第五讲 预应力轴拉构件计算ppt课件.ppt

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1、第五讲预应力轴拉构件计算现代预应力混凝土结构ModernPrestressedConcreteStructures§5-1预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析预应力混凝土轴心受拉构件各阶段应力分析预应力混凝土轴心受拉构件从张拉钢筋开始直至构件破坏，截面中钢筋和混凝土应力的变化分为两个阶段：施工阶段和使用阶段。构件内存在两个力系：内部预应力（施工制作时施加）和外载荷（使用阶段施加）。1.先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析施工阶段----张拉钢筋sconApsconAp（1）施工阶段2施工阶段----放松钢筋，完成第一批预应力损失pc

2、IA0:构件换算截面面积A:构件毛截面面积（b×h）先张法构件放松预应力钢筋时，混凝土受到的预压应力达到最大值，此时的应力状态可作为施工阶段对构件进行承载力计算的依据，此外，spcI还用于计算sl5pe3pcIIspcII为先张法构件中最终建立的混凝土有效预压应力施工阶段----完成第二批损失假定非预应力筋由于混凝土收缩、徐变引起的压应力增量与预应力筋的该项预应力损失值相同(等价于预应力筋由于徐变和收缩产生的变形=非预应力筋由于混凝土收缩和徐变产生的变形)：变形协调pe4使用阶段----加载至混凝土预压应力被抵消时pc=0

3、N0（2）使用阶段此时，构件截面上混凝土的应力为零，相当于普通钢筋混凝土构件还没有受到外载荷的作用，但预应力混凝土构件能承担外载荷产生的轴向拉力N0，故N0称为消压拉力5使用阶段----加载至混凝土即将开裂ftkNcrNcr可作为使用阶段对构件进行抗裂度验算的依据6使用阶段----加载直至构件破坏NuNu可作为使用阶段对构件进行承载能力极限状态计算的依据7施工阶段----在构件上张拉预应力筋至scon，同时压缩混凝土pc2.后张法轴心受拉构件各阶段的应力分析作为施工阶段对构件进行承载力验算的依据沿构件方向各截面sl2数值不等8

4、pcI施工阶段----完成第一批预应力损失spcI用于计算sl5张拉完毕并锚固于构件上，完成第一批损失pe9pcII施工阶段----完成第二批预应力损失spcII为后张法轴心受拉构件中最终建立的混凝土有效预压应力10使用阶段----加载至混凝土中的预压应力被抵消时pc=0N0（2）使用阶段与先张法spcII形式相同，但两者spcII的计算不同11使用阶段----继续加载至混凝土即将开裂ftkNcr作为使用阶段对构件进行抗裂度验算的依据12加载阶段----加载到破坏Nu作为使用阶段对构件进行承载能力极限状态计算的依据构件的净截

5、面面积An:非预应力筋换算成的具有同样变形性能的混凝土面积与混凝土截面面积Ac之和。构件的换算截面面积A0:预应力筋和非预应力筋都换算成具有同样变形性能的混凝土面积后与混凝土截面面积Ac之和。13钢筋应力先张法和后张法的对比施工工艺受力阶段先张法预应力筋非预应力筋后张法预应力筋非预应力筋完成第一批损失完成第二批损失加载至消压加载至开裂a.非预应力筋相应时刻的应力公式形式都相同（非预应力筋与混凝土变形协调的起点均为混凝土应力等于0时）b.预应力筋应力公式中后张比先张的相应时刻多aEspc。后张构件在张拉预应力筋过程中，混凝土的弹性压

6、缩引起的预应力筋应力变化已融入测力仪表读数，即两者预应力筋与混凝土变形协调的起点不同14在施工阶段，spcI和spcII的计算公式，先张法和后张法的形式相似，差别在于：先张法用A0，后张法采用An先张法后张法先张法和后张法的对比求spcI时，令sl=slI，sl5=0混凝土应力求spcII时，令sl=slI+slII15计算spc时，可将一个轴心压力Np作用于构件截面，然后按材料力学公式计算。这一结论可以推广用于计算预应力混凝土受弯构件中的混凝土预应力，只需将Np改为偏心压力。16预应力钢筋始终处于高拉应力状态，而混凝土在轴向拉力

7、达到N0之前始终处于受压状态；使用阶段，构件各特定时刻轴向拉力N0、Ncr、Nu的公式形式均相同。无论先张后张均采用换算截面面积A0计算。只是计算N0、Ncr时两种方法的spcII（施工阶段建立）计算不同；从公式上看当材料和截面尺寸相同时，预应力混凝土与钢筋混凝土轴心受拉构件的极限承载力相同，而与预应力的存在及大小无关，即施加预应力没有提高轴心受拉构件的承载力，但普通钢筋混凝土构件因裂缝过大已不能满足使用要求。由可知，预应力混凝土构件比同条件的普通混凝土构件的开裂荷载提高了N0，但出现裂缝时的荷载值与破坏荷载值比较接近，延性较差；

8、17一先张法轴心受拉预应力构件，截面为b×h=120×200mm,预应力钢筋截面面积Ap=804mm2，强度设计值fpy=700MPa，弹性模量Es=1.8×105MPa，混凝土为C40级（ftk=2.40MPa，Ec=3.25×104MPa），完