部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件課件.ppt

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1、第十四章部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件PartiallyPrestressedConcreteFlexuralMembers?部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的概念與特點。?部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的受力特性。?實現(xiàn)部分預(yù)應(yīng)力的可行方法。?允許開裂的部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計計算。?配筋的構(gòu)造要求。本章的主要內(nèi)容：§14.1部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的概念與特點一、概述你知道全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中的不足嗎？?主梁的反拱大，以至于橋面鋪裝施工的實際厚度變化較大，易造成橋面損壞，影響行車順適；?預(yù)加力過大時，錨下混凝土橫向拉應(yīng)變超出極限拉應(yīng)變，出現(xiàn)沿預(yù)

2、應(yīng)力鋼筋方向不能恢復(fù)的裂縫。1、基本概念：介于全預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土之間的結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求施加適量的預(yù)應(yīng)力，配置普通鋼筋以保證承載力要求。2、特點：?充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用，利用普通鋼筋的作用;?允許在使用期間出現(xiàn)裂縫，擴大了應(yīng)用范圍;?設(shè)計人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)使用要求來選擇預(yù)應(yīng)力度的高低.一、彎矩－撓度關(guān)系曲線部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受力特性：?在荷載作用較小時，在自重與有效預(yù)加力作用下，它具有反拱度，但其值較全預(yù)應(yīng)力混凝土梁的反拱度小——線彈性；?隨著外加荷載作用增加，彎矩M達(dá)到B點，這時表示外荷載作用下

3、產(chǎn)生的梁下?lián)隙扰c預(yù)應(yīng)力反拱度相等，兩者正好相互抵消，此時梁的撓度為零——零撓度；?當(dāng)荷載增加，達(dá)到曲線2的C點時，外荷載作用產(chǎn)生的梁底混凝土拉應(yīng)力正好與有效預(yù)壓應(yīng)力互相抵消，使梁底受拉邊緣的混凝土應(yīng)力為零，此時相應(yīng)的外荷載作用產(chǎn)生的彎矩，稱為消壓彎矩——零應(yīng)力；?梁的下邊緣消壓后，繼續(xù)加載至D點，混凝土的邊緣拉應(yīng)力達(dá)到極限抗拉強度。達(dá)到D′點時表示構(gòu)件即將出現(xiàn)裂縫，此時相應(yīng)的彎矩就稱為部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂彎矩,它就相當(dāng)于相應(yīng)的鋼筋混凝土梁截面的抗裂彎矩，即=－——出現(xiàn)裂縫；?外荷載作用加大，從D′點開始

4、，裂縫開展，剛度繼續(xù)下降，撓度迅速增加。到達(dá)E點時，受拉鋼筋屈服。E點以后裂縫進(jìn)一步擴展，剛度進(jìn)一步降低，撓度增加速度更快，直到F點，這時構(gòu)件達(dá)到極限承載能力狀態(tài)而破壞——破壞。二、部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)分類：1、A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：在使用階段允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但“拉而無裂”。A類構(gòu)件的設(shè)計與全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)完全相同。2、B類部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：在使用階段允許裂縫出現(xiàn)，但“裂而有限”，裂縫寬度在限制范圍內(nèi)。三、實現(xiàn)部分預(yù)應(yīng)力的可行方法1、全部采用高強鋼筋，將其中的一部分張拉到最大容許應(yīng)力，保留其余一部分

5、作為非預(yù)應(yīng)力鋼筋;2、將全部預(yù)應(yīng)力鋼筋都張拉到一個較低的應(yīng)力水平。3、采用張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的混合配筋?！?4.2　B類部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計計算部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)與全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算有許多的相同點，也有一些特殊問題：?相同點：持久狀態(tài)正截面、斜截面承載力計算，局部承壓計算，預(yù)應(yīng)力損失估算。?不同點：使用階段截面的正應(yīng)力計算，裂縫寬度計算（驗算），變形計算，疲勞計算，截面配筋計算，構(gòu)造要求。一、使用階段截面的正應(yīng)力計算B類部分預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)在使用階段截面已經(jīng)開裂。開裂后截面的中性軸位

6、置和幾何特性取決于預(yù)加力的大小和位置，這使計算工作比較復(fù)雜。但從預(yù)應(yīng)力混凝土梁的彎矩－撓度曲線可以明確看出，梁開裂后仍具有一個良好的彈性工作階段，即開裂彈性階段。因此，部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁開裂后使用階段的應(yīng)力計算，仍采用彈性分析方法計算。1、彈性分析方法計算特點：?部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁截面開裂后的應(yīng)力狀態(tài)，與鋼筋混凝土大偏心受壓很相似。鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件截面開裂后，可以用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用荷載階段處于彈性受力的特點求解鋼筋應(yīng)力與混凝土應(yīng)力。但應(yīng)該注意到，當(dāng)外力為零時，鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件截面混凝土應(yīng)力

7、均等于零（稱為“零應(yīng)力”狀態(tài)）。?B類預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件截面上由作用產(chǎn)生的彎矩M,雖然可以用等效的偏心壓力來代替，但是偏心壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)，并不能直接用上述鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件求解應(yīng)力的方法來求解，這是因為部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件尚存在著預(yù)加力的作用，所以，即使截面上沒有作用，但是由于預(yù)加力的作用，梁的截面上已經(jīng)存在著由預(yù)加力所引起的混凝土正應(yīng)力。?鑒于鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件求解截面應(yīng)力的公式是在“零應(yīng)力”狀態(tài)下建立的，如果能把這個預(yù)加力引起的截面應(yīng)力的特點加以考慮，從計算方法上進(jìn)行某些處理，將截面上

8、由預(yù)加力引起的混凝土壓應(yīng)力退壓成“零應(yīng)力”狀態(tài)，暫時先消除預(yù)加力的影響，就可以借助大偏心受壓構(gòu)件的計算方法來求解截面上鋼筋和混凝土的應(yīng)力。?預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件開裂截面的應(yīng)力計算，就是把在作用彎矩和預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力共同作用下的受彎構(gòu)件，轉(zhuǎn)化為軸向力作用點距截面重心軸的鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行計算。對后張法預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁等超靜定結(jié)構(gòu)，上述外彎矩還應(yīng)計入由預(yù)加力引起的次彎矩?把簡單的問題復(fù)雜