结构设计原理 cha14.ppt

交通学院 结构工程系 雷建平 第十四章 部分预应力砼受弯构件 14-1 部分预应力混凝土结构的受力特点 一、预应力构件的分类 1.预应力度： M0—消压弯矩 2.部分预应力混凝土构件的分类： 在荷载效应的短期组合下满足： 在荷载效应的准永久组合下满足： （1）预加力后有反拱：但比全预应力混凝土反拱小 二、部分预应力混凝土构件的受力特性： （2）载荷增加至挠度为0： （此时底部应力=？） （3）继续增加至底部应力为0—消压弯矩M0 （4）后面同普通钢筋混凝土：破坏时挠度介于全预应力混凝土和普通钢筋混凝土之间 14-2 部分预应力混凝土结构的发展与特点 有限或部分预应力混凝土介于全预应力混凝土和钢筋混凝土之间，有很大的选择范围，设计者可根据结构的功能要求和环境条件，选用不同的预应力值以控制构件在使用条件下的变形和裂缝，并在破坏前具有必要的延性，因而是当前预应力混凝土结构的一个主要发展趋势。 一、部分预应力构件的发展 1939即有此思想，2-30年后的1962-1970年才正式提出 二、部分预应力构件的特点 1）节省预应力钢筋和锚具 2）改善结构性能： （1）反拱度减小，锚下混凝土局部应力降低。 （2）裂缝闭和能力强 （3）延性提高 二、部分预应力的实现方法 （1）全部采用高强钢筋，张拉一部分。 （2）将全部预应力钢筋张拉到一较低水平 （3）混合配筋 14-3 允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的计算 14-3-1 B类构件在使用阶段的截面正应力计算 1）开裂截面的弹性分析法 2）给定弯矩直接求出开裂截面应力的消压分析法 公式推导见板书（或P316-323） 公式推导提示： 已知内力求应力（分布）是什么过程？ （1）几何关系； （2）物理关系； （3）静力关系；（平衡方程） 《公桥规》公式： 14-3-2 裂缝宽度计算 裂缝公式同普通混凝土裂缝公式 但应注意： （1）直径换算； （2）钢筋应力应考虑次弯矩的影响； 14-3-3 变形计算 其中抗弯刚度B： 在开裂弯矩Mcr作用下抗弯刚度B0： B0=0.95ECI0 反拱计算详见第13章 14-3-4 疲劳计算 全预应力混凝土无疲劳破坏。在可变作用与永久作用之比较大时，部分混凝土构件疲劳问题不可忽视。对B类构件主要验算： （1）受拉区钢筋应力； （2）箍筋应力； 14-4 允许开裂的 部分预应力混凝土受弯构件的设计 14-4-1 截面设计的预应力度法 其中： Ap确定后，即可按受弯构件承载力公式确定非预应力筋。 （试写出公式并列出配筋步骤） 14-4-2 截面设计的名义拉应力法 思想：把带裂缝的构件假设为未开裂的构件，按材料力学的公式算出构件受拉边缘的最大拉应力—名义拉应力 则受拉边最大拉应力 与有效预应力 差值应满足： 具体步骤如下： （1）计算毛截面几何特征及假定h0等； （2）计算最大拉应力； （3）确定混凝土的容许名义拉应力；（P327） （4）求预应力钢筋面积： 有效预压应力： 则： 交通学院 结构工程系 雷建平