預應力混凝土構(gòu)件復核驗算PPT學習教案

1、會計學1 概述 截面抗裂性驗算 應力驗算 變形計算第1頁/共54頁 計算分類 荷載內(nèi)力與預加力 應力計算一般方法第2頁/共54頁 正截面抗裂性驗算 斜截面抗裂性驗算第3頁/共54頁1. 正截面抗裂性驗算正截面抗裂性驗算sMpnepeNstpc1200.7ggqrsstxnxxMMMMMWWWpepepnpcnnxNN eAWq 計算圖式x第4頁/共54頁q 驗算要求對于全預應砼構(gòu)件,正截面砼法向應力 規(guī)定(不出現(xiàn)拉應力):pc式中短期荷載效應組合下砼邊緣應力st0.850stpc扣除全部預應力損失后的預加力在砼邊緣產(chǎn)生預壓應力第5頁/共54頁q 計算公式式中短期荷載下彎矩組合值sM0.850s

2、tpcpepepnpcnnxNN eAW1200.7ggqrsstxnxxMMMMMWWW1gM一期恒載(自重)下彎矩值2gM二期恒載下彎矩值qM汽車荷載(不計沖擊力)下彎矩值第6頁/共54頁使用階段預應力鋼筋永存應力的合力peN人群荷載下彎矩值rM構(gòu)件凈截面面積nApnenxW構(gòu)件凈截面對下邊緣彈性抵抗矩預應力鋼筋合力作用點至凈截面形心距離0 xW構(gòu)件換算截面對下邊緣彈性抵抗矩第7頁/共54頁2. 斜截面抗裂性驗算斜截面抗裂性驗算q 驗算要求對于全預應砼預制構(gòu)件, 砼主拉應力 規(guī)定(不超過限值):tkf式中短期荷載效應組合和預加力產(chǎn)生的砼主拉應力tp0.6tptkf砼抗拉標準強度 為防止構(gòu)件

3、腹部中間出現(xiàn)斜裂縫, 使斜截面與正截面有同樣安全度第8頁/共54頁q 計算公式2224cxcxtp0.6tptkfcxpxsx1200.7pepepnggqrnnonnnNN eMMMMyyyAIII1200.7pggqrnnonnVVVVVSSSI bI bI b ps第9頁/共54頁式中主應力計算點由短期荷載效應組合與預加力產(chǎn)生的砼法向應力cx主應力計算點由短期荷載效應組合與預加力產(chǎn)生的砼剪應力構(gòu)件凈截面慣性矩nI構(gòu)件換算截面慣性矩0I計算點構(gòu)件凈截面靜矩nS計算點構(gòu)件換算截面靜矩0S計算點以凈截面形心軸為原點的坐標值ny計算點以換算截面形心軸為原點的坐標值0y計算點截面寬b第10頁/共5

4、4頁1gV一期恒載(自重)下剪力值2gV二期恒載下剪力值qV汽車荷載(不計沖擊力)下剪力值人群荷載下剪力值rVpV彎起預應力筋預加力引起的預剪力sinppepbpVA1gM2gMqMrM符號意義同前 第11頁/共54頁 預加力引起的上拱度 使用荷載作用下的撓度第12頁/共54頁q 計算圖式1. 預加力引起的上拱度預加力引起的上拱度2pe1pe1ppN e2ppN e1l/ 4lpeMxM第13頁/共54頁q 計算公式預加力引起的上拱度xM式中由永存預加力引起的預彎矩peM0lpexppcMMfdxB跨中作用單位力引起的彎矩cB構(gòu)件抗彎剛度, 按公預規(guī)6.5.4 :0ccBE I0I構(gòu)件全截面換

5、算截面慣性矩p長期增長系數(shù)2.0p第14頁/共54頁2. 使用荷載作用下的撓度使用荷載作用下的撓度q 計算公式式中矩期荷載作用下的彎矩組合值sM2000lsxssM MM lfdxBB0B構(gòu)件全截面抗彎剛度, 按公預規(guī)6.5.2 :000.95cBE I彎矩系數(shù), 跨中時548短期荷載作用下?lián)隙鹊?5頁/共54頁3. 總撓度總撓度式中l(wèi)sff短期荷載考慮長期效應影響的撓度長期增長系數(shù)當采用C40-C80砼時, 中間強度插值計算, C50:1.4251.45 1.35plfff 第16頁/共54頁4. 撓度驗算要求撓度驗算要求公預規(guī)6.5.3 :鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構(gòu)件按上述計算的長期撓

6、度值, 在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后梁式橋最大撓度不應超過計算跨徑的1/6002120()600sgglMMMllfB q 驗算要求式中符號同前第17頁/共54頁5. 預拱度設(shè)置預拱度設(shè)置公預規(guī)6.5.5 :1)當預加力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應組合計算的長期撓度時, 可不設(shè)預拱度 2)當預加力產(chǎn)生的長期反拱值小于按荷載短期效應組合計算的長期撓度時, 應設(shè)預拱度 , 其值應按該項荷載撓度值與預加力長期反拱值之差采用plffq 預拱度公式時, 不設(shè)預拱度plff時, 應設(shè)預拱度lpff 第18頁/共54頁 持久狀況下應力驗算 短暫狀況下應力驗算第19頁/共54頁1. 持久狀況下應力驗算

7、持久狀況下應力驗算 本階段計算特點: 預應力損失全部完成, 預應力為永存預應力 使用荷載取值為標準荷載, 計入沖擊力 預加力作用時, 因孔道未壓漿, 所以預加力和一期恒載的應力用凈截面計算, 而二期恒載與活載的應力用換算截面計算 使用階段構(gòu)件須驗算: 混凝土法向壓應力 混凝土的主應力 受拉鋼筋應力第20頁/共54頁1) 混凝土法向壓應力kMpnepeNkcpt120ggqrkkcsnssMMMMMWWWpepepnptnnsNN eAWq 計算圖式s第21頁/共54頁kMpnepeNkcpc120ggkktxnxxMMMWWWpepepnpcnnxNN eAWx(外荷載較小時:)第22頁/共5

8、4頁q 驗算要求對于全預應砼構(gòu)件,使用階段正截面砼法向最大壓應力 規(guī)定(不超過限值) :pt式中標準荷載效應組合下砼邊緣應力kc0.5kcptckf扣除全部預應力損失后的預加力在砼邊緣產(chǎn)生的法向拉應力ckf砼軸心抗壓標準強度0.5ktpcckfktpc第23頁/共54頁q 計算公式0.5kcptckf120ggqrkkcsnssMMMMMWWWpepepnptnnsNN eAW0.5ktpcckf120ggkktxnxxMMMWWWpepepnpcnnxNN eAW第24頁/共54頁使用階段預應力鋼筋永存應力的合力peN人群荷載下彎矩組合值rM構(gòu)件凈截面面積nApnensW構(gòu)件凈截面對上下邊緣

9、彈性抵抗矩預應力鋼筋合力作用點至凈截面形心距離0sW構(gòu)件換算截面對上下邊緣彈性抵抗矩式中標準荷載下彎矩組合值kM1gM一期恒載(自重)下彎矩值2gM二期恒載下彎矩值qM汽車荷載(計入沖擊力)下彎矩值nxW0 xW第25頁/共54頁2) 預應力鋼筋的拉應力kMpnepeN,ktkp1200()kpgpngqrpktnM yM eMMMeIIIkpEpkt q 計算圖式s0pe第26頁/共54頁q 驗算要求對于全預應砼構(gòu)件,使用階段預應力鋼筋最大拉應力 規(guī)定(不超過限值) : pe式中標準荷載效應組合下產(chǎn)生的預應力筋的拉應力kp0.65kppepkf扣除全部預應力損失后的永存預應力pkf預應力鋼筋

10、抗拉標準強度第27頁/共54頁q 計算公式式中標準荷載下彎矩組合值kM1gM一期恒載(自重)下彎矩值*2gM二期恒載下彎矩值qM汽車荷載(計入沖擊力)下彎矩值0.65kppepkf1200()kpgpngqrpktnM yM eMMMeIIIkpEpkt 第28頁/共54頁使用階段預應力鋼筋永存預應力pe人群荷載下彎矩值rMpnenI構(gòu)件凈截面慣性矩預應力鋼筋合力作用點至凈截面形心距離0I構(gòu)件換算截面慣性矩0pe預應力鋼筋合力作用點至換算截面形心距離Ep*預應力鋼筋控制應力是在預加力和自重共同作用測得的值, 所以在計算預應力筋應力時應不再計入自重的影響; 但考慮到在預加力時實際支承條件, 使得

11、實際受力比按簡支算得要小, 所以偏安全地仍計入自重產(chǎn)生的應力預應力鋼筋與砼彈性模量之比 第29頁/共54頁3) 混凝土主應力q 驗算要求 為防止構(gòu)件腹板在預加力和使用階段作用下過高的主壓應力導致截面抗裂能力降低, 并可能壓壞,作為斜截面承載力的補充要驗算砼的主壓應力; 并且作為斜截面抗剪承載力的補充, 驗算砼的主拉應力第30頁/共54頁 砼主壓應力規(guī)定(不超過限值)ckf式中標準荷載效應組合和預加力產(chǎn)生的砼主壓應力cp0.6cpckf砼軸心抗壓標準強度砼主拉應力規(guī)定tkf式中標準荷載效應組合和預加力產(chǎn)生的砼主拉應力tp0.5tptkf砼抗拉標準強度 箍筋抗拉標準強度此區(qū)段箍筋可按構(gòu)造要求定0.

12、5tptkf此區(qū)段箍筋間距孌滿足下式要求:/vsksvtpsf Abskf第31頁/共54頁q 計算公式2224cxcxcxpxkx120pepepnggqrnnonnnNN eMMMMyyyAIII120pggqrnnonnVVVVVSSSI bI bI b ps0.6cpckf0.5tptkfcptp第32頁/共54頁式中主應力計算點由標準荷載效應組合與預加力產(chǎn)生的砼法向應力cx主應力計算點由標準荷載效應組合與預加力產(chǎn)生的砼剪應力構(gòu)件凈截面慣性矩nI構(gòu)件換算截面慣性矩0I計算點構(gòu)件凈截面靜矩nS計算點構(gòu)件換算截面靜矩0S計算點以凈截面形心軸為原點的坐標值ny計算點以換算截面形心軸為原點的坐

13、標值0y計算點截面寬b第33頁/共54頁1gV一期恒載(自重)下剪力值2gV二期恒載下剪力值qV汽車荷載(不計沖擊力)下剪力值人群荷載下剪力值rVpV彎起預應力筋預加力引起的預剪力sinppepbpVA 注: 計算主壓應力, 當計算點在外荷載引起正截面受拉區(qū)內(nèi)時, 要使法向壓應力 最大, 活載彎矩 、 應取0值cxqMrM1gM2gMqMrM符號意義同前 第34頁/共54頁2. 短暫狀況下應力驗算短暫狀況下應力驗算 施工階段構(gòu)件須驗算: 在制作、運輸及安裝各工況下, 由預加力、構(gòu)件自重及施工荷載引起的應力不超過限值 常見施工階段可分為: 預加應力階段 運輸安裝階段第35頁/共54頁1) 預加應

14、力階段法向應力 本階段計算特點: 預應力損失未全部完成, 預應力為傳遞錨固預應力 使用荷載取值為標準荷載, 外荷載為自重和施工荷載 因孔道未壓漿, 所以應力用凈截面計算第36頁/共54頁cMpne0pNccpt100gpppntctccptnsnnsMNN eWAWq 計算圖式tctpccttcc100gpppntccctpcnxnnxMNN eWAW 第37頁/共54頁q 驗算要求式中0.7tccckfckf制作、運輸、安裝各施工階段的砼軸心抗壓標準強度施工階段正截面砼邊緣法向壓應力規(guī)定(不超過限值) :第38頁/共54頁施工階段正截面砼邊緣法向拉應力規(guī)定:0.7tcttkf預拉區(qū)應配置配筋

15、率不小于0.2%的縱向非預應力筋1.15tcttkf預拉區(qū)應配置配筋率不小于0.4%的縱向非預應力筋0.71.15ttkcttkff預拉區(qū)應配置配筋率按以上兩者直線插值計算的縱向非預應力筋tct不應超過1.15tkf式中ckf制作、運輸、安裝各施工階段的砼抗拉標準強度第39頁/共54頁q 計算公式式中1gM一期恒載(自重)下彎矩值0.7tccckf0.7,1.15tcttktkff100gpppntctccptnsnnsMNN eWAW100gpppntccctpcnxnnxMNN eWAW 預應力鋼筋傳力錨固時應力的合力0pNpne預應力鋼筋合力作用點至凈截面形心距離第40頁/共54頁2) 運輸?shù)跹b階段法向應力 本階段計算特點: 預應力損失已近全部完成, 預應力為永存預應力 使用荷載取值為標準荷載, 外荷載為自重和施工荷載; 按橋規(guī)4.1.10, 構(gòu)件重力應乘以動力系數(shù)1.2或0.85; 運輸時中的支點或安裝時的吊點位置常與正常支承點不同, 故計算圖式有變化 由于預加力和自重作用時, 孔道尚未壓漿, 所以應力用凈截面計算第41頁/共54頁第42頁/共54頁第43頁/共54頁第44頁/共54頁第45頁/共54頁第46頁/共54頁3. 變形驗算變形驗算q驗算要求及計算公式 ( ( 注注: : 公式符號要說明公式符號要說明) )q計算過程q說明驗算是否通過第47頁/共