预应力锚下混凝土局部承压的设计分析.pdf

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1、第2期（总第178期）No.2(SerialNo.178)2015年4月CHINAMUNICIPALENGINEERINGApr.2015DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.02.030预应力锚下混凝土局部承压的设计分析王彩花（大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连116011）摘要：在对后张法预应力混凝土构件施加预拉应力时，巨大的预加压力将通过锚具及锚垫板传递给混凝土。此时锚垫板下的混凝土将处于数值很大且分布复杂的应力状态。通过理论分析与工程算例相结合的方法，对锚槽处局压区混凝土的间接配筋进行优

2、化设计。关键词：预应力；局部承压区；间接配筋中图分类号：TU378.1文献标志码：A文章编号：1004-4655（2015）02-0093-03对于后张法预应力混凝土构件，在张拉预应力hh/2筋时，巨大的预加压力将通过锚具及其下面积不大Na/2a/2锚垫板N/2的锚垫板传递给混凝土。此时锚垫板下的混凝土将yy处于数值很大且分布复杂的应力状态，如在设计或（-）h（+）施工中处理不当，构件端部局压区混凝土会产生较大的纵向裂缝，甚至会将混凝土局部压碎。为此必须对锚垫板下的混凝土进行局部承压计算。此外，N/2xx依据规范GB50010—20

3、10《混凝土结构设计规范》a）σx分布b）σy分布规定，局部受压时荷载设计值应不大于混凝土单图1局压区应力分布独受压时的1.35倍，以防在此处的配筋率比较高、1）局压区压应力σx应力曲线的特点：在靠钢筋密布的情况下，一方面产生过大的局部下沉变近局压荷载的水平截面轴线处压应力达到最大值，形，使预应力失效；另一方面易造成混凝土浇筑不向两边逐渐减小，而在截面的边缘处可能出现拉应密实。力；在高度h处（约为截面边长尺寸）的水平截面因此，需要对锚槽处局压区混凝土的间接配筋压应力为均匀分布。进行优化设计。2）局压区σy应力曲线的特点：根据平衡条1

4、　局部承压的理论分析件在轴线处的竖向截面上存在压、拉力相等的力1.1　局部承压的应力分析偶；在截面上部即锚垫板附近横向应力为压应力，结构在局部荷载作用下，端部应力状态比较复距端部一定距离后横向应力为拉应力，当拉应力超杂。假定混凝土为各向同性的弹性体，采用有限元过混凝土的抗拉强度时，构件端部将出现纵向裂按平面和轴对称问题分析局压区的应力状态时，由缝，导致局部受压破坏；且σy达到最大值大致位于混凝土是固体材料，具有抗剪强度，致使集中力于1～2倍局压垫板短边宽度的高度处。在固体体内逐步扩散。从图1中可以看出预应力混该应力分布规律对构件端部

5、的细部构造有着重凝土构件锚垫板下混凝土在承受局压荷载下的压应要指导意义。[1]力σx、拉应力σy的分布规律：1.2　局部承压的楔劈理论关于局部承压问题，以往大多以“套箍强化”收稿日期：2014-11-19理论解释锚垫板下局压区混凝土承压强度提高这一作者简介：王彩花（1985—），女，工程师，硕士研究生，基本特性，建立计算模式。近年来，国内外根据对主要从事桥梁设计工作。93王彩花：预应力锚下混凝土局部承压的设计分析2015年第2期局部承压开裂和破坏机理的研究，提出以“剪切破叠。因此，在计算密布预应力束锚具下混凝土局部[2][3-4]坏

6、机制”为依据，计算局部承压的楔劈理论和受压承载力时，应明确多个密布荷载作用下的方法。楔劈理论认为：根据结构局压区混凝土在局局压区混凝土横向拉应力分布规律。这对确定密布压荷载作用下的应力迹线［见图2a）］，可将局压预应力束锚具下混凝土局部受压承载力按“整体计区比拟为带多根拉杆的拱结构［见图2b）］，对于算法”考虑，还是按“分别计算取和法”考虑至关空间问题拟为带多根拉杆的穹顶，拉杆强度即为混重要。此外，影响多个密布荷载作用下的局压区混凝土和间接配筋的强度。局压荷载较大时锚垫板下凝土应力分布的主要参数为局压荷载个数、局压荷混凝土初步形成楔

7、形体，当荷载增加到开裂荷载载净距与局压荷载相应分布长度的比值（后面文中时，由于楔形体的弹性位移，在楔尖高度处拱拉杆均用字母a来表示该比值）等。内力最大，因此该处混凝土首先达到拉杆强度而出在单个、多个局压荷载的作用下，随比值a的现裂缝。不同，产生不同的局压区混凝土的应力分布。应力N分布图见图3。锚垫板N10010010010010060100100楔形体q=20MPaqq=20MPa-1.0-1.0拱拉杆应力线1.41.0拱0.81.26006000.50.05a）混凝土应力迹线图　b）拱结构图2　局压区的混凝土应力迹线图和拱结构0.

8、05楔形体上表面的几何形状与垫板相同，楔形体a）单个局压荷载b）2个局压荷载，a=0.6的楔尖夹角根据试验约40°，楔形体高度为1～1001008010010010010050100501001002倍垫板短边宽度。楔形体位于拱顶部位