第五讲预应力轴拉构件计算.pptVIP

2. 后张法轴心受拉构件各阶段的应力分析 1. 使用阶段的承载力计算 2. 使用阶段正截面裂缝控制验算 先张法预应力筋预应力传递长度 裂缝验算时计算截面的选取 6. 构造要求 即要求在载荷效应的准永久组合Nq(scq)下，克服有效预应力后，构件截面混凝土不允许开裂。 对于先张法或后张法轴心受拉构件均有 对环境类别为二a类的预应力混凝土构件： 三级－－允许出现裂缝的构件(新规范增加条文) 结构构件裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值(GB 50010-2010) 混凝土结构的环境类别(GB 50010-2010) ltr ltr 对光面预应力钢丝当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时，起点应从距构件末端0.25ltr处开始计算 裂缝验算时计算截面的选取 先张构件依靠粘结力传递预应力，因此，在构件端部需经过一段传递长度（传递长度内粘结应力的合力应等于预应力筋的有效预拉力）才能在构件中间区段建立不变的有效预应力。 ? ltr 粘结应力非均匀分布 ?pc ?pe 预应力筋及预应力混凝土应力简化分布示意 ltr处范围内预应力筋应力按线性插值求取 -----放张时预应力筋的有效预应力 -----预应力筋的公称直径 -----预应力筋的外形系数 -----与放张时混凝土立方体抗压强度fcu’相应的轴心抗拉强度标准值 基本原则：当沿构件长度方向各截面尺寸相同时，应取混凝土预压应力最小处： 先张法轴心受拉构件，两端预应力传递长度范围除外的中间段，所有截面混凝土预压应力spc均相同，抗裂能力也相同； 传递长度范围ltr内，混凝土预压应力由0逐渐增大至中间段的spc。由于杆端通常为节点区，截面尺寸较大，一般当节点区该构件的最小截面位于ltr内时，则有必要验算该截面的抗裂性能，相应的混凝土预压应力取值应在0与spc之间线性插值； 对于后张法轴心受拉构件，抗裂验算时计算截面的位置应取锚固端 一端张拉时，锚固端在构件的另一端 两端张拉时，锚固端则在构件长度的中点截面。 注意：先张法构件端部的预应力传递长度ltr与预应力筋的锚固长度la是两个不同的概念。 传递长度ltr：从预应力筋应力为零的端部到应力为spe的长度 锚固长度la：构件在外荷作用下达到承载能力极限状态时，预应力筋的应力达到抗拉强度设计值fpy，为了使预应力筋不致被拔出，预应力筋应力从端部的零到fpy的长度。 预应力筋的锚固长度la： -----预应力筋抗拉强度设计值 -----预应力筋的公称直径 -----预应力筋的外形系数 -----混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级大于C60时，按C60取值。 施工阶段构件计算截面混凝土承受的最大法向压应力 与各施工阶段混凝土立方体抗压强度f’cu 相应的抗压强度标准值，按线性内插法查表确定。 放松钢筋或张拉钢筋至控制应力时 ?cc ?cc 3. 施工阶段的承载力验算 先张法构件在放张时预压应力最大，后张法构件张拉至scon（超张拉时取相应应力值）时张拉端的预压应力最大 例题：某预应力混凝土屋架下弦杆，杆件长度21m，用后张法施加预应力，孔道直径为50mm，杆件截面尺寸和配筋如图所示，混凝土强度为C40，普通钢筋为HRB335(4B12) (As=452mm2)，预应力钢筋选用2根预应力螺纹钢筋2AT25(Ap＝982mm2,fptk=1230MPa),张拉时混凝土强度fcu’=40MPa，fck’=26.8MPa，轴向拉力设计值N=1100kN。 （1）使用阶段正截面承载力验算； （2）使用阶段正截面裂缝控制验算； （3）施工阶段混凝土预压应力是否满足要求。 (3)计算得到杆件在荷载标准组合和准永久组合下的轴向拉力设计值分别为：Nk＝1000kN，Nq＝900kN。 (4)验算用其它数据 C40混凝土 Ec＝3.25×104 MPa，ftk＝2.40MPa 预应力螺纹钢筋 fpy＝1080MPa， fptk＝1230MPa， Es＝2×105MPa 普通钢筋 fy＝300MPa， fyk＝335MPa， Ess＝2×105MPa 张拉控制应力取 (2)计算得到的预应力损失值为 说明(1)该下弦杆属三级裂缝控制等级构件，室内潮湿环境(2a类) 故使用阶段正截面承载力满足要求。 （2）使用阶段正截面抗裂验算 ① 截面几何特征 预应力钢筋 非预应力钢筋 【解】 （1）使用阶段正截面验算 求混凝土有效预压应力 （后张法构件σl下限值） 构