混凝土结构设计原理95预应力混凝土受弯构件计算.pptVIP

第九章 预应力混凝土构件 第一类 判别完类型后可以列出两种类型的计算公式 利用正截面承截力，计算公式要求在已知M的条件下，确定As, A?s, Ap, A?p。当不配A? p时，可按构造确定As, A?s，利用基本公式求x和Ap；当配置A?p时，可先不考虑A?p，并按构造确定As及A?s，估算Ap，再按A?p = (0.15 ~ 0.25)Ap，再由公式计算??pn，计算Ap和A?p。 斜截面承载力计算： 受弯构件由于预应力的存在，阻滞了斜裂缝的出现和开展，增加了砼剪压区的高度和骨料咬合力，提高了斜截面抗剪强度Vp。 ? V ? Vcs + Vp Vp = 0.05Np0 Np0 ––– 计算截面上砼的法向预应力为零时，预应力钢筋和非预应力钢筋的合力。 Np0 = Ap?p0 + Ap?p0 – As?ls – As?ls 当 Np0 0.3fcA0 取 Np0 = 0.3fcA0 ? 过大的压力可能降低抗剪强度 当构件同时配有箍筋和弯筋时： V ? Vcs +VP + 0.8 fyAsbsin?s + 0.8 fpyApbsin?p 一般在公式中，Vp 、Vw 、 Vwp均已确定，按剪力设计值求得： 3. 先张法预应力砼受弯构件使用阶段的裂缝控制验算： 正截面裂缝控制验算： 裂缝控制等级： 一级 ?ck – ?pc ? 0 二级 ?ck – ?pc ? ft k ?cq– ?pc ? 0 三级 wmax ? wlim 斜截面抗裂验算： 主要措施是限制主拉应力和主压应力。 ? 限制主拉应力 严格不裂 ?tp ? 0.85ftk 一般不裂 ?tp ? 0.95ftk ? 限制主压应力 ?cp ? 0.6fck ?tp 和?cp 均可利用材力的公式求解。 传递长度和锚固区长度： 先张法和预应力是靠钢筋和砼之间的粘结作用传递的，因此需要一定的范围才能建立，在验算时应考虑这些因素的影响。 4. 预应力砼受弯构件使用阶段的变形验算： 预应力受弯构件由于预应力的作用产生反拱(向上的挠曲变形)，在使用荷载下产生的变形要抵消一部分反拱，所以预应力构件的变形将较普砼构件小一些。 ? 预应力作用产生的反拱： 式中 Np0 ––– 完成全部预应力损失后的预应力合力大小。 ? 荷载作用下的挠度计算： 按最小刚度原则，按结力的方法求： 按荷载短期效应组合计算并考虑荷载长期效应组合的影响。 ? 变形验算： 5. 预应力混凝土受弯构件施工阶段验算： ?cc、?ct是考虑与制作和运输、吊装阶级数一致时的最大拉应力和压应力。 例：先张法构件：制作阶级： 运输及安装阶级： 则要求： ? 不允许出现裂缝的构件 ?ct ? 1.0 f?tk ?cc ? 0.8 f?ck ? 当预拉区允许开裂构件，当预拉区不配置预应力钢筋时 ?ct ? 2.0 f?tk ?cc ? 0.8 f?ck b. 局部受压承载力计算： 为防止构件端部的局压破坏，配方格网式或螺旋式间接钢筋。 式中 ––– 体积配筋率 9.4 预应力 轴心受拉构件各个阶段的应力分析 9.4.1 轴心受拉构件各阶段应力分析 ? 放松预应力筋之前： ?pc = 0 ?p = ?com –?lI ?s = 0 ? 放松预应力筋之后： ?sI = ?con – ?lI –?e ?pcI ?sI = ?con ? ?pcI(压) 先张法 截面平衡条件： ?pI ? Ap = ?pcI ? Ap + ?sI ? As (?com–?lI –?p ?pcI ) Ap = ?pcI ? Ac + ?sI ? As 式中：A0 = Ac +?es ·As + ?e ·Ap －换算截面面积。 扣除孔道，钢筋等后的截面面积的砼截面面积。 ? 完成第二批损失之后： 非预应力筋：?sII=?Es?pcI (压) 预应力筋： ?pII=?con – ?l – ?Es?pcI 砼的有效预压应力，用于抗裂性验算 ?pcI、?pcII 可分别将Np =(?con – ?2)Ap看作外力除以构件的核算截面面积。 ? 考虑非预应力筋对预应力的影响： 非预应力筋阻止徐变，使砼产生拉应力，使?pcII降低： ?sII= ?Es?pcII + ?l5 使用阶段：受力过程的三个特征点： N ? Np0(?c =0) ?Np,cr(?c =ftk) ? Nu(fpy) ? 加载至砼应力为零： ?c= 0 ?s= ?l5 ?p= ?p0 = ?con – ?l Np0=?p0Ap – ?csAs=(?con – ?l)Ap – ?l5As=?pcII·A0 式中 Np0 ––– 消压轴力，抵消截面上混凝