4預應力鋼束的估算及其布置

1、(四)預應力鋼束的估算及其布置1跨中截面鋼束的估算和確定根據(jù)公預規(guī)規(guī)定，預應力梁應滿足承載能力極限狀態(tài)的強度要求和正常使用極限狀態(tài)正截面抗裂性要求。以下就跨中截面在各種作用效應組合下，分別按照上述要求對主梁所需的鋼束數(shù)進行估算，并且按這些估算的鋼束數(shù)的多少確定主梁的配束。(1)按承載能力極限狀態(tài)強度要求估算鋼束數(shù)根據(jù)公預規(guī)第5.1.3條，在極限狀態(tài)下，受壓區(qū)混凝土達到極限強度應力圖示呈矩形，同時預應力鋼束也達到設計強度則鋼束數(shù)的估算公式為：式中承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，按表8 取用； 經(jīng)驗系數(shù)，對于帶下馬蹄T 梁，一般采用，本算例取 預應力鋼絞線的設計強度 單根鋼絞線面積(2)按正常使用

2、極限狀態(tài)正截面抗裂性要求估算公預規(guī)第6.3.1 條：全預應力砼預制構件，正截面砼拉應力需滿足： 頻遇組合計算的彎矩值 使用階段預應力鋼筋永存應力的合力 預應力鋼筋合力作用點至截面形心距離 毛截面形心至下緣距離 預應力鋼筋合力作用點至下緣距離砼大毛截面面積 砼毛截面對計算邊緣彈性抵抗矩毛截面對其形心的慣性矩由前述公式可得:根據(jù)以上計算結果，取兩計算結果的最大值為設計值。公預規(guī)第9.4.9條：管道內徑的截面面積不應小于兩倍預應力鋼筋截面面積。反算內徑應50mm。選用內徑為70mm（外徑77mm）的金屬波紋管。2預應力鋼束布置(1)跨中截面及錨固端截面的鋼束位置 跨中截面鋼束位置對于跨中截面，在保證

3、布置預留管道構造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。本算例采用內徑70mm、外徑77cm的預埋金屬波紋管，根據(jù)公預規(guī)9.1.1條規(guī)定，管道至梁底和梁側凈距不應小于3cm 及管道直徑的1/2。根據(jù)公預規(guī)9.4.9條規(guī)定，水平凈距不應小于4cm 及管道直徑的0.6 倍，對于預埋管在直線管道的豎直方向可將管道重疊。根據(jù)以上規(guī)定，跨中截面的細部構造如圖15 所示。由此可直接得出鋼束群重心至梁底距離為: 錨固端截面鋼束位置由于主梁預制時為小截面，若鋼束全部在預制時張拉完畢，有可能會在上緣出現(xiàn)較大的拉應力，在下緣出現(xiàn)較大的壓應力?？紤]到這個原因，本算例預制時在梁端錨固N1N6 號鋼束， N7 號

4、鋼束在成橋后錨固在梁頂，布置如圖17所示。對于錨固端截面，鋼束布置通?？紤]下述兩個方面：一是預應力鋼束合力重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。重心至梁底距離為按照上述錨頭布置的“均勻 ”、 “分散 ”原則，錨固端截面所布置的鋼束如圖16 所示。鋼束群 錨固端截面鋼束群重心是否在截面核心范圍內為核驗上述布置的鋼束群重心位置，需計算錨固端截面幾何特性。圖18 示出計算圖示，錨固端截面特性計算見表9 所示。其中，截面形心至上緣距離截面形心至下緣距離說明鋼束群重心處于截面的核心范圍內。(2)鋼束起彎角和線形的確定確定鋼束起彎角，既要照顧到由其彎起

5、產生足夠的豎向預剪力，又要考慮到所引起的摩擦預應力損失不宜過大。為此，本算例將端部錨固端截面分成上、下兩部分(見圖19)，上部鋼束的彎起角定位15 °，下部鋼束彎起角定為 7 °，在梁頂錨固的鋼束彎起角定為 18 °。N7號鋼束在離支座中心線1500mm處錨固，如圖17所示。為簡化計算，所有鋼束線形均為直線加圓弧，且整根鋼束都布置在同一個豎直面內。(3)鋼束計算計算鋼束起彎點至跨中的距離錨固點到支座中心線的水平距離一以N5號鋼束為例，彎終點到錨固點的直線長度取為錨固點至彎起點的垂直距離 錨固點至彎終點的垂直距離彎終點至彎起點的垂直距離彎終點至錨固點的水平距離彎終點

6、至彎起點的水平距離10中。彎起點至跨中截面的水平距離 同理可計算其他鋼束的控制點位置，將各鋼束的控制參數(shù)匯總于表注：各鋼束彎終點與錨固點間的直線長度均為100cm?？刂平孛娴匿撌匦奈恢眉捌鋬A角計算(a)各鋼束重心位置計算計算鋼束上任一點i離梁底距離Q,及該點處鋼束的傾角必。計算時，首先判斷i點所處的區(qū)段，設i點到跨中的水平距離為x,則:(b)計算鋼束群重心到梁底距離3束界校核（1）束界概念在符合截面上、下緣混凝土均不會出現(xiàn)超限的拉應力的前提下，預應力筋（束）的重心在各截面上布置的范圍（由E1 和E2 兩條曲線所圍成），稱為束界，圖21 展示了全預應力混凝土簡支梁束界圖。為了計算方便，近似地略去孔道削弱和灌漿后粘結力的影響，一律按混凝土全截面 特性計算，并設壓應力為正，拉應力為負。保證梁的上緣混凝土不出現(xiàn)拉應力，最危險階段是“預加應力階段”，公式為：保證梁的下緣混凝土不出現(xiàn)拉應力，最危險階段是使用階段 ”，公式為：由于彎矩M G1 、 M s 近似按拋物線沿跨徑變化，故上下限值E1 和 E2 近似為拋物線形，限定了預應力鋼束布置的區(qū)域，即束界。“束界 ”對于檢驗預應力鋼筋配置是否得當無疑是一個簡便直觀的方法。(2)鋼束在各控制截面束界校核結果由于主梁預制時為小截面 ，若鋼束全部在預制時張拉完畢，有可