同济大学混土课件第9章.ppt

(2) 正截面受弯承载力计算 图9-28 矩形截面受弯构件正截面承载力计算 混凝土受压区高度应符合下列适用条件 当x＜2a′时，正截面受弯承载力可按下列公式计算： 图9-29 矩形截面预应力混凝土受弯 构件垂直截面当x＜2a′时的计算简图 当σpe’为拉应力时，取x=2as’， 见图9-29。 2 受弯构件施工阶段的验算 图9-30 预应力混凝土受弯构件 (a)制作阶段；(b)吊装阶段；(c)使用阶段 图9-31 后张法预应力 混凝土构件施工阶段验算 简支构件端部区段截面预拉区边缘纤维的混凝土拉应力允许大于ftk；但不应大于1.2ftk’ 截面边缘的混凝土法向应力σct、σcc可按下式计算： 3 受弯构件的变形验算 预应力受弯构件的挠度由两部分叠加而成：一部分是由荷载产生的挠度f1l，另一部分是预加应力产生的反拱f2l。 (1)荷载作用下构件的挠度f1l 挠度f1l可按一般材料力学的方法计算，即 其中截面弯曲刚度B应分别按下列情况计算： 1)按荷载标准组合下的短期刚度，可由下列公式计算： 对于使用阶段要求不出现裂缝的构件 对于使用阶段允许出现裂缝的构件 对预压时预拉区出现裂缝的构件，Bs应降低10%。 2)按荷载标准组合并考虑预加力长期作用影响的刚度，可按第8章截面刚度B公式计算，其中取θ=2.0。 (2)预加力产生的反拱f2l 预应力混凝土构件在偏心距为ep的总预压力Np作用下将产生反拱f2l，其值可按结构力学公式计算，即按两端有弯矩(等于Npep)作用的简支梁计算。设梁的跨度为l，截面弯曲刚度为B，则 1)构件施加预应力引起的反拱值 按荷载标准组合，B=0.85EcI0计算，此时的Np及ep均按扣除第一批预应力损失值后的情况计算，后张法构件为NpⅠ、epnⅠ。 2)使用阶段的预加力反拱值 在使用阶段由于预应力的长期作用，预压区混凝土的徐变变 形使梁的反拱值增大，故使用阶段的预加力反拱值可按刚度B=EcI0计算，并应考虑预压应力长期作用的影响。 此时Np及ep应按扣除全部预应力损失后的情况计算，后张法构件为NpⅡ、epnⅡ。简化计算时，可将计算的反拱值乘以增大系数2.0。 (3)挠度计算 由荷载标准组合下构件产生的挠度 扣除预应力产生的反拱，即为预应力受弯构件的挠度： 图9-32 预应力混 凝土受弯构件设计步骤框图 9.4 预应力混凝土构件的构造要求 1 截面形式和尺寸 预应力轴心受拉构件通常采用正方形或矩形截面。预应力受弯构件可采用T形、I形及箱形等截面。 为了便于布置预应力筋以及预压区在施工阶段有足够的抗压能力，可设计成上、下翼缘不对称的I形截面，其下部受拉翼缘的宽度可比上翼缘狭些，但高度比上翼缘大。 截面形式沿构件纵轴也可以变化，如跨中为I形，近支座处为了承受较大的剪力并能有足够位置布置锚具，在两端往往做成矩形。 由于预应力构件的抗裂度和刚度较大，其截面尺寸可比钢筋混凝土构件小些。对预应力混凝土受弯构件，其截面高度h=l/20～l/14，最小可为l/35(l为跨度)，大致可取为钢筋混凝土梁高的70%左右。翼缘宽度一般可取h/3～h/2，翼缘厚度可取h/10～h/6，腹板宽度尽可能小些，可取h/15～h/8。 2预应力纵向钢筋及端部附加竖向钢筋的布置 直线布置：当荷载和跨度不大时，直线布置最为简单，见图9-33(a)，施工时用先张法或后张法均可。 曲线布置、折线布置：当荷载和跨度较大时，可布置成曲线形(图9-33b)或折线形(图9-33c)，施工时一般用后张法，如预应力混凝土屋面梁、吊车梁等构件。 图9-33 预应力钢筋的布置 (a)直线形；(b)曲线形；(c)折线形 当构件端部的预应力筋需集中布置在截面的下部或集中布置在上部和下部时，应在构件端部0.2h(h为构件端部的截面高度)范围内设置防端面裂缝的附加竖向焊接钢筋网、封闭式箍筋或其他形式的构造钢筋，且宜采用带肋钢筋，其截面面积应符合下列规定： 当e＞0.2h时，可根据实际情况适当配置构造钢筋。 当端部截面上部和下部均有预应力筋时，附加竖向钢筋的总截面面积应按上部和下部的预应力合力分别计算的较大值采用。 在构件端面横向也应按上述方法计算抗端面裂缝钢筋，并与上述竖向钢筋形成网源筋配置。 3 普通纵向钢筋的布置 预应力构件中，除配置预应力筋外，为了防止施工阶段因混凝土收缩、温差及预加力过程中引起预拉区裂缝以及防止构件在制作、堆放、运输、吊装时出现裂缝或减小裂缝宽度，可在构件截面(即预拉区)设置足够的普通钢筋。 在后张法预应力混凝土构件的预拉区和预压区，宜设置纵向普通构造钢筋；在预应力筋弯折处，应加密箍筋或