第六章 預(yù)應(yīng)力砼受彎構(gòu)件變形裂縫

1、第六章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件變形、裂縫、 疲勞及錨固區(qū)計算第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件變形計算 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的變形由兩部分組成:(1偏心預(yù)加力引起的變形(反拱度 ,向上;(2荷載(包括恒載和活載作用產(chǎn)生的變形(撓度或 位移,向下。 相互抵消,總撓度一般較小注意:總撓度值并不反映結(jié)構(gòu)剛度的大小精確計算預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的變形很復(fù)雜,必須借助計算機 程序進行:簡支梁變形的近似實用計算方法:橋規(guī)規(guī)定:預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,在正常使用極限狀 態(tài)下的撓度,可根據(jù)給定的構(gòu)件剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計算。 (1全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件及 A 類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件取抗 彎剛度(2允許開裂的部分預(yù)應(yīng)力混凝土 B 類構(gòu)件在開裂

2、彎矩 Mcr作用下在(M s -M cr 作用下0 095 . 0 B I E c =cr c cr B E I = 2=,pe 計算使用階段預(yù)加力反拱值時,預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力應(yīng)扣除 全部預(yù)應(yīng)力損失,并取 受彎構(gòu)件長期撓度限值:在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度 后,不應(yīng)超過跨徑的 1/600,懸臂端不應(yīng)超過懸臂長的 1/300。 , Ms 三、預(yù)拱度的設(shè)置公路橋規(guī)規(guī)定:預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由預(yù)加力產(chǎn) 生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算的長期撓 度時,可不設(shè)預(yù)拱度。反之,應(yīng)設(shè)預(yù)拱度。取值為:注意:(1對自重相對于活載較小的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,應(yīng)考慮 預(yù)加力反拱值過大可能造成的不利影響,必要時

3、采取反預(yù)拱, 或設(shè)計和施工上的措施,避免橋面隆起甚至開裂破壞。(2預(yù)拱度順橋向的變化:按最大預(yù)拱值沿順橋向做成平順曲 線。 第三節(jié) 部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件疲勞驗算 構(gòu)件的疲勞強度主要取決于各組成部分的疲勞強度,通常發(fā) 生在高應(yīng)力區(qū)鋼筋的斷裂。沒有裂縫的構(gòu)件不會發(fā)生疲勞疲 勞破壞 B 類構(gòu)件一、正截面疲勞驗算 主要驗算受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)力1、鋼筋疲勞驗算受拉鋼筋的疲勞按計算應(yīng)力變化幅校核(ppm min max = 2、混凝土疲勞驗算二、斜截面疲勞驗算 主要控制箍筋的應(yīng)力混凝土主拉應(yīng)力:max max f f cc c ffct t f f , f ftp t f 說明:部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,只要

4、預(yù)應(yīng)力度選擇得當(dāng) ,一般不發(fā)生疲勞破壞,但在可變作用效應(yīng)與永久作用效應(yīng) 相差較大,且可變作用重復(fù)次數(shù)較多的場合疲勞問題不可忽 視。 第四節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件錨固區(qū)計算 pe 先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度和錨固長度不設(shè)永久性錨具,通過粘結(jié)作用達到 錨固要求。部到應(yīng)力為 的長度 l tr應(yīng)力達到 ,從預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力為零 的端部至鋼筋應(yīng)力為 的長度 l apd f pd f先張法構(gòu)件端部整個應(yīng)力傳遞長度范圍內(nèi)受力情況比較復(fù)雜。 公路橋規(guī)為計算方便:(1規(guī)定了傳遞長度和錨固長度的取值。(2假定:在傳遞長度和錨固長度范圍內(nèi),預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力 按直線從零變化到 或 說明:(1在端部錨固長度范圍內(nèi)進行斜截面承

5、載力計算時,預(yù) 應(yīng)力筋的有效應(yīng)力按直線內(nèi)插;(2在傳遞長度范圍內(nèi)進行抗裂性計算時,預(yù)應(yīng)力筋的實 際應(yīng)力按直線內(nèi)插;(3傳遞長度和錨固長度,與放張的方法有關(guān);(4采取局部加強措施。 pe pdf后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋錨下局部承壓計算 錨具下的混凝土將承受著很大的局部應(yīng)力, 般需對錨具下 的混凝土進行局部承壓強度和抗裂性計算。錨固區(qū)受力分析:過渡段的長度約等于構(gòu)件的高度 h ,稱為端塊。端塊的受力情況較復(fù)雜:它不僅存在著不均勻的縱向應(yīng)力, 而且也存在著剪應(yīng)力和橫向應(yīng)力。端塊區(qū)域由于拉應(yīng)力的存 在,加大了主拉應(yīng)力,可使構(gòu)件出現(xiàn)斜裂縫。 一、局部承壓計算原理1、局部承壓, 是指構(gòu)件受力表面僅有部分面積承受

6、壓力的 受力狀態(tài)。2、與全面積受壓相比,局部承壓有如下特點:a 、構(gòu)件表面受壓面積小于構(gòu)件截面積;b 、混凝土局部承壓強度值要比抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值大得多;c 、局部承壓區(qū)中部有橫向拉應(yīng)力,可使混凝土產(chǎn)生裂縫。 3、局部承壓破壞形態(tài):(1先開裂后破壞(2一開裂即破壞(3 局部混凝土下陷(369<<lA/A(9<lA/A(36>lA/A(9<lA/A(36 9< <lA/A4、國內(nèi)外關(guān)于局部承壓的工作機理分析(1 “ 套箍理論 ” (早期認為局部承壓區(qū)的混凝土可以看作是承受側(cè)壓力作用 的混凝土芯塊,核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)。 與試驗現(xiàn)象不符 公路橋規(guī)規(guī)定:(

7、1局部承壓面積 A l :為考慮鋼墊板中沿 450剛性角擴大面 積,且不扣除孔道面積;(2 A b 的取值采用了 “ 同心、對稱 ” 的原則;(3局部受壓面積各邊向外擴大的有效距離不超過承壓板短 邊尺寸 b ,對圓形承壓板,可沿周邊擴大一倍的距離。 螺旋筋承載力:ln 2' N' A f k A kf sd cor v cor v sd lc =此式對方格網(wǎng)性間接配筋同樣適用 21l l A cor = N' cl = f cd Aln N''lc = kv 2 cor f sd Aln （3）公路橋規(guī)局部承壓構(gòu)件承載力計算 公路橋規(guī)規(guī)定，必須進行局部承壓區(qū)承載能力和抗裂 性計算。 （1）配置間接鋼筋的局部承壓區(qū)承載能力計算 0 Fld Fu = 0.9 ( s f cd + k v cor f sd Aln （4）局部承壓區(qū)的抗裂性計算 為防止出現(xiàn)沿構(gòu)件長度方向的裂縫，保證防