◆温差损失：先张法中的热养护引起的温差损失。◆弹性压缩损失：混凝土弹性压缩，后张法中后拉束对先张拉束造成的压缩变形而产生分批张拉损失等。（1）锚固损失sl2预应力筋张拉后锚固时，由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚具种的内缩引起的预应力损失记为sl1。对直线预应力筋，2.预应力损失（2）摩擦损失sl1摩擦损失是指在后张法张拉钢筋时，由于预应力筋与周围接触的混凝土或套管之间存在摩擦，引起预应力筋应力随距张拉

8、端距离的增加而逐渐减少的现象。直线预应力筋曲线预应力筋2.预应力损失（2）摩擦损失sl2计算公式：减速少措施：（1）（2）2.预应力损失(3)热养护损失sl3为缩短先张法构件的生产周期，常采用蒸汽养护加快混凝土的凝结硬化。升温时，新浇混凝土尚未结硬，钢筋受热膨胀，但张拉预应力筋的台座是固定不动的，亦即钢筋长度不变，因此预应力筋中的应力随温度的增高而降低，产生预应力损失sl