昆明理工大学建筑工程学院混凝土结构设计原理课件 第10章（4）.ppt

* 10.4.1施工阶段 1、先张法轴心受拉构件Pre-tension 平衡条件 10.4预应力混凝土轴拉构件受力性能分析 放张前 当混凝土强度达75%fcu,k以上时，放松钢筋，混凝土收压，产生弹性压缩变形。 放张后 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 放张前 平衡条件 当混凝土强度达75%fcu,k以上时，放松钢筋，混凝土收压。 放张后 σpcⅠ用于计算σl5。 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 A0换算截面面积： 平衡条件 完成第二批损失 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 式中sl、spc、spe 和Np0为概括符号，即按不同的阶段代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋合力取值即可。 公式的概括 《规范》6.1.5 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 施工阶段 在构件上张拉钢筋，同时压缩混凝土 。 平衡条件 2、后张法轴心受拉构件Post-tension 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 ⑴完成第一批预应力损失 平衡条件 σpcⅠ用于计算σl5。 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 ⑵完成第二批预应力损失 平衡条件 σpcⅡ为后张法构件中最终建立的混凝土有效预压应力。 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 式中sl、spc、spe 和Np为概括符号，即按不同的阶段代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋合力取值即可。《规范》6.1.5 如所有钢筋同时张拉，则后张法构件无弹性压缩应力损失(sle=0)。因此扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与混凝土承受的压力平衡，故由平衡条件，采用概括符号可得混凝土的预压应力: 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 先张法 后张法 ⑴ 有无弹性压缩损失sle是先张法与后张法计算公式的差异所在 ⑵ 假定两张拉方法的scon和sl 相同，则Np0和Np的数值相等，但先张法构件有弹性压缩损失，而后张法构件无弹性压缩损失，故得到的spc不等，先张法小于后张法。 ⑶ 预应力筋中应力也不相等，先张法的预应力筋应力除需扣除sl 外，还要扣除弹性压缩损失，而后张法构件则仅需扣除sl。 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 ⑴虽然先张法和后张法在施工阶段的应力计算有所差别，但混凝土中建立起预压应力spc后开始施加外荷载，两者的受力过程是相同的。 ⑵由于混凝土预先受到预压应力spc，因此轴向拉力N产生的拉应力sc，需先抵消spc，才能使混凝土进入受拉。 ⑶故在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学用换算截面方法确定的截面拉应力，即 预应力筋的应力增量 先 后 10.4.2使用阶段 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 1、消压状态 当 时 消压轴力 先 后 消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念，它相当于非预应力构件的起始状态。 从消压状态开始，以后荷载增量（N- N0）产生的应力增量与非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。 先 后 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 2、开裂轴力： 当 时 3、开裂后：N Ncr，在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即 相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢筋应力。将该应力增量代替裂缝宽度计算公式中的钢筋应力ssk后，即可计算预应力构件的裂缝宽度。 《规范》8.1.3-9 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 4、极限轴力： 当预应力筋的应力达到起抗拉强度时，达到极限轴力 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 Pe II s PcⅡ c s s = 施加轴力前 p s 0 0 = c s 消压状态 N 0 N 0 tk E p p f a s s + = 0 tk c f = s 开裂轴力 N cr N cr p p p A N N 0 0 - + = s s 开裂后 N N cr N N cr py p f = s 极限轴力 N u N u 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 先张法构件 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 后张法构件 混凝土结构设计原理 10.预 应 力 混 凝 土 结 构 10.4.3预应力混凝土轴心受拉