部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件PPT

1、第十八章 部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件部分預(yù)應(yīng)力混凝土的受力特性PPC構(gòu)件的的發(fā)展與特點(diǎn)B類PPC受彎構(gòu)件的計(jì)算B類PPC受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)18.1 部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受力特性全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的不足1.反拱變形大，變形難控制；錨下橫向拉應(yīng)變大，易開裂；2. 部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的優(yōu)勢(shì)3.減小錨下壓力和反拱度，節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼筋 M-f關(guān)系曲線fMkMM0MqMGMuPPC構(gòu)件開裂線部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的受力特性1.發(fā)展1939年，V.Emperger提出引入少量非預(yù)應(yīng)力筋改善裂縫和撓度性能；P.W.Abeles提出，在全部使用荷載作用下允許拉應(yīng)力甚至細(xì)小裂縫；1962年，國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)，提出了RC與PC中間狀態(tài)

2、連貫起來的設(shè)計(jì)思想；1970年，CEB-FIP會(huì)議，進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力分級(jí)，確立了PPC構(gòu)件的地位。2. 特點(diǎn)節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材；改善結(jié)構(gòu)性能*剛度優(yōu)化；局部應(yīng)力優(yōu)化；提高構(gòu)件延性；18.2 PPC構(gòu)件的發(fā)展與特點(diǎn)18.3.1 B類構(gòu)件在使用階段的截面正應(yīng)力計(jì)算18.3 B類PPC受彎構(gòu)件的計(jì)算1. 開裂截面的彈性分析法xhbxcsphshp梁承受外荷載前的有效拉應(yīng)變梁承受外荷載前的混凝土有效壓應(yīng)變NcTpTsx/31.選定兩個(gè)差距較大的c2.根據(jù)內(nèi)力平衡條件分別算出兩個(gè)x對(duì)應(yīng)于兩個(gè)M3. 按線性差值法求得實(shí)際Mk時(shí)對(duì)應(yīng)的c4.根據(jù)實(shí)際的c和力平衡式求得x計(jì)算過程：計(jì)算原理：梁承受外荷載產(chǎn)生的彎矩和按x

3、受壓區(qū)高度推算出的M相同，則可利用前公式計(jì)算應(yīng)力；故x需要試算，或按下列方法計(jì)算。比如選擇0.67fck以及0.1fck設(shè)得到兩個(gè)M1M2，又設(shè)Mk=0.5（M1+M2）則c=0.385fck5.計(jì)算相應(yīng)的鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力值18.3.1 B類構(gòu)件在使用階段的截面正應(yīng)力計(jì)算2. 給定彎矩直接求開裂截面的應(yīng)力的消壓分析法 相似于大偏心受壓構(gòu)件開裂后的應(yīng)力狀態(tài) 區(qū)別：大偏壓構(gòu)件截面應(yīng)力從“零應(yīng)力”狀態(tài)下建立 從預(yù)加力作用后的“非零應(yīng)力”狀態(tài)下建立 分析過程： （1）有效預(yù)加力的作用全部P筋和R筋的合力pcpc分別為拉區(qū)P筋處混凝土與壓區(qū)P筋處混凝土的應(yīng)力xhAs ApAs Ap （2）全消壓狀態(tài)

4、 設(shè)有一虛擬荷載Np0的作用，使前述狀態(tài)下的混凝土和普通鋼筋的應(yīng)力均 “消壓為零” 分析：a. 要使拉區(qū)P筋處混凝土消壓，需使它產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變量p2,則要求預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增量為同理b. 原來R筋的應(yīng)力為混拉應(yīng)力=預(yù)應(yīng)力徐變收縮損失值，故要消壓，反向加壓力分別為c. 總的虛擬荷載值的大小應(yīng)為：（3）受壓區(qū)高度計(jì)算施加一大小相等的反向作用力處理.基本假定： 平截面假定；混凝土應(yīng)力三角形分布；不考慮混凝土抗拉。對(duì)Np0作用點(diǎn)，按內(nèi)外力矩平衡條件求xMkxNp0hpsxR=Np0eN轉(zhuǎn)化為大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算問題計(jì)算出x后，可計(jì)算得開裂截面的幾何特性值。用之可計(jì)算混凝土的應(yīng)力。（4）混凝土應(yīng)力受壓區(qū)邊緣

5、至開裂截面重心的距離（5）開裂截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力開裂截面重心軸xR=Np0eNMkxNp0hps18.3.2 裂縫寬度計(jì)算（1）裂縫寬度計(jì)算 短期效應(yīng)組合引起的開裂截面縱向受拉鋼筋的應(yīng)力 鋼筋直徑（加權(quán)平均）配筋率（包括P筋和R筋）鋼筋表面形狀系數(shù)作用長期效應(yīng)影響系數(shù)構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)系數(shù)MsZ18.3.4 變形計(jì)算（1）剛度取值 按開裂前和開裂后的剛度分級(jí)取用 開裂荷載Mcr作用在Ms-Mcr作用（2）開裂彎矩計(jì)算 （3）短期荷載作用下?lián)隙?（4）短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)影響的撓度值18.3.5 疲勞計(jì)算普通和預(yù)應(yīng)力鋼筋處于高應(yīng)力狀態(tài)，在活載作用下，具有較大應(yīng)力變化幅值，將可能造成鋼筋斷裂

6、并引起混凝土開裂。疲勞按應(yīng)力變化幅驗(yàn)算，要求應(yīng)力幅小于容許變化幅值。 鋼筋應(yīng)力變化幅度容許值（Mpa） 光面鋼筋規(guī)律變形鋼筋光面預(yù)應(yīng)力鋼絲鋼絞線高強(qiáng)鋼筋2501502002008018.4 B類PC受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力度法確定P筋數(shù)量f18.4.1 截面配筋設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力度法承載能力要求確定R筋數(shù)量把帶裂縫的構(gòu)件假設(shè)為未開裂構(gòu)件，用一般材料力學(xué)公式算出構(gòu)件受拉邊緣的最大拉應(yīng)力。該拉應(yīng)力實(shí)際不存在，稱為名義拉應(yīng)力。18.4.2 截面配筋設(shè)計(jì)的名義拉應(yīng)力法設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)步驟（1）計(jì)算截面幾何特性（2）按全截面計(jì)算短期荷載作用下的應(yīng)力（3）確定混凝土容許名義拉應(yīng)力后張法構(gòu)件構(gòu)件高度修正系數(shù)非預(yù)應(yīng)力筋配筋率（5）根據(jù)正截面承載力要求計(jì)算非預(yù)應(yīng)力鋼筋面積（6）驗(yàn)算最終承載力（7）驗(yàn)算裂縫寬度、變形要求及疲勞18.5 構(gòu)造