预应力混凝土构件承载能力极限状态计...课件.pptVIP

5 预应力混凝土构件承载能力极限状态计算 本章为重点章节，主要介绍了受弯、受拉、受剪、受扭、截面计算，局压承载力和冲切承载力计算，以及构件的疲劳验算。 重点掌握：各种不同受力形式的截面计算，局压和冲切承载力计算及疲劳验算。 5.1 一般规定《混凝土结构设计规范-2002》 5.2 受弯截面计算 5.3 受拉截面计算 5.4 受剪截面计算 5.5 受扭截面计算 5.6 局压承载力计算 5.7 受冲切承载力计算 5.8 疲劳验算 5.1 《规范-2002》一般规定 5.1.1 基本假定 （1）混凝土构件截面应变保持平面； （2）不考虑混凝土的抗拉强度； （3）混凝土受压的应力－应变关系满足响应的假设（P62）。 5.1.2 受压区混凝土的等效矩形应力图 5.1.3 相对界限受压区高度的计算 5.1.4 纵向钢筋应力计算 5.1.5 由预应力产生的混凝土法向应力与预应力筋应力计算 5.1.6 预应力筋与非预应力筋的合力及合力的偏心矩 5.4 受剪截面计算 5.4.1 预应力对受剪截面的有利作用 与普通混凝土相比，预应力混凝土抗裂性能好，并且有较高的抗剪承载力。 主要原因： （1）裂缝出现前，预压应力减小了主拉应力，并且改变了主拉应力的作用方向，提高了受剪截面的抗裂性，而且因斜裂缝倾角的减小而增大了水平投影长度，从而提高了箍筋的抗剪作用。 （2）裂缝出现后，预压应力能够阻滞裂缝的开展，减小裂缝宽度，减缓斜裂缝沿截面高度发展，增大减压区的高度，加大斜裂缝之间骨料的咬合作用。 （3）受剪截面中的曲线预应力筋的竖向分力可以部分抵消荷载剪力。 但是，预应力对提高截面抗剪承载力的作用是有限的，当预压力与混凝土轴心抗压强度之比为0.3-0.4时，这种作用反而有下降趋势。 此外，试验表明，预压力混凝土受剪截面的破坏形态与普通混凝土受剪截面无明显区别，剪跨比、腹板配筋率是影响破坏形态的主要因素。 剪切破坏形态主要包括三种： （1）斜压破坏——脆性破坏； （2）斜拉破坏； （3）剪压破坏——延性破坏； 5.4.2 受剪计算公式 1、矩形截面受弯构件，构件上最大剪力设计值： 当hw/b≤4时，V ≤0.25βcfcbh0 ; 当hw/b≥6时，V ≤0.20βcfcbh0 ; 当4 hw/b 6时，按线性内插。 βc——混凝土强度影响系数；C50以下取1.0，C80时取0.8，其间按直线内插； b——矩形截面宽度； h0——截面有效高度； hw——截面腹板高度，矩形截面即为截面有效高度。 2、计算截面剪力设计值时，计算截面的选取： （1）支座边缘处截面，见图（a）、（b）中1-1； （2）受拉区弯起钢筋弯起点处的截面，图（a）中2-2、3-3； （3）箍筋截面面积或间距改变处的截面，图（b）中4-4； （4）腹板宽度改变处截面。 3、矩形截面受弯构件仅配箍筋是，斜截面的抗剪承载力： V ≤Vcs+Vp Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s Vp=0.05Np0 Vcs——构件斜截面混凝土和钢筋的受剪承载力； Vp——预加力所提高的构件受剪承载力； Np0——计算截面上混凝土法向预压力等于零时纵向预应力筋和非预应力筋的合力，当其大于0.3fcA0时，取Np0＝0.3fcA0 ，A0为构件截面换算面积。 4、配置箍筋和弯起钢筋矩形截面构件的抗剪承载力： V≤Vcs+Vp+0.8fyAsbsinas+0.8fpyApbsinap 5、无须进行斜截面抗剪承载力验算的条件： 矩形截面的一般弯起构件：V ≤0.7ftbh0+0.05Np0 集中荷载作用下的独立梁： V ≤1.75ftbh0/(1+λ)+0.05Np0 5.5 受扭截面计算 5.5.1 预压力对受扭截面的有利作用 受扭构件种类：（1）平衡扭转，它的扭矩的大小与该构件的抗扭刚度无关，（2）协调扭转构件，它的扭矩的大小取决于构件的抗扭刚度。 施加预压力可以推迟受扭截面的斜裂缝的出现，提高构件的抗扭承载力。 5.5.2 截面抗扭承载力计算公式 1、在弯、剪、扭共同作用下，矩形截面构件的截面限值条件： （P73） 2、不进行截面受扭承载力计算的条件：（P73） 3、矩形截面纯扭构件的受扭承载力； 4、轴向压力和扭矩共同作用下的受扭承载力； 5、剪、扭共同作用下的受扭承载力； 6、弯、剪、扭共同作用下的受扭承载力。 5.7 受冲切承载力计算 5.7.1 预压力