混凝土结构设计原理教学课件作者关萍第10章课件.pptVIP

学习要求 掌握预应力混凝土结构的基本概念、施加预应力的方法。 掌握各项预应力损失值的意义和计算方法、预应力损失值的组合； 掌握预应力轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求； 了解预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求； 了解部分预应力混凝土构件及无粘结预应力混凝土构件的设计计算要点。 10.5 预应力混凝土受弯构件的计算 10.5.1 受弯构件的应力分析 一、施工阶段 1、先张法构件 2、后张法构件 二、使用阶段 ◆ 无论是先张法还是后张法，施加外弯矩M后，预应力筋与混凝土是共同变形的。 ◆ 因此在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学按换算截面惯性矩I0来确定由弯矩产生的截面应力，即 拉为正 1、消压弯矩M0 当外弯矩M产生的截面受拉边缘的拉应力sc恰好抵消混凝土的预压应力spc时，这时的弯矩称为消压弯矩M0， W0b为换算截面对受拉边缘的弹性抵抗矩 梁底边应力 2、开裂弯矩Mcr gm=0.256×6=1.536 截面抵抗矩塑性系数，与截面形状和截面高度有关 10.5.2 受弯构件使用阶段正截面承载力计算 1、破坏阶段的截面应力状态 随着荷载增加，如果x≤xb，受拉区预应力筋先达到屈服强度，受压边缘混凝土达到极限压应变ecu，截面达到受弯极限状态，其截面应力分布与钢筋混凝土受弯构件类似，但有以下几点不同之处： a. 界限破坏时截面相对受压区高度xb的计算 0 p e s p e e  -  0 py e xc e cu 界限破坏时 截面应变分布 设预应力钢筋合力作用点处混凝土预压应力为零时，预应力钢筋的应力为 ，预拉应变为 ，破坏时的应力增量为 ，应变增量为 根据平截面假定 0 p e s p e e  -  0 py e xc e cu 界限破坏时 截面应变分布 h0 设界限破坏时，界限受压区高度为xb，则有x=xb=b1xc 对无明显屈服点的钢筋，根据条件屈服点的定义，钢筋达到条件屈服点的拉应变 b. 任意位置处预应力钢筋及非预应力钢筋应力的计算 设的i根预应力钢筋的预拉应力为 ，到混凝土受压边缘的距离为hoi，由平截面假定，可得 近似公式为 c. 受压区预应力钢筋应力的计算 先张法构件 先张法构件 2、正截面受弯承载力的计算 适用条件 当 时，取 10.5.3 受弯构件使用阶段正截面抗裂度验算 对使用阶段不允许出现裂缝受弯构件，其正截面抗裂度根据裂缝控制等级的不同要求，进行受拉边缘应力的验算： a、一级－严格要求不出现裂缝的构件，在荷载效应的标准组合下应符合下列规定。 b、二级－一般要求不出现裂缝的构件，在荷载效应的标准组合下应符合下列规定： 在荷载效应的准永久组合下应符合下列规定： c、三级－允许出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响时，构件的最大裂缝宽度应满足规定的限值。 －构件受力特征系数 N p0 e p (Ap+As)ss C M k e N p0 10.5.4 受弯构件施工阶段的验算 预应力混凝土受弯构件在制作、运输和安装等施工阶段的受力状态于使用阶段的情况是不同的。因此，有时其受力是不利的，应仔细考虑在施工阶段的荷载作用形式和受力情况，保证在施工阶段的安全性和可靠性。 因此，应根据施工阶段构件的受力情况，验算施工阶段构件的承载力，保证其安全性。 《规范》采用限制边缘纤维混凝土应力值的方法，来满足预拉区不允许或允许出现裂缝的要求，同时保证预压区的抗压强度。 在制作、运输及安装施工阶段，按施工阶段荷载标准值组合计算得到的截面上混凝土的拉应力sct和压应力scc应满足下列要求： 对施工阶段不容许出现裂缝的构件， 对施工阶段容许出现裂缝的构件， Nk、Mk为构件自重和施工阶段荷载的标准组合产生的轴向力和弯矩值。 10.5.5 受弯构件的变形验算 预应力混凝土受弯构件的挠度由两部分叠加而成：一部分为使用荷载产生的挠度f1l；另一部分为预应力所产生的反拱f2l。构件最终挠度为 f = f1l - f2l 1、荷载作用下构件的挠度f1l 对使用阶段不出现裂缝的构件，短期抗弯刚度取 Bs=0.85EcI0