预应力溷凝土构件的计算

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1、第10章预应力混凝土构件的计算§10.1概述普通钢筋混凝土的缺点：（1）在使用荷载下带裂缝工作：影响耐久，功能！刚度！疲劳性！若不裂，加大截面面积增加自重。不开裂3=20～30M/a（2）难以利用高强度材料。与max对应的3=200N/mm2，而高强钢丝可达160N/mm2。提高混凝土强度等级对提高构件的抗裂性能和控制裂缝宽度的作用不大。要使钢筋混凝土结构得到进一步发展，就必须克服混凝土抗拉强度低这一缺点，于是人们在长期的生产实践中，创造出了预应力混凝土结构。所谓预应力砼，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应

2、力，而且其数值和分布有利于抵消使荷载产生的应力，称其为预应力混凝土。预应力砼的基本原理：例如，对混凝土或钢筋混凝土的受拉区预先施加压应力，使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的应力，因而使混凝土构件在使用荷载下允许出现拉应力而不致开裂，或推迟开裂，或者限制裂缝宽度大小。设有一矩形简支梁，计算跨径为L，截面为b×h，承受均布荷载q（含自重在内）,如图所示。下面以简支梁为例，进一步说明预应力混凝土的基本概念。q该矩形简支梁由均布荷载产生的跨中最大弯矩为M=qL2/8，跨中截面应力为上缘

3、：=（压应力）下缘：（拉应力）为了使截面下缘不出现拉应力，采用预加应力的方法来抵消下缘拉应力。一种方法是：先在截面重心处施加预压力，令Ny=6M/h.NyNy产生的截面应力为：在预加力Ny和均布荷载q共同作用下，将该预加应力与均布荷载应力叠加，求得截面上、下缘的总应力为：上缘：下缘：=（压应力）=MNy+=NyM另一种方法是：在距截面下缘h/3处（即偏心距e=h/6)处，施加预应力，令Ny=3M/h。产生的截面上、下缘应力为：NyNy上缘：下缘：（压应力）=在预加力Ny和均布荷载q共同作用下，将该预加应力与均布荷载应力叠加，求得

4、截面上、下缘的总应力为：上缘：下缘：=（压应力）=M+=NyMNy此例说明：（1）施加预应力后，可以避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作。（2）预加力的大小以及预加力的作用点位置是预应力混凝土结构设计计算的关键问题。预应力混凝土的优点：a.节省材料，减轻自重，增加跨越能力。b.提高构件的抗裂性、增加截面刚度。c.可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。d.结构质量安全可靠。e.预加力还可以作为结构构件的连接手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。预应力混凝土的缺点：a.最主要的问题是在使用阶段如何保持有效预应力不至于

5、降低到最小。b.需要有一定的专门设备和配备一支技术熟练的专业队伍。c.预应力反拱度不易控制。预应力混凝土的应用：大跨度结构（大跨度桥梁）；特种结构（防漏、防渗和压力容器）；对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件。预应力度《公路桥规》将预应力度（λ）定义为由预加应力大小确定的消压弯矩MO与外荷载产生的弯矩M的比值，即λ=M0/M式中：λ—预应力度；M0—消压弯矩。即将控制截面边缘由预加力产生的预压应力抵消为零时所施加的荷载弯矩；M—使用荷载（不包括预加力）作用下控制截面的弯矩。全预应力和部分预应力混凝土全预应力混凝土部分预应力混

6、凝土钢筋混凝土加筋混凝土结构的分类：沿预应力方向的正截面不出现拉应力，即：沿预应力方向的正截面出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即：不施加预应力的混凝土结构，即预应力混凝土结构的发展力学与实践；生活中预应力；桶箍，使木板预受压，在使用中受水的张力，受拉木锯-锯条受压，会发生压屈，但锯条的受拉性能好，拧紧拉绳使锯条受拉，不易产生压屈自行车–幅条和钢圈，辐条细，易压屈，受拉钢圈截面较大，可受压，旋紧辐条，使辐条预先受拉，在受力时不会产生压屈搬书上架–双手对书施加预压力，书就不会掉下来橡皮筋捆饭票10.2.1施加预应力的方法按照张

7、拉钢筋与浇捣混凝土的先后次序分为：先张法：张拉钢筋支模、浇砼砼达到一定强度剪丝产生预应力10.2施加预应力的方法及锚夹具先张法是靠粘结力来传递并保持预加应力的。后张法：浇砼，预留孔道达到强度，穿筋张拉钢筋，锚固孔道灌浆锚具千斤顶波纹管锚环契块千斤顶后张法是靠工作锚具来传递并保持预加应力的。构件制作完后，能取下重复使用–––夹具用于永久固定钢筋、作为构件的一部分–––锚具不同种类的锚具，有不同的固定原理。同时固定预应力筋不同。锚具不同则回缩量不同，尺寸外形对构件的影响不同。10.2.2锚具与夹具其作用为固定力筋。（1）

8、对锚、夹具的要求：A.安全可靠，其本身具有足够的强度和刚度。B.应使预应力钢筋在锚具内尽可能不产生滑移，以减少预应力损失。C.构造简单，便于机械加工制作。D.使用方便，省材料、价格低。锚具的形式：锚具的型式繁多，按其传力锚固受力原理，可分为三类：依靠摩擦力锚固的