混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件第13章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的設(shè)計與計算

1、13.1 概述,施工階段,預(yù)加力階段,計算要求：,受彎構(gòu)件控制截面上、下緣混凝土的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力不超過規(guī)范規(guī)定。,控制預(yù)應(yīng)力筋的最大拉應(yīng)力。,保證錨固區(qū)混凝土局部承壓承載力滿足要求，并保證梁體不出現(xiàn)水平縱向裂縫。,安裝、運輸階段,構(gòu)件仍受預(yù)加力和一期恒載的作用，但應(yīng)注意：,預(yù)應(yīng)力損失繼續(xù)增加。,一期恒載應(yīng)計入動力系數(shù)。,構(gòu)件在運輸及安裝過程中，受力模式可能發(fā)生改變，應(yīng)根據(jù)實際施工情況進行驗算。,使用階段,受力過程,加載至混凝土受拉邊緣混凝土預(yù)壓應(yīng)力為零。,加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)。,帶裂縫工作。,破壞階段,13.2 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件承載力計算,13.2.1 正截面承載力計算,受壓區(qū)

2、不配置鋼筋的矩形截面受彎構(gòu)件。,受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的矩形截面,受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力。,先張法構(gòu)件：,后張法構(gòu)件：,計算簡圖,受壓區(qū)高度,應(yīng)滿足：,正截面承載力計算,T形截面受彎構(gòu)件,判斷T形截面類型,截面復核,截面設(shè)計,若為第二類T形截面，則重新求受壓區(qū)的高度,承載力計算,13.2.2 斜截面承載力計算,斜截面抗剪承載力計算,斜截面內(nèi)混凝土和箍筋共同的抗剪承載力設(shè)計值,預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的抗剪承載力設(shè)計值。,斜截面抗彎承載力計算,13.3 預(yù)加力的計算預(yù)預(yù)應(yīng)力損失的估算,鋼筋的張拉控制應(yīng)力,鋼絲、鋼絞線：,精軋螺紋鋼,鋼筋預(yù)應(yīng)力損失的估算,預(yù)應(yīng)力筋與管道之間的摩擦引起的應(yīng)力損失,（1

3、）彎道影響引起的摩阻力,(2)管道偏差引起的摩擦力,（3）彎道部分總的摩阻力,（4）鋼筋計算截面處因摩擦力引起的應(yīng)力損失,減小l1的措施：,采用兩端張拉，減小值及管道的長度x值。,采用超張拉。,鋼絞線束：,鋼絲束,錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失,直線形管道,曲線形管道,簡化計算方法,若 時,影響長度,若 時,減小方法,采用超張拉,選用變形小的錨具,鋼筋與臺座之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失,減小應(yīng)力損失方法：,采用二次升溫的方法。,混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失,先張法構(gòu)件,后張法構(gòu)件,取按應(yīng)力計算需要控制的截面作為全梁平均截面進行計算，其余截面不另計算。簡支梁可取l/4截面。,假定同一

4、截面內(nèi)所有的預(yù)應(yīng)力鋼筋，都集中布置于其合力作用點處，并假定各批預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉力都相等，其值等于各批鋼筋張拉力的平均值。,以同一截面上全部預(yù)應(yīng)力筋重心處混凝土彈性壓縮應(yīng)力損失的總平均值，作為各批鋼筋由混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失值。,鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失,特征：,鋼筋的初應(yīng)力越高，其應(yīng)力損失愈甚。,鋼筋的松弛量大小主要與鋼筋的品質(zhì)有關(guān)。,鋼筋的松弛與時間有關(guān)。,采用超張拉，可使鋼筋的應(yīng)力松弛減小40-60,鋼筋的松弛隨溫度的增加而增加。,松弛引起的應(yīng)力損失。,精軋螺紋鋼,預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線,混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失值為：,受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力

5、損失值為：,13.3.3 鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力計算,傳力錨固時的損失,先張法構(gòu)件,后張法構(gòu)件,傳力錨固后的損失,先張法構(gòu)件,后張法構(gòu)件,預(yù)加力階段,使用階段,有效預(yù)應(yīng)力,13.4 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力計算,13.4.1短暫狀況應(yīng)力計算,計算階段,制作、安裝、運輸階段,作用種類,預(yù)應(yīng)力、構(gòu)件自重、施工荷載,驗算位置,正截面、斜截面,預(yù)加力階段的計算,作用效應(yīng)及特征：,控制截面的位置：,對于簡支梁而言，其受力最不利截面往往在支點附近。特別是直線形配筋的等截面簡支梁，支點上緣的拉應(yīng)力，常常成為計算的控制。,先張法構(gòu)件,預(yù)加力階段截面上、下緣正應(yīng)力。,后張法構(gòu)件,預(yù)加力階段截面上、下緣正應(yīng)力。,運輸

6、、安裝階段應(yīng)力計算,施工階段混凝土的限制應(yīng)力,混凝土的壓應(yīng)力。,混凝土的拉應(yīng)力。,13.4.2 持久狀況的應(yīng)力計算,計算內(nèi)容,計算使用階段截面混凝土法向壓應(yīng)力、混凝土的主應(yīng)力和受拉區(qū)鋼筋的拉應(yīng)力。,作用的特點,預(yù)應(yīng)力損失已全部完成，有效預(yù)應(yīng)力最小，計算時作用（荷載）取標準值，汽車荷載計入沖擊系數(shù)，預(yù)加力效應(yīng)應(yīng)考慮在內(nèi)，所有荷載分項系數(shù)取1.0。,計算位置,取控制截面進行計算。,正應(yīng)力計算,先張法構(gòu)件,構(gòu)件上緣產(chǎn)生的法向壓應(yīng)力為：,預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉力,后張法構(gòu)件,構(gòu)件上緣產(chǎn)生的法向壓應(yīng)力為：,預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉力,混凝土主應(yīng)力計算,先張法,后張法,先張法,后張法,持久狀況的鋼筋和混凝土的應(yīng)力限

7、值,使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土的最大壓應(yīng)力，應(yīng)滿足：,使用階段受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力值,鋼絲、鋼絞線,精軋螺紋鋼,使用階段混凝土的主應(yīng)力限值,13.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂驗算,13.5.1正截面抗裂性驗算,作用（荷載）短期效應(yīng)組合下構(gòu)件邊緣混凝土的正應(yīng)力,預(yù)加力作用下構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力。,先張法構(gòu)件,后張法構(gòu)件,作用的短期效應(yīng)產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力：,先張法構(gòu)件,后張法構(gòu)件,長期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力,混凝土正應(yīng)力限值,全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用的短期效應(yīng)組合下：,A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在作用的短期效應(yīng)組合下：,A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)