结构设计原理第13章预应力混凝土.pptVIP

13.1 概 述 　分析受力阶段，了解计算目的、内容与方法。 　构件受力可分为三个主要阶段： 1、施工阶段 2、使用阶段 3、破坏阶段 一、施工阶段 1）构件在制作、运输和安装施工中承受不同的荷载作用。 2）构件全截面参与工作并处于弹性工作阶段。 3）计算中采用混凝土的实际强度和相应的截面特性。 4）施工阶段依构件受力条件不同，又可分为： 　（1）预加应力阶段 （2）运输、安装阶段 二、使用阶段 1）使用阶段是指桥梁建成营运通车整个工作阶段。 2）偏心预加力Np和一、二期恒载G1、G2和活荷载Q。 3）截面的正应力为Np与以上各项荷载产生的应力之和。(基本处于弹性工作阶段） 4）应力钢筋中建立相对不变的预拉应力为永存预应力σpe 。 5）本阶段又可分为如下几个受力过程： 　1、加载至受拉边缘混凝土预压应力为零 1）构件仅在永存预加力Np，其下边缘混凝土的有效预压应力为σpc 。 2）至某一特定荷载，其下边缘混凝土的预压应力σpc恰被抵消为零，此时在控制截面上弯矩M0称为消压弯矩，则有： 　2、加载至受拉区裂缝即将出现 1）消压后继续加载，使受拉区混凝土应力达到ftk时的应力状态，即称为裂缝即将出现状态。 2）构件出现裂缝时的理论临界弯矩称为开裂弯矩Mcr 。 　 3、带裂缝工作特点： 1）继续增大荷载，截面下缘开始开裂，裂缝向截面上缘发展，梁进入带裂缝工作阶段。 2）在消压状态出现后，预应力混凝土梁的受力如同普通钢筋混凝土梁一样。 3）预应力混凝土梁的开裂弯矩Mcr要比同截面、同材料的普通钢筋混凝土梁的开裂弯矩Mcr,c大一个消压弯矩M0 ，故预应力混凝土梁在外荷载作用下裂缝的出现被大大推迟。 三、破坏阶段 1、只在受拉区配置预应力钢筋的适筋梁，破坏时，应力状态与钢筋混凝土构件相似，计算方法也基本相同。 2、正常配筋的范围内，预应力梁与同条件普通钢筋混凝土梁的破坏弯矩值几乎相同； 3、可见预应力混凝土结构不能创造出超越其本身材料强度能力之外的奇迹； 4、只能大大改善了结构在正常使用阶段的工作性能。 13.2 预应力混凝土受弯构件承载力计算 　 持久状况承载力极限状态计算包括 1、正截面承载力计算； 2、斜截面承载力计算； 3、作用效应组合采用基本组合。 　一、正截面承载力计算 　 １、计算假定 1）含筋量适当时，构件正截面破坏一般为适筋梁破坏； 2）受拉区预应力、非预应力钢筋分别取其的fpd和fsd。 3）受压区砼应力用等效的矩形应力代替曲线分布并取fcd。 4）受压区非预应力钢筋取其抗压强度设计值f’sd。 2、受压区不配置预应力钢筋的矩形截面 1）计算简图 2）基本公式 （1）求受压区高度x 为防止出现超筋梁及脆性破坏，预应力混凝土梁的 截面受压区高度x应满足《公路桥规》的规定： 预应力混凝土梁相对界限受压区高度 上表中相对界限受压区高度按下式计算确定： （2）正截面承载力计算 求得受压区高度x值后，可得正截面抗弯承载力并应满足： 2、受压区配置预应力、非预应力钢筋的矩形截面 与普通钢双筋矩形截面构件的抗弯承载力计算相似。 按下式计算： 或者 1）计算简图: 2）基本公式 （1）受压区高度x由有下式可求解 所得的受压区高度x，也应满足《公路桥规》的规定： (2）正截面承载力计算： 3、T形截面受弯构件 1）先按下列条件判断属于哪一类T形截面 c、当符合上述条件时为第一类T形截面，可按宽度为 的矩形截面计算 d、当不符合上述条件时，表明中性轴通过梁肋，为第二 类T形截面，计算时需考虑梁肋受压区混凝土的工作[如 上图]，计算公式为： 2）求受压区高度x 3）承载力计算 适用条件与矩形截面一样。计算步骤与非预应力混凝土梁类似。 以上公式也适用于工字形截面、冂形截面等情况。 二、斜截面承载力计算 1、斜截面抗剪