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9預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的計(jì)算9.1預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土的的基本概念和和一般計(jì)算規(guī)規(guī)定9.1.1概概述普通鋼筋混凝土土構(gòu)件雖已廣廣泛應(yīng)用于土土木工程建筑筑之中,但由由于混凝土的的極限拉應(yīng)變變很小,僅有有(0.1~~0.15))×10-33,故在正常常使用條件下下構(gòu)件的受拉拉區(qū)開裂,剛剛度下降,變變形較大,使使其適用范圍圍受到限制。為為了控制構(gòu)件件的裂縫和變變形,可采取取加大構(gòu)件的的截面尺寸,增增加鋼筋用量量,采用高強(qiáng)強(qiáng)混凝土和高高強(qiáng)鋼筋等措措施。但是如如采用增加截截面尺寸和用用鋼量的方法法,一般來講講不經(jīng)濟(jì),并并且當(dāng)荷載及及跨度較大時(shí)時(shí)不僅不經(jīng)濟(jì)濟(jì)而且很笨重重;如提高混混凝土的強(qiáng)度度等級(jí),由于于其抗拉強(qiáng)度度提高得很小小,對(duì)提高構(gòu)構(gòu)件抗裂性和和剛度的效果果也不明顯;;如果提高鋼鋼筋的強(qiáng)度,則則鋼筋達(dá)到屈屈服強(qiáng)度時(shí)的的拉應(yīng)變很大大,約在2××10-3以上,與與混凝土的極極限拉應(yīng)變相相差懸殊。因因此對(duì)不允許許開裂的構(gòu)件件,使用時(shí)受受拉鋼筋的應(yīng)應(yīng)力只能為220~30NN/mm2左右。由此此可見,在普普通鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)中,高高強(qiáng)混凝土和和高強(qiáng)鋼筋是是不能充分發(fā)發(fā)揮作用的。為了充充分利用高強(qiáng)強(qiáng)混凝土及高高強(qiáng)鋼材,可可以在混凝土土構(gòu)件受力前前,在其使用用時(shí)的受拉區(qū)區(qū)內(nèi)預(yù)先施加加壓力,使之之產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力,造成人人為的應(yīng)力狀狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件件在荷載作用用下產(chǎn)生拉應(yīng)應(yīng)力時(shí),首先先要抵消混凝凝土構(gòu)件內(nèi)的的預(yù)壓應(yīng)力,然然后隨著荷載載的增加,混混凝土構(gòu)件受受拉并隨荷載載繼續(xù)增加才才出現(xiàn)裂縫,因因此可推遲裂裂縫的出現(xiàn),減減小裂縫的寬寬度,滿足使使用要求。這這種在構(gòu)件受受荷前預(yù)先對(duì)對(duì)混凝土受拉拉區(qū)施加壓應(yīng)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)稱稱為“預(yù)應(yīng)力力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)”。預(yù)應(yīng)力力混凝土的構(gòu)構(gòu)思出現(xiàn)在119世紀(jì)末,11886年就就有人申請(qǐng)了了用張拉鋼筋筋對(duì)混凝土施施加預(yù)壓力防止混凝凝土開裂的專專利。但那時(shí)時(shí)材料的強(qiáng)度度很低,混凝凝土的徐變性性能尚未被人人們充分認(rèn)識(shí)識(shí),通過張拉拉鋼筋對(duì)混凝凝土構(gòu)件施加加預(yù)壓力不久久,由于混凝凝土的收縮、徐徐變,使已建建立的混凝土土預(yù)壓應(yīng)力幾幾乎完全消失失,致使這一一新穎的構(gòu)思思未能實(shí)現(xiàn)。直直到19288年,法國(guó)的的E.Freeyssinnet首先用用高強(qiáng)度鋼絲絲及高強(qiáng)混凝凝土成功地設(shè)設(shè)計(jì)建造了一一座水壓機(jī),以以后在本世紀(jì)紀(jì)三十年代,高高強(qiáng)鋼材能夠夠大量生產(chǎn)時(shí)時(shí),預(yù)應(yīng)力混混凝土才真正正為人們所應(yīng)應(yīng)用。隨著土土木工程中混混凝土強(qiáng)度等等級(jí)的不斷提提高,高強(qiáng)鋼鋼筋的進(jìn)一步步使用,預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土目目前已廣泛應(yīng)應(yīng)用于大跨度度建筑結(jié)構(gòu)、公公路路面及橋橋梁、鐵路、海海洋、水利、機(jī)機(jī)場(chǎng)、核電站站等工程之中中。例如,新新建的國(guó)際會(huì)會(huì)展中心,廣廣州市九運(yùn)會(huì)會(huì)的體育場(chǎng)館館,日新月異異的眾多公路路大橋,核電電站的反應(yīng)堆堆保護(hù)殼,上上海市的東方方明珠電視塔塔、遍及沿海海地區(qū)高層建建筑、大跨建建筑以及量大大面廣的工業(yè)業(yè)建筑的吊車車梁,屋面梁梁等都采用了了現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力力混凝土技術(shù)術(shù)?,F(xiàn)以預(yù)應(yīng)力混凝凝土簡(jiǎn)支梁的的受力情況為為例,說明預(yù)預(yù)應(yīng)力的基本本原理。如圖圖9-1所示示,在荷載作作用之前,預(yù)預(yù)先在梁的受受拉區(qū)施加一一對(duì)大小相等等,方向相反反的偏心預(yù)壓壓力N,使梁截面面下邊緣混凝凝土產(chǎn)生預(yù)壓壓應(yīng)力c(圖9--l),當(dāng)外外荷載作用時(shí)時(shí),截面下邊邊緣將產(chǎn)生拉拉應(yīng)力t(圖9--l),最后后的應(yīng)力分布布為上述兩種種情況的疊加加,梁的下邊邊緣應(yīng)力可能能是數(shù)值很小小的拉應(yīng)力。((圖9-1)),也可能是是壓應(yīng)力。也也就是說,由由于預(yù)壓應(yīng)力力c的作用,可可部分抵消或或全部抵消外外荷載所引起起的拉應(yīng)力tt,因而延緩緩了混凝土構(gòu)構(gòu)件的開裂或或者構(gòu)件不開開裂。圖9-2為兩根根具有相同材材料強(qiáng)度、跨跨度、截面尺尺寸和配筋量量的梁的—(荷載—撓撓度)曲線對(duì)比圖圖。其中一根根為普通鋼筋筋混凝土梁,另另一根為預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土梁梁。可以看出出,預(yù)應(yīng)力梁梁的開裂荷載載FpcI,大于于鋼筋混凝土土梁的開裂荷荷載FpcI;同時(shí)時(shí)在使用荷載載作用下,前前者并未開裂裂而后者已開開裂,且前者者的撓度小于于后者的撓度度;但兩者最最終的破壞荷荷載基本相同同。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)與普普通鋼筋混凝凝士結(jié)構(gòu)相比比,其主要優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是:(1)不會(huì)過早早地出現(xiàn)裂縫縫,抗裂性好好。(2)可合理地地利用高強(qiáng)鋼鋼材和混凝土土,與鋼筋混混凝土相比,可可節(jié)約鋼材330~50%%,減輕結(jié)構(gòu)構(gòu)自重達(dá)300%左右,且且跨度越大越越經(jīng)濟(jì)。圖9—1預(yù)應(yīng)應(yīng)力梁的受力力情況圖9—22梁的荷荷載—繞度曲曲線對(duì)比圖(a)
壓力力作用下;(b)荷載載作用下;(c)預(yù)壓壓力與荷載共共同作用下;;(3)由于抗裂裂性能好,提提高了結(jié)構(gòu)的的剛度和耐久久性,加之反反拱作用,減減少了結(jié)構(gòu)及及構(gòu)件的變形形。(4))擴(kuò)大了混凝凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)應(yīng)用范圍。(5)通過預(yù)加加應(yīng)力,使結(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)受了一一次檢驗(yàn)。從從某種意義上上講,預(yù)應(yīng)力力混凝土可稱稱為事先檢驗(yàn)過過的結(jié)構(gòu)。(6)預(yù)加應(yīng)力力還可做為土土木工程結(jié)構(gòu)構(gòu)施工中的一一種拼裝手段段和加固措施施。預(yù)應(yīng)力力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的缺點(diǎn)是相相對(duì)鋼筋混凝凝土而言計(jì)算算繁雜,施工工技術(shù)要求高高,需要張拉拉及錨具設(shè)備備等,故不宜宜將其用于普普通鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)完全全適用的地方方。9.1.2預(yù)加應(yīng)力的的方法常用的施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法主主要有兩種::1.先張法在澆筑混凝土前前先張拉預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的方方法稱為先張張法。其主要要工序如圖99—3所示::先在臺(tái)座上張張拉鋼筋,并并作臨時(shí)固定定,然后澆灌灌混凝土,等等混凝土達(dá)到到一定強(qiáng)度后后(約為設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度的70%%以上),放放松鋼筋,鋼鋼筋在回縮時(shí)時(shí)要擠壓混凝凝土,使混凝凝土獲得頂加加應(yīng)力。所以以先張法是靠靠鋼筋與混凝凝土之間的粘粘結(jié)力來傳遞遞預(yù)加應(yīng)力的的。制作先張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力構(gòu)件一般般需要臺(tái)座、千千斤頂、傳力力架和錨具等等設(shè)備,臺(tái)座座承受張拉力力的反力,長(zhǎng)長(zhǎng)度較大,要要求具有足夠夠的強(qiáng)度和剛剛度,且不滑滑移,不傾覆覆。當(dāng)構(gòu)件尺尺寸不大時(shí),也可可用鋼模代替替臺(tái)座,在其其上直接張拉拉。千斤頂和和傳力架隨構(gòu)構(gòu)件的形式,尺尺寸及張拉力力大小的不同同而有多種類類型。先張法法中應(yīng)用的錨錨具又稱工具具錨具或夾具具,其作用是是在張拉端夾夾住鋼筋進(jìn)行行張拉或在兩兩端臨時(shí)固定定鋼筋,可以以重復(fù)使用,這這種錨具的種種類較多。2.后張法在混凝土結(jié)硬后后的構(gòu)件上直直接張拉預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的方方法稱為后張張法,其主要要工序如圖(99—4)所示示:先制作混混凝土構(gòu)件,在在構(gòu)件中預(yù)留留孔道,待混混凝土達(dá)到規(guī)規(guī)定的強(qiáng)度后后,在孔道中中穿鋼筋或鋼鋼筋束,利用用構(gòu)件本身作作為臺(tái)座,張張拉鋼筋時(shí),混混凝土同時(shí)受受到擠壓。張張拉完畢,在在張拉端用錨錨具錨住鋼筋筋,并在孔道道內(nèi)壓力灌漿漿。由此可看看出,后張法法是依靠鋼筋筋端部的錨具具來傳遞預(yù)加加應(yīng)力的。制作后張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力結(jié)構(gòu)及構(gòu)構(gòu)件不需要臺(tái)臺(tái)座,張拉鋼鋼筋常用千斤斤頂。也可采采用電熱法,即即對(duì)鋼筋通以以低壓強(qiáng)電流流,使其受熱熱伸長(zhǎng),切斷斷電源錨固鋼鋼筋后,鋼筋筋回縮,混凝凝土受到預(yù)加加應(yīng)力。后張張法的錨具永永遠(yuǎn)安置在構(gòu)構(gòu)件上,起著著傳遞預(yù)應(yīng)力力的作用,故故又稱工作錨錨具,根據(jù)所所錨對(duì)象和預(yù)預(yù)加力的大小小,可分多種種類型。圖9——3先張法法主要工序示示意圖(a)鋼筋就位位;(b)張張拉鋼筋;(cc)臨時(shí)固定定鋼筋;澆灌灌混凝土并養(yǎng)護(hù);;(d)放松松鋼筋,鋼筋筋回縮;混凝凝土受預(yù)壓圖9—4后張張法主要工序序示意圖(a)制作構(gòu)件件,預(yù)留孔道道,穿束;(b)安裝裝錨具及千斤斤頂;(c)張拉鋼筋筋;(d)錨錨住鋼筋,拆拆除千斤頂,孔孔道壓力灌漿漿
3.兩種方法的的適用范圍先張法與后張法法相比較:先先張法工藝比比較簡(jiǎn)單.但但需要臺(tái)座((或鋼模)設(shè)設(shè)施;后張法法工藝較復(fù)雜雜,需要對(duì)構(gòu)構(gòu)件安裝永久久性的工作錨錨具,但不需需要臺(tái)座。前前者適用于在在預(yù)制構(gòu)件廠廠批量制造的的,方便運(yùn)輸輸?shù)闹行⌒蜆?gòu)構(gòu)件;后者適適用于在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)成型的大型型構(gòu)件,在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分階段張張拉的大型構(gòu)構(gòu)件以至整個(gè)個(gè)結(jié)構(gòu)。先張張法只適用于于直線預(yù)應(yīng)力力鋼筋;后張張法既適用直直線預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋又適用于于曲線預(yù)應(yīng)力力鋼筋。在有有的結(jié)構(gòu)中,可可同時(shí)采用先先張法和后張張法施工。例例如在結(jié)構(gòu)中中采用很多尺尺寸相同的構(gòu)構(gòu)件,則用先先張法對(duì)它們們分批制造是是經(jīng)濟(jì)的;當(dāng)當(dāng)構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝就位位后,采用后后張法將它們們聯(lián)成整體,形形成結(jié)構(gòu)是合合理的。先張張法與后張法法雖然是以在在澆筑混凝土土的前后張拉拉鋼筋來區(qū)分分,但其本質(zhì)質(zhì)差別卻在于于對(duì)混凝土構(gòu)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的途徑。先先張法是通過過預(yù)應(yīng)力筋與與混凝土間的的粘結(jié)作用來來施加預(yù)應(yīng)力力;后張法則則通過錨具施施加預(yù)應(yīng)力。例例如,電熱法法利用低壓強(qiáng)強(qiáng)電流使鋼筋筋受熱伸長(zhǎng),通通過錨具使鋼鋼筋固定在構(gòu)構(gòu)件上,斷電電后利用鋼筋筋冷卻回縮建建立預(yù)應(yīng)力,為為后張法:而而采用膨脹水水泥制做的配配有鋼筋的混混凝土構(gòu)件,由由于鋼筋阻止止了混凝土的的自由膨脹,可可取得預(yù)壓混混凝土的效果果,從施加預(yù)預(yù)壓應(yīng)力的途途徑來看,為為先張法。9.1.3錨具具錨具是后張法預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土工程中必不不可少的重要要工具和附件件。它不僅是是建立預(yù)應(yīng)力力的關(guān)鍵因素素之一,而且且是傳遞預(yù)應(yīng)應(yīng)力的重要構(gòu)構(gòu)造措施。錨具的形式很多多,并在不斷斷地發(fā)展與改改進(jìn),每種新新型錨具的出出現(xiàn),都是科科學(xué)研究的成成果,并形成成技術(shù)專利。下下面簡(jiǎn)要介紹紹對(duì)錨具的一一般要求和特特點(diǎn),以及幾幾種常見的錨錨具。1.對(duì)錨具的要要求設(shè)計(jì)、制作、選選擇和使用錨錨具時(shí),應(yīng)盡盡可能滿足下下列要求:((1)受力可可靠;(2))預(yù)應(yīng)力損失失?。?3))構(gòu)造簡(jiǎn)單,便便于加工;((4)張拉設(shè)設(shè)備輕便簡(jiǎn)單單,方便迅速速;(5)材材料省、價(jià)格格低,有市場(chǎng)場(chǎng)前景。2.錨具的形式式錨具的形式很多多,可從不同同角度進(jìn)行下下面幾種分類類。按錨具的材料分分,有鋼制的的錨具、混凝凝土制的錨具具等。有時(shí)一一個(gè)錨具的各各個(gè)零件根據(jù)據(jù)需要,可采采用不同的材材料制成。按錨固的鋼筋類類型分,有錨錨固粗鋼筋的的錨具,錨固固鋼筋(絲))束的錨具,錨錨固鋼鉸線的的錨具等。對(duì)對(duì)于粗鋼筋,一一般是一個(gè)錨錨具錨住一根根鋼筋;對(duì)于于鋼筋(絲))束和鋼鉸線線,一個(gè)錨具具須同時(shí)錨住住若干根鋼筋筋或鋼鉸線,它它們往往按環(huán)環(huán)形,圓形或或矩形排列。按錨固和傳遞預(yù)預(yù)拉力的原理理分,有依靠靠承壓力的錨錨具、依靠摩摩擦力的錨具具、依靠粘結(jié)結(jié)力的錨具等等。按錨具使用的部部位區(qū)分,有有張拉端的錨錨具和固定端端的錨具兩種種。有的錨具具既可用于張張拉端,又可可用于固定端端。有的錨具具用于不同部部位時(shí),其內(nèi)內(nèi)部構(gòu)造有所所不同。錨具的形式不同同,采用的張張拉設(shè)備(千千斤頂和傳力力架等)也不不同,它們往往往經(jīng)過專門門的設(shè)計(jì),配配套使用,并并有特定的張張拉工序和構(gòu)構(gòu)造要求,有有的已形成工工法。3.幾種常見的的錨具圖9—5螺絲端桿錨錨具
(1)螺絲端桿桿錨具。在單單根預(yù)應(yīng)力粗粗鋼筋的兩端端各焊一短段段螺絲端桿,配配上螺帽和墊墊板就形成圖9—55所示的螺絲絲端桿錨具,螺螺絲端桿用冷冷拉或熱處理理45號(hào)鋼制制成,螺紋用用細(xì)牙,端桿桿與預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的焊接宜宜在預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋冷拉前進(jìn)進(jìn)行。預(yù)拉力通過螺絲絲桿上螺紋斜斜面上的承壓壓力傳到螺帽帽,再經(jīng)過墊墊板承壓在預(yù)預(yù)留孔道口四四周的混凝土土構(gòu)件上。這種錨具既可用用于張拉端,也也可用于固定定端,張拉時(shí)時(shí)采用一般的的千斤頂,單單根張拉,將將千斤頂拉桿桿(端部帶有有內(nèi)螺紋)擰擰緊在螺絲端端桿的螺紋上上進(jìn)行張拉;;張拉力從幾幾十千牛到幾幾百千牛,張張拉完畢后,旋旋緊螺帽,鋼鋼筋就被錨住住。此類錨具具的優(yōu)點(diǎn)是比比較簡(jiǎn)單,且且錨固后千斤斤頂回油時(shí),預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋基基本不發(fā)生滑滑動(dòng),如需要要,可再次張張拉。缺點(diǎn)是是對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋長(zhǎng)度的精精確度要求高高,不能太長(zhǎng)長(zhǎng)或太短,否否則螺紋長(zhǎng)度度不夠用。(2)夾具式錨錨具。這是一一種可以既可可錨固單根又又可錨固多根根鋼筋束或鋼鋼鉸線的錨具具。它由錨環(huán)環(huán)和若干塊夾夾片組成,夾夾片的塊數(shù)與與鋼筋或鋼鉸鉸線的根數(shù)相相同,每根鋼鋼鉸線均可分分開錨固,是是目前應(yīng)用較較多的錨具。其其主要產(chǎn)品有有JM12型型、OVM型型、QM型、XXM型、VSSL型等。JM12型如圖圖9—6所示示,其夾片成成楔形,截面面成扇形,每每塊夾片有兩兩個(gè)圓弧形槽槽,上有齒紋紋,以錨住鋼鋼筋,錨環(huán)可可嵌入混凝土土構(gòu)件中,也也可凸出構(gòu)件件外,當(dāng)外凸凸時(shí),常需插插入鋼墊板。預(yù)預(yù)拉力通過摩摩擦力由鋼筋筋傳給夾片,夾夾片靠斜面上上的承壓力傳傳給錨環(huán),錨錨環(huán)再通過承承壓力將預(yù)拉拉力傳給混凝凝土構(gòu)件。這這種錨具既可可用于張拉端端,也可以用用于固定端,張張拉時(shí)需采用用特別的雙作作用千斤頂。雙雙作用的含義義為:千斤頂頂可產(chǎn)生兩個(gè)個(gè)動(dòng)作,一個(gè)個(gè)夾住鋼筋進(jìn)進(jìn)行張拉,另另一是將夾片片頂入錨環(huán),將將預(yù)應(yīng)力鋼筋筋擠緊并牢牢牢錨住。圖9—66JM122錨具圖99—7弗列列希涅錨具
(3)弗列希涅涅(Freyyssineest)錨具具。如圖9--7所示,這這種錨具是用用于錨固多根根平行鋼絲束束或鋼鉸線束束的,它由錨錨環(huán)及錨塞組組成,一般用用鑄鋼制造。對(duì)對(duì)于噸位較小小的預(yù)應(yīng)力束束(如以下)),也可采用用高強(qiáng)度混凝凝土制成的錨錨環(huán)和錨塞。從從圖9-7可可以看出,錨錨環(huán)的外圈和和內(nèi)圈均用螺螺旋筋加強(qiáng),錨錨環(huán)在構(gòu)件混混凝土澆灌前前預(yù)埋在構(gòu)件件端部。預(yù)拉拉力通過摩擦擦力由鋼筋傳傳遞給錨環(huán),后后者再通過承承壓力和粘結(jié)結(jié)力將預(yù)拉力力傳給混凝土土構(gòu)件。這種錨具可用于于張拉端,也也可用于固定定端。張拉采采用特別的雙雙作用千斤頂頂,一方面張張拉鋼筋,一一方面將錨塞塞推入擠緊。(4)鐓頭錨具具。如圖9--8所示,這這種錨具由錨錨環(huán)、外螺帽帽、內(nèi)螺帽和和墊板組成,均均為45號(hào)鋼鋼制成。錨環(huán)環(huán)應(yīng)先進(jìn)行熱熱處理調(diào)質(zhì)后后再加工,錨錨環(huán)上的孔洞洞數(shù)和間距均均由被錨固的的鋼筋的根數(shù)數(shù)和排列方式式而定,它可可用于錨固多多根直徑為110~18的的平行鋼筋束束,或錨固118根以下直直徑的平行鋼鋼絲束。操作時(shí),將鋼筋筋穿過錨杯孔孔眼,用冷鐓鐓或熱鐓的方方法把鋼筋的的端頭鍛粗成成圓頭,與錨錨環(huán)固定,然然后將預(yù)應(yīng)力力鋼筋束連同同錨環(huán)一起穿穿過構(gòu)件的預(yù)預(yù)留孔道,待待鋼筋伸出孔孔道口后,套套上螺帽進(jìn)行行張拉,邊張張拉邊旋緊內(nèi)內(nèi)螺帽。預(yù)拉拉力依靠鐓頭頭的承壓力傳傳給錨環(huán),再再依靠螺紋斜斜面上的承壓壓力傳給螺帽帽,最后通過過墊板傳給混混凝土構(gòu)件。(5)后張自錨錨錨具。如圖圖9-9所示示,把混凝土土構(gòu)件端部的的預(yù)留孔道擴(kuò)擴(kuò)大為錐形孔孔,張拉鋼筋筋到規(guī)定值后后,維持預(yù)拉拉力不變,在在錐形孔內(nèi)澆澆灌高強(qiáng)度混混凝土,即形形成自錨頭。待待自錨頭混凝凝土達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)強(qiáng)度后放松松鋼筋,鋼筋筋回縮,依靠靠粘結(jié)力將預(yù)預(yù)拉力傳給自自錨頭,后者者傳給混凝土土構(gòu)件。圖9—8墩頭頭錨具圖9——9后張自自錨錨具除了上述幾種常常見的錨具外外,目前還經(jīng)經(jīng)常用到JMM、SF、YYM、VLMM等錨具,在在無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力樓蓋中經(jīng)經(jīng)常用到單根根無(wú)粘結(jié)鋼絞絞線束的錨具具等。9.1.4預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土的材料1.鋼材與普通混凝土構(gòu)構(gòu)件不同,鋼鋼筋在預(yù)應(yīng)力力構(gòu)件中,從從構(gòu)件制作開開始,到構(gòu)件件破壞為止,始始終處于高應(yīng)應(yīng)力狀態(tài),故故對(duì)鋼筋有較較高的質(zhì)量要要求。歸納起起來,有下列列幾方面:(1)高強(qiáng)度。為為了使混凝土土構(gòu)件在發(fā)生生彈性回縮、收收縮及徐變后后,其內(nèi)部仍仍能建立較高高的預(yù)壓應(yīng)力力,就需采用用較高的初始始張拉應(yīng)力,故故要求預(yù)應(yīng)力力鋼筋具有較較高的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度。⑵與混凝土間有有足夠的粘結(jié)結(jié)強(qiáng)度。由于于在受力傳遞遞長(zhǎng)度內(nèi)鋼筋筋與混凝土間間的粘結(jié)力是是先張法構(gòu)件件建立預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力的前提,故故在先張法構(gòu)構(gòu)件中必須保保證兩者間有有足夠的粘結(jié)結(jié)強(qiáng)度。(3)良好的加加工性能。良良好的可焊性性、冷鐓性及及熱鐓性能等等。(4)具有一定定的塑性。為為了避免構(gòu)件件發(fā)生脆性破破壞,要求預(yù)預(yù)應(yīng)力筋在拉拉斷時(shí)具有一一定的延伸率率,當(dāng)構(gòu)件處處于低溫環(huán)境境和沖擊荷載載條件下,此此點(diǎn)更為重要要。一般說來來,要求極限限延伸率。常用的預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋有:(1)中高強(qiáng)鋼鋼絲。中高強(qiáng)強(qiáng)鋼絲是采用用優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼盤條,經(jīng)過過幾次冷拔后后得到。中強(qiáng)強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度度為800——1200,高高強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)強(qiáng)度為14770—18660,鋼絲直直徑為~。為增加與與混凝土的粘粘結(jié)強(qiáng)度,鋼鋼絲表面可采采用“刻痕”或或“壓波”。鋼鋼絲經(jīng)冷拔后后,存在較大大的內(nèi)應(yīng)力,一一般都需要采采用低溫回火火處理來消除除內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)經(jīng)這樣處理的的鋼絲稱為消消除應(yīng)力鋼絲絲,其比例極極限、條件屈屈服強(qiáng)度和彈彈性模量均比比消除應(yīng)力前前有所提高,塑塑性也有所改改善。(2)鋼絞線。鋼鋼絞線是用33股或7股高高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)結(jié)而成的一種種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力力鋼筋,其中中以7股鋼絞絞線應(yīng)用最多多。7股鋼絞絞線的公稱直直徑為~,強(qiáng)度可高高達(dá)18600。3股鋼絞絞線用途不廣廣,僅用于某某些先張法構(gòu)構(gòu)件。(3)熱處理鋼鋼筋。用熱軋軋中碳低合金金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)質(zhì)熱處理后制制成的高強(qiáng)度度鋼筋,直徑徑有,,三種,抗拉拉強(qiáng)度為14470。除冷冷拉低合金鋼鋼筋外,其余余預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的應(yīng)力—應(yīng)應(yīng)變曲線均無(wú)無(wú)明顯屈服點(diǎn)點(diǎn),采用殘余余應(yīng)變?yōu)榈臈l條件屈服點(diǎn)作作為抗拉強(qiáng)度度的設(shè)計(jì)指標(biāo)標(biāo)。(4)無(wú)粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力束。無(wú)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力力束是由和鋼絲束、油油脂涂料層和和包裹層組成成。油脂涂料料使預(yù)應(yīng)力束束與其周圍混混凝土隔離,減減少摩擦損失失,防止預(yù)應(yīng)應(yīng)力束銹蝕。護(hù)護(hù)套包裹層的的作用是保護(hù)護(hù)油脂涂料及及隔離預(yù)應(yīng)力力束和混凝土土,應(yīng)有一定定的強(qiáng)度以防防止施工中破破損及一定的的耐腐蝕性。目目前多采用低低密度聚乙烯烯與油脂涂料料一同在預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋上擠出出形成無(wú)粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力束的的生產(chǎn)工藝。2.混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件對(duì)混凝土土的基本要求求是:(1)高強(qiáng)度。預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土必須具有較較高的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度,這樣才才能承受大噸噸位的預(yù)應(yīng)力力,有效地減減少構(gòu)件的截截面尺寸,減減輕構(gòu)件自重重,節(jié)約材料料。對(duì)于先張張法構(gòu)件,高高強(qiáng)度的混凝凝土具有較高高的粘結(jié)強(qiáng)度度,可減少端端部應(yīng)力傳遞遞長(zhǎng)度,故在在預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件中,混混凝土強(qiáng)度等等級(jí)不應(yīng)低于于C30級(jí);;當(dāng)采用高強(qiáng)強(qiáng)鋼絲、鋼鉸鉸線和熱處理理鋼筋作預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋時(shí),混混凝土強(qiáng)度等等級(jí)不應(yīng)低于于C40級(jí)。(2)收縮、徐徐變小。這樣樣可以減少由由于收縮、徐徐變引起的預(yù)預(yù)應(yīng)力損失。(3)快硬、早早強(qiáng)。這樣可可盡早地施加加預(yù)應(yīng)力,以以提高臺(tái)座、模模具、夾具的的周轉(zhuǎn)率,加加快施工進(jìn)度度,降低管理理費(fèi)用。9.1.5張張拉控制應(yīng)力力張拉控制應(yīng)力是是指張拉鋼筋筋時(shí),張拉設(shè)設(shè)備(如千斤斤頂上油壓表表)所指示出出的總張拉力力除以預(yù)應(yīng)力力鋼筋截面面面積得出的應(yīng)應(yīng)力值,以表表示。為了充分利用預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋,應(yīng)盡可能高一些,這樣可對(duì)混凝土建立較大的預(yù)壓應(yīng)力,以達(dá)到節(jié)約材料的目的。但如果值過高,會(huì)產(chǎn)生下列問題:(1)會(huì)增加預(yù)應(yīng)力筋的松弛應(yīng)力損失;(2)當(dāng)進(jìn)行超張拉時(shí),應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度,可能會(huì)使個(gè)別鋼筋產(chǎn)生永久變形或脆斷;(3)降低構(gòu)件的延性。因此值必須加以控制,其大小主要與鋼材種類及張拉方法等因素有關(guān)。與張拉方法的關(guān)關(guān)系:先張法法,當(dāng)放松預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋使使混凝土受到到預(yù)壓力時(shí),鋼鋼筋即隨著混混凝土的彈性性壓縮而回縮縮,此時(shí)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的預(yù)預(yù)拉應(yīng)力已小小于張拉控制制應(yīng)力。后張張法的張拉力力由構(gòu)件承受受,它受力后后立即因受壓壓而縮短,故故儀表指示的的張拉控制應(yīng)應(yīng)力是已扣除除混凝土彈性性壓縮后的鋼鋼筋應(yīng)力。因因此,當(dāng)值相相同時(shí),不論論受荷前,還還是受荷后,后后張法構(gòu)件中中鋼筋的實(shí)際際應(yīng)力值總比比先張法構(gòu)件件的實(shí)際應(yīng)力力值為高,故故后張法的值值應(yīng)適當(dāng)?shù)陀谟谙葟埛??!兑?guī)范》規(guī)定的的張拉控制應(yīng)應(yīng)力限值[]]如表9-11所示。表9-1張拉控制制應(yīng)力限值[[]鋼筋種類張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.750.75熱處理鋼筋0.700.65表中為預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件件時(shí),表9--1所列的數(shù)數(shù)值可根據(jù)具具體情況和施施工經(jīng)驗(yàn)作適適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在在下列情況下下,可將提高高:(1)為為了提高構(gòu)件件制作、運(yùn)輸輸及吊裝階段段的抗裂性,而而設(shè)置在使用用階段受壓區(qū)區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋;(2))為了部分抵抵消由于應(yīng)力力松弛、摩擦擦,鋼筋分批批張拉以及預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋與與張拉臺(tái)座間間的溫差因素素而產(chǎn)生的預(yù)預(yù)應(yīng)力損失,對(duì)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋進(jìn)行超張拉拉。為了避免將定得得過小,《規(guī)規(guī)范》規(guī)定值值不應(yīng)小于。9.1.6預(yù)預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件在制造、運(yùn)運(yùn)輸、安裝、使使用的各個(gè)過過程中,由于于張拉工藝和和材料特性等等原因,使鋼鋼筋中的張拉拉應(yīng)力逐漸降降低的現(xiàn)象,稱稱為預(yù)應(yīng)力損損失。引起預(yù)應(yīng)力損失失的因素很多多,下面討論論引起預(yù)應(yīng)力力損失的原因因,損失值的的計(jì)算方法和和減少預(yù)應(yīng)力力損失的措施施。1.張拉端錨具具變形和鋼筋筋內(nèi)縮引起的的預(yù)應(yīng)力損失失。預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固固時(shí),由于錨錨具、墊板與與構(gòu)件之間的的所有縫隙被被擠緊,鋼筋筋和楔塊在錨錨具中的滑移移,使已拉緊緊的鋼筋內(nèi)縮縮了,造成預(yù)預(yù)應(yīng)力損失,其其預(yù)應(yīng)力損失失值可按下列列方法計(jì)算::(1)預(yù)應(yīng)力直直線鋼筋由于于錨具變形和和預(yù)應(yīng)力鋼筋筋內(nèi)縮引起的的按式9-11計(jì)算:(9——1)式中——張拉拉端錨具變形形和鋼筋內(nèi)縮縮值,按表99-2取用;;——張拉端至錨錨固端之間距距離()。錨具損失中只須須考慮張拉端端,因?yàn)楣潭ǘǘ说腻^具在在張拉鋼筋的的過程中已被被擠緊,不會(huì)會(huì)引起預(yù)應(yīng)力力損失,為了了減少錨具變變形所造成的的預(yù)應(yīng)力損失失,應(yīng)盡量少少用墊板,因因?yàn)槊吭黾右灰粔K墊板,值值就增加。表9-2錨錨具變形和鋼鋼筋的回縮值值(2)后張法構(gòu)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力曲曲線鋼筋或折折線鋼筋由于于錨具和預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮縮引起的預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失值,應(yīng)應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力力曲線鋼筋或或折線鋼筋與與孔道壁之間間反向摩擦影影響長(zhǎng)度范圍圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力力鋼筋變形值值等于錨具變變形和鋼筋內(nèi)內(nèi)縮值的條件件確定,當(dāng)預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋為為圓弧形曲線線,且時(shí),可可按下式近似似計(jì)算(圖99-10)::(9——2)反向摩擦影響長(zhǎng)長(zhǎng)度可按下列列公式計(jì)算::(9—3)式中——圓弧形形曲線預(yù)應(yīng)力力鋼筋的曲率率半徑;——預(yù)應(yīng)力鋼筋筋與孔道壁之之間的摩擦系系數(shù),按表99—3采用;;——考慮管道每每米長(zhǎng)度局部部偏差的摩擦擦系數(shù),按表表9—3采用用;——張拉端至計(jì)計(jì)算截面的距距離,符合的規(guī)定定;——錨具變形和和鋼筋內(nèi)縮值值,按表9——2采用;——預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的彈性模量量()。表9—3鋼鋼絲束、鋼絞絞線摩擦系數(shù)數(shù)孔道成型方式預(yù)埋金屬波紋管管預(yù)埋鋼管抽芯成型無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼鋼絞線0.00150.00100.00140.00350.250.250.550.09注:1、當(dāng)有可可靠的試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)資料時(shí),表表列系數(shù)值可可根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)確定;2、當(dāng)采用鋼絲絲束的鋼質(zhì)錐錐形錨具及類類似形式錨具具時(shí),尚應(yīng)考考慮錨杯口處處的附加摩擦擦損失,其值值可根據(jù)實(shí)測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)確定;;3、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼絞線的的數(shù)據(jù)適用于于由公稱直徑徑12.700mm或155.20mmm鋼絞線制成成的無(wú)粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋。圖9—10圓圓弧形曲線預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋因因錨具圖9—111摩擦引起起的預(yù)應(yīng)力損損失變形和鋼筋筋內(nèi)縮引的損損失值()阿圓弧形曲曲線預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋;()預(yù)應(yīng)力損失失值的分布2.預(yù)應(yīng)力鋼筋筋與孔道壁之之間摩擦引起起的預(yù)應(yīng)力損損失后張法構(gòu)件張拉拉鋼筋時(shí),由由于鋼筋與混混凝土孔壁之之間的摩擦,其其實(shí)際預(yù)應(yīng)力力從張拉端往往里逐漸減小小,如圖9——11所示,這這種應(yīng)力差額額稱為摩擦引引起的預(yù)應(yīng)力力損失。直線線孔道的摩擦擦損失是由于于施工時(shí)孔道道尺寸的偏差差、孔道粗糙糙以及鋼筋的的自重下垂等等原因,使鋼鋼筋某些部位位緊貼孔壁引引起的;曲線線孔道的摩擦擦損失除由于于鋼筋緊貼孔孔壁引起外,還還有由于鋼筋筋張拉時(shí)產(chǎn)生生了對(duì)孔壁的的垂直壓力而而引起的。因因此的大小與與孔道形狀和和成型方式有有關(guān):曲線孔孔道部位的摩摩擦損失比直直線孔道部位位為大??砂窗聪铝泄接?jì)計(jì)算:(9—4)
式中——從張拉拉端至計(jì)算截截面的孔道長(zhǎng)長(zhǎng)度(),亦亦可近似取該該段孔道在縱縱軸上的投影影長(zhǎng)度;——從張拉端至至計(jì)算截面曲曲線孔道部分分切線的夾角角(以弧度計(jì)計(jì))。當(dāng)不大于時(shí),可可按下列公式式近似計(jì)算::(9—5aa)為了減少摩擦損損失,可采用用以下措施::(1)對(duì)于較長(zhǎng)長(zhǎng)的構(gòu)件可在在兩端進(jìn)行張張拉,如圖99—12所示示,比較(aa)與(b)的最大摩摩擦損失值可可以看出,兩兩端張拉可減減少一半摩擦擦損失。圖9—112張拉鋼鋼筋時(shí)的摩擦擦損失(aa)一端張拉拉;(b)兩兩端張拉;(c)超超張拉(2)采用超張張拉工藝,如如圖9—122(c)所示示,若張拉工工藝為:0→→1.1,持持荷兩分鐘→→0.85→→。當(dāng)?shù)谝淮未螐埨?..1時(shí),預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力力沿EHD分布。退退至0.855后,由于鋼鋼筋與孔道的的反向摩擦,預(yù)預(yù)應(yīng)力將沿DDHGF分布布。當(dāng)再?gòu)埨習(xí)r,預(yù)應(yīng)應(yīng)力沿CGHHD分布。顯顯然比圖9--12a所建立的預(yù)預(yù)應(yīng)力要均勻勻些,預(yù)應(yīng)力力損失也小一一些。3.混凝土加熱熱養(yǎng)護(hù)時(shí),受受張拉的鋼筋筋與承受拉力力的設(shè)備之間間溫差引起的的預(yù)應(yīng)力損失失。為了縮短先張法法構(gòu)件的生產(chǎn)產(chǎn)周期,常采采用蒸汽養(yǎng)護(hù)護(hù)混凝土的辦辦法,升溫時(shí)時(shí),新澆的混混凝土尚未結(jié)結(jié)硬,鋼筋受受熱自由膨脹脹,但兩端的的臺(tái)座是固定定不動(dòng)的,距距離保持不變變,故鋼筋就就松了,降溫溫時(shí),混凝土土已結(jié)硬并和和鋼筋結(jié)成整整體,不能自自由回縮,構(gòu)構(gòu)件中鋼筋的的應(yīng)力也就不不能恢復(fù)到原原來的張拉值值,于是就產(chǎn)產(chǎn)生了溫差損損失??山频刈饕韵孪掠?jì)算:若預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋與與承受拉力的的設(shè)備之間的的溫差為△tt(℃),鋼鋼筋的線膨脹脹系數(shù)為(1110/℃),那那么由溫差引引起的鋼筋應(yīng)應(yīng)變?yōu)椤鱰,..則應(yīng)力損失失為:(9—5b)減少溫差損失,可可采用以下措措施:(1)采用兩次次升溫養(yǎng)護(hù),先先在常溫下養(yǎng)養(yǎng)護(hù),待混凝凝土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)達(dá)到C7至至C10時(shí),再再逐漸升溫。此此時(shí)可以認(rèn)為為鋼筋與混凝凝土已結(jié)成整整體,能一起起脹縮而無(wú)應(yīng)應(yīng)力損失。(2)在鋼模上上張拉預(yù)應(yīng)力力構(gòu)件,因鋼鋼模和構(gòu)件一一起加熱養(yǎng)護(hù)護(hù),不存在溫溫差,可不考考慮此項(xiàng)損失失。4.預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的應(yīng)力松弛弛引起的預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失鋼筋的應(yīng)力松弛弛是指鋼筋受受力后,在長(zhǎng)長(zhǎng)度不變的條條件下,鋼筋筋的應(yīng)力隨時(shí)時(shí)間的增長(zhǎng)而而降低的現(xiàn)象象,顯然,預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋張張拉后固定在在臺(tái)座或構(gòu)件件上時(shí),都會(huì)會(huì)引起應(yīng)力松松弛損失。應(yīng)力松弛與時(shí)間間有關(guān):在張張拉初期發(fā)展展很快,第一一分鐘內(nèi)大約約完成50%%,24小時(shí)時(shí)內(nèi)約完成880%,10000小時(shí)以以后增長(zhǎng)緩慢慢,50000小時(shí)后仍有有所發(fā)展。應(yīng)應(yīng)力松弛損失失值與鋼材品品種有關(guān):冷冷拉熱軋鋼筋筋的應(yīng)力松弛弛比碳索鋼絲絲、冷拔低碳碳鋼絲、鋼鉸鉸線鋼筋的應(yīng)應(yīng)力松弛小。應(yīng)應(yīng)力松弛損失失值還與初始始應(yīng)力有關(guān)::當(dāng)初始應(yīng)力力小于時(shí),松松弛與初始應(yīng)應(yīng)力成線性關(guān)關(guān)系,當(dāng)初始始應(yīng)力大于時(shí)時(shí),松弛顯著著增大,在高高應(yīng)力下短時(shí)時(shí)間的松弛可可達(dá)到低應(yīng)力力下較長(zhǎng)時(shí)間間才能達(dá)到的的數(shù)值。根據(jù)據(jù)這一原理,若若采用短時(shí)間間內(nèi)超張拉的的方法,可減減少松弛引起起的預(yù)應(yīng)力損損失。常用的的超張拉程序序?yàn)椋?→11.05~11.1→持荷荷2~5分鐘鐘→0→?!兑?guī)范》規(guī)定預(yù)預(yù)力鋼筋的應(yīng)應(yīng)力松弛損失失按下列方法法計(jì)算:(1)普通松松弛預(yù)應(yīng)力鋼鋼絲和鋼絞線線:(99—6)此處,—次張拉拉:;超張拉拉:(2)低松弛預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼絲和和鋼絞線:當(dāng)時(shí)(99—7)當(dāng)時(shí)(99—8)(3)熱處理理鋼筋:一次張拉:(99—9)超張拉:(9—110)5.混凝土收縮縮和徐變引起起的預(yù)應(yīng)力損損失在一般濕度條件件下(相對(duì)溫溫度60~770%),混混凝土結(jié)硬時(shí)時(shí)體積收縮::而在預(yù)壓力力作用下,混混凝土又發(fā)生生徐變。徐變變、收縮都使使構(gòu)件的長(zhǎng)度度縮短,造成成預(yù)應(yīng)力損失失。由于收縮和徐變變是伴隨產(chǎn)生生的,且兩者者的影響因素素很相似,而而由收縮和徐徐變引起的鋼鋼筋應(yīng)力變化化的規(guī)律也基基本相同,故故可將兩者合合并在一起予予以考慮,《規(guī)規(guī)范》規(guī)定的的由混凝土收收縮及徐變引引起的受拉區(qū)區(qū)和受壓區(qū)預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的預(yù)應(yīng)力損失失可按下列公公式計(jì)算:(1)先張法構(gòu)構(gòu)件:(99—11)(99—12)(2)后張法構(gòu)構(gòu)件:(9——13)(99—14)式中、———在受拉區(qū)、受受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力力鋼筋合力點(diǎn)點(diǎn)處的混凝土土法向壓應(yīng)力力;——施加預(yù)應(yīng)力力時(shí)的混凝土土立方體抗壓壓強(qiáng)度;、——受拉區(qū),受受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力力鋼筋和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的配筋率:對(duì)對(duì)先張法構(gòu)件件,;對(duì)后張法法構(gòu)件,,。對(duì)于對(duì)稱稱配置預(yù)應(yīng)力力鋼筋和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的構(gòu)件,取,此此時(shí)配筋率應(yīng)應(yīng)按其鋼筋截截面面積的一一半進(jìn)行計(jì)算算。由式9—11~~9—14可可見,后張法法構(gòu)件的取值值比先張法構(gòu)構(gòu)件要低,這這是因?yàn)楹髲垙埛?gòu)件在施施加預(yù)應(yīng)力時(shí)時(shí),混凝土已已完成部分收收縮。計(jì)算、時(shí),預(yù)應(yīng)力力損失僅考慮慮混凝土預(yù)壓壓前(第一批批)的損失,其其非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋中的應(yīng)力力、的值應(yīng)取為為零,并可根根據(jù)構(gòu)件制作作情況考慮自自重的影響。對(duì)處于于干燥環(huán)境(年年平均相對(duì)濕濕度低于400%)的結(jié)構(gòu)構(gòu),及值應(yīng)增加330%?;炷潦湛s、徐徐變引起的應(yīng)應(yīng)力損失值,在在曲線配筋構(gòu)構(gòu)件中可占總總損失值的330%左右,而在直線線配筋構(gòu)件中中則占60%%左右.為了了減少這種應(yīng)應(yīng)力損失,應(yīng)應(yīng)采取減少混混凝土收縮和和徐變的各種措措施,同時(shí)應(yīng)應(yīng)控制混凝土土的預(yù)壓應(yīng)力力,使、。對(duì)重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件,當(dāng)需要要考慮與時(shí)間間相關(guān)的混凝凝土收縮、徐徐變及鋼筋應(yīng)應(yīng)力松弛預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失值時(shí)時(shí),可按本規(guī)規(guī)范附錄進(jìn)行行計(jì)算6.環(huán)形構(gòu)件用用螺旋式預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋作配配筋時(shí)所引起起的預(yù)應(yīng)力損損失。這項(xiàng)損失發(fā)生在在用螺旋式預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋作作配筋的環(huán)形形構(gòu)件中,混混凝土在預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的擠擠壓下發(fā)生局局部壓陷,使使構(gòu)件直徑減減小,引起預(yù)預(yù)應(yīng)力損失。的大小與構(gòu)件直徑成反比?!兑?guī)范》規(guī)定,當(dāng)構(gòu)件直徑時(shí),;當(dāng),此項(xiàng)損失可忽略不計(jì)。7.預(yù)應(yīng)力損失失的組合以上分項(xiàng)討論了了各種預(yù)應(yīng)力力損失值。實(shí)實(shí)際上,損失失值是按不同同的張拉方法法分兩批產(chǎn)生生的,其組合合項(xiàng)目可按表表9—4進(jìn)行行。表9—4各階階段預(yù)應(yīng)力損損失值的組合合項(xiàng)次預(yù)應(yīng)力損失組合合先張法結(jié)構(gòu)后張法結(jié)構(gòu)12混凝土預(yù)壓前(第一批)損失混凝土預(yù)壓后(第二批)損失表9—4中應(yīng)注注意以下兩點(diǎn)點(diǎn):(1)電電熱后張法構(gòu)構(gòu)件可不考慮慮摩擦損失;;(2)先張張法構(gòu)件的值在在第一批和第第二批損失中中所占比例可可根據(jù)實(shí)際情情況確定,一一般情況下,可可各取?!兑?guī)范》要求按按上述規(guī)定計(jì)計(jì)算得到的預(yù)預(yù)應(yīng)力總損失失值應(yīng)不小于于下列數(shù)值::先張法構(gòu)件::后張法構(gòu)件::9.1.7預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的預(yù)應(yīng)力傳遞遞長(zhǎng)度在先張法構(gòu)件中中,預(yù)應(yīng)力是是靠鋼筋與混混凝土之間的的粘結(jié)力來傳傳遞的。當(dāng)切切斷(或放松松)預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋時(shí),在構(gòu)構(gòu)件端部鋼筋筋的應(yīng)力為零零,由端部向向中間逐漸增增大,到一定定長(zhǎng)度后到達(dá)達(dá)預(yù)應(yīng)力值,,如圖9一113所示。由由預(yù)應(yīng)力值為為零到有效預(yù)預(yù)應(yīng)力區(qū)段的的長(zhǎng)度稱為傳傳遞長(zhǎng)度。在在此長(zhǎng)度內(nèi),應(yīng)應(yīng)力差由鋼筋筋與混凝土之之間的粘結(jié)力力來平衡。應(yīng)應(yīng)力值實(shí)際是是按曲線規(guī)律律變化的,為為了簡(jiǎn)化計(jì)算算,《規(guī)范》規(guī)規(guī)定,可近似似按直線考慮慮:預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的預(yù)應(yīng)力力傳遞長(zhǎng)度應(yīng)應(yīng)按式(6--15)計(jì)算算:(99—15)式中—放張張時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的有效預(yù)預(yù)應(yīng)力;—預(yù)應(yīng)力鋼筋的的公稱直徑,按按附表14,附表15采用;—預(yù)應(yīng)力鋼筋的的外形系數(shù),按按下表采用;;鋼筋類型光面鋼筋帶肋鋼筋刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲三股鋼絞線七股鋼絞線0.160.140.190.130.160.17
—與放張時(shí)混凝凝土立方體抗抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的軸心抗抗拉強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)采用驟然放松松預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的施工工藝藝時(shí),的起點(diǎn)應(yīng)從距距構(gòu)件末端0.25處開始計(jì)算。9.1.8
構(gòu)件端部錨固固區(qū)局部受壓壓承載力計(jì)算算
在后張法構(gòu)件中中,由于錨具具下墊板面積積很小,因此此構(gòu)件端部承承受很大的局局部壓力,其其圖圖9—13內(nèi)的變化圖壓應(yīng)力要經(jīng)過一一段距離才能能擴(kuò)展到整個(gè)個(gè)截面上,如如圖9—144所示。錨固固區(qū)混凝土處處于三向受力力狀態(tài)。根據(jù)據(jù)有限元分析析,近墊板處處為壓應(yīng)力,距距離端部較遠(yuǎn)遠(yuǎn)處為拉應(yīng)力力。當(dāng)橫向拉拉應(yīng)力超過混混凝土抗拉強(qiáng)強(qiáng)度時(shí),構(gòu)件件端部將發(fā)生生縱向裂縫,導(dǎo)導(dǎo)致局部受壓壓承載力不足足而破壞。因因此需要進(jìn)行行錨具下混凝凝土的截面尺尺寸和承載能能力的驗(yàn)算。1.局部受壓區(qū)區(qū)的截面尺寸寸驗(yàn)算為防止構(gòu)件發(fā)生生因局部受壓壓承載力不足足而導(dǎo)致破壞壞,可配置間間接鋼筋,但但這并不能防防止混凝土開開裂。錨固區(qū)區(qū)的抗裂性能能,主要取決決于墊板及構(gòu)構(gòu)件的端部尺尺寸?!兑?guī)范范》規(guī)定,局局部受壓區(qū)的的截面尺寸應(yīng)應(yīng)符合下列要要求:
圖9—144端部局部部壓應(yīng)力分布布圖(9——16)(9—117)式中—局部受受壓面上作用用的局部荷載載或局部壓力力設(shè)計(jì)值;對(duì)對(duì)后張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件中的錨頭頭局壓區(qū)的壓壓力設(shè)計(jì)值,應(yīng)應(yīng)取1.2倍張拉控制力力,即—混凝土軸心抗抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值;——混凝土強(qiáng)度度影響很大系系數(shù),按《混混凝土規(guī)范》77.5.1條條的規(guī)定取用用,即C;;C;C=50~~80,按線線性內(nèi)插法確確定。—混凝土局部受受壓時(shí)的強(qiáng)度度提高系數(shù);;——混凝土局部部受壓區(qū)面積積;——混凝土局部部受壓凈面積積;對(duì)后張法法構(gòu)件,應(yīng)在在混凝土局部部受壓面積中中扣除孔道、凹凹槽部分的面面積;——局部受壓時(shí)時(shí)的計(jì)算底面面積,可根據(jù)與同心,對(duì)稱的的原則確定,對(duì)對(duì)常用情況可可按(圖9--15)取用用。2.局部受壓承承載力計(jì)算。為了保證端部截截面局部受壓壓承載能力,需需配置間接鋼鋼筋(焊網(wǎng)、螺旋筋等),配置數(shù)量按下式計(jì)算:(9—18)式中——配配置間接鋼筋筋的局部受壓壓承載力提高高系數(shù),仍按按式9-177進(jìn)行計(jì)算,但但以代替,當(dāng)時(shí),應(yīng)應(yīng)取?!g接鋼筋對(duì)對(duì)混凝土約束束的折減系數(shù)數(shù),按《混凝凝土規(guī)范》77.3.2條條的規(guī)定取用用,即C;C;C=50~~80,按線線性內(nèi)插法確確定。
5.3.2條條的規(guī)定取用用。圖9——15確定定局部受壓區(qū)區(qū)計(jì)算底面積積——配置方格網(wǎng)網(wǎng)或螺旋式間間接鋼筋范圍圍以內(nèi)的混凝凝土核芯面積積,但不應(yīng)大大于,且其重心應(yīng)應(yīng)與的重心相重合合;(99—19)當(dāng)為螺旋式配筋筋時(shí)(圖9——16b),按下列公式計(jì)計(jì)算:(9—220)式中——分分別為方格網(wǎng)網(wǎng)沿方向的鋼筋根根數(shù)和單根鋼鋼筋的截面面面積;——分別為方方格網(wǎng)沿方向的鋼筋根根數(shù)和單根鋼鋼筋的截面面面積;——螺旋式單根根間接鋼筋的的截面面積;;——配置螺旋式式間接鋼筋范范圍以內(nèi)的混混凝土直徑;;——方格網(wǎng)或或螺旋式間接接鋼筋的間距距。間接鋼筋應(yīng)配置置在圖9—116所規(guī)定的的范圍內(nèi)。對(duì)對(duì)柱接頭,尚應(yīng)不小于115倍縱向鋼鋼筋直徑。配配置方格網(wǎng)鋼鋼筋不應(yīng)少于于4片,配置置螺旋式鋼筋筋不應(yīng)少于44圈。如計(jì)算結(jié)果不能能滿足式9——16時(shí),則則對(duì)于方格網(wǎng)網(wǎng)鋼筋,應(yīng)增增加鋼筋的根根數(shù),加大鋼鋼筋的直徑,減減少鋼筋的間間距,對(duì)螺旋旋式鋼筋,應(yīng)應(yīng)加大直徑,減少螺距。(a)
(b)
圖9—16局局部受壓配筋筋(a)方格網(wǎng)配配筋;(bb)螺旋式配配筋
9.2預(yù)應(yīng)力力混凝土軸心心受拉構(gòu)件9.2.1軸軸心受拉構(gòu)件件各階段應(yīng)力力分析預(yù)應(yīng)力軸心受拉拉構(gòu)件從張拉拉鋼筋開始直直到構(gòu)件破壞壞為止,可分分為兩階段::施工階段和和使用階段。每每個(gè)階段又包包括若干個(gè)受受力過程。下下面分先張法法和后張法兩兩種情況來討討論。圖9—17表示示預(yù)應(yīng)力混凝凝土軸心受拉拉構(gòu)件各階段段的應(yīng)力變化化計(jì)算圖式。在在圖9—177所示的構(gòu)件截面中,、分別為預(yù)應(yīng)力力鋼筋及非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋截截面面積,為為混凝土的凈凈截面面積。圖9—177預(yù)應(yīng)力混混凝土軸心受受拉構(gòu)件各階階段的受力示示意圖(a)截面圖;;(b)放松預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋;(c)完成第二批損失;(d)加荷至混混凝土應(yīng)力為為零;(e)裂縫即將將出現(xiàn);(ff)破壞
1.先張法表9—6為先張張法預(yù)應(yīng)力軸軸心受拉構(gòu)件件各階段的應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)。⑴預(yù)加應(yīng)力階段段(施工階段段)。①?gòu)埨摻?,使預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力達(dá)到張拉完畢后,將鋼筋錨固在臺(tái)座上,由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮,產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失,此時(shí)的鋼筋應(yīng)力為;②澆灌混凝士士、養(yǎng)護(hù),直直到放松鋼筋筋前,又產(chǎn)生生溫差損失和部分鋼筋松松弛損失;完成了第一批損損失,鋼筋應(yīng)力為為,其中,混凝土尚未受受力,。③待混凝土結(jié)結(jié)硬后,放松松鋼筋,依靠靠鋼筋與混凝凝土的粘結(jié)力力,鋼筋回縮縮產(chǎn)生壓應(yīng)力力為。由于鋼筋與與棍凝土的變變形必須協(xié)調(diào)調(diào),鋼筋的拉拉應(yīng)力相應(yīng)減減少即(9——21)式中——預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋彈彈性模量與矚矚凝土彈性模模量之比,其其值為。同理非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)產(chǎn)生的壓力為為:(9—222)式中———非預(yù)應(yīng)力力鋼筋彈性模模量與混凝土土彈性模量之之比?;炷镣恋膲簯?yīng)力,可按平衡條條件求出(9—233)式中、、——分分別為混凝土土,預(yù)應(yīng)力和和非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的截面面面積。將式9—21、22代人式9—23得:(9——24)設(shè)為混凝土的換換算截面面積積,即包括混混凝土全部截截面面積以及及全部縱向預(yù)預(yù)應(yīng)力和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋截截面面積換算算成混凝土的的截面面積::(99—25)設(shè)為產(chǎn)生第一批批損失后,預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的總合力,那那么(9—226)故(9——27)式9—27可理理解為放松預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的總合力力作用在混凝土土換算截面上所產(chǎn)生的預(yù)預(yù)應(yīng)力。④隨著鋼筋應(yīng)應(yīng)力松弛損失失的完成及收收縮、徐變應(yīng)應(yīng)力損失產(chǎn)生后,預(yù)完完成第二批應(yīng)應(yīng)力損失:,此時(shí),預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的總總應(yīng)力損失值值為:;混凝土和鋼鋼筋進(jìn)一步縮縮短,混凝土土壓應(yīng)力由降低至,預(yù)應(yīng)力鋼筋筋拉應(yīng)力由降低至:(9——28)同理,非預(yù)應(yīng)力力鋼筋由于混混凝土的收縮縮及徐變產(chǎn)生生了壓應(yīng)力,總的壓應(yīng)力力為:(9——29)混凝土的壓應(yīng)應(yīng)力,可按平衡條條件求出:(9—330)將與值代入后可可得:(9—31)設(shè)為完成全部損損失后,預(yù)應(yīng)應(yīng)力的總合力力,則:(9—322)故(9—333)是完成全部損失失后,混凝土土所受的預(yù)壓壓應(yīng)力,故稱稱為預(yù)應(yīng)力混混凝土中所建建立的有效預(yù)預(yù)應(yīng)力。為了了方便計(jì)算,《規(guī)范》規(guī)定:當(dāng)≤0.4時(shí),中項(xiàng)可忽略不計(jì)。值得注意的是:這樣簡(jiǎn)化以后式(9—33、32)分別與式(9—27、26相似,僅所考慮的預(yù)應(yīng)力損失不同。(2)使用階階段:①加荷到混凝凝土應(yīng)力為零零,構(gòu)件承受受外荷載后混混凝土有效預(yù)預(yù)應(yīng)力在逐步步減小,鋼筋筋拉應(yīng)力相應(yīng)應(yīng)增大。當(dāng)達(dá)達(dá)到某個(gè)特定定狀態(tài)時(shí),可可使預(yù)應(yīng)力混混凝土軸心受受拉構(gòu)件中已已建立的有效效預(yù)應(yīng)力變?yōu)闉榱悖?,此時(shí)時(shí)的外加軸力力稱為“消壓壓軸力”。當(dāng)當(dāng)構(gòu)件處于消消壓狀態(tài)時(shí),鋼鋼筋應(yīng)力分別別增加了,即即:預(yù)應(yīng)力鋼筋筋應(yīng)力非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)應(yīng)力縱向消壓軸力可可由平衡條件件求得(圖99—17d)若忽略項(xiàng),則可可將上式改寫寫為(參考式式9—32、99—33)::(9—344)②加荷至裂縫即即將出現(xiàn):當(dāng)當(dāng)軸力超過后,混凝土開開始受拉;當(dāng)當(dāng)混凝土拉應(yīng)應(yīng)力達(dá)到時(shí),混凝土土將出現(xiàn)裂縫縫。這時(shí)鋼筋筋的應(yīng)力均增增加即:預(yù)應(yīng)力力鋼筋應(yīng)力非預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力力縱向開開裂軸力可由平衡條件件(圖9—117e)求出:故(9——35)上式表明,由于于有效預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力的作用(比大得多),使使預(yù)應(yīng)力混凝凝土軸心受拉拉構(gòu)件要比普普通鋼筋混凝凝土軸心受拉拉構(gòu)件的開裂裂軸力大許多,這就就是預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件抗裂性能能好的根本原原因。③加荷至構(gòu)件件破壞:當(dāng)軸軸力超過后,混凝土開開裂,在開裂裂截面處,軸軸力全部由預(yù)預(yù)應(yīng)力和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋承承擔(dān)。當(dāng)鋼筋筋應(yīng)力達(dá)到抗抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值時(shí),構(gòu)件件發(fā)生破壞。(9—36)上式表明,預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土不不能提高構(gòu)件件的承載力。圖9-18表示示先張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土軸軸心受拉構(gòu)件件各階段的預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)應(yīng)力與混凝土土應(yīng)力的變化化示意圖。圖圖中虛線表示示相同截面、配配筋和相同材材料的普通鋼鋼筋混凝土的的應(yīng)力變化示示意圖。2.后張法表99—7為后張張法軸心受拉拉構(gòu)件各階段段的應(yīng)力狀態(tài)態(tài)。(11)預(yù)加應(yīng)力力階段(施工工階段)。①?gòu)垙埨摻睿故诡A(yù)應(yīng)力鋼筋筋拉應(yīng)力達(dá)到到:張拉鋼筋筋的同時(shí),混混凝土已受壓壓縮,張拉完完畢后,將鋼鋼筋錨固在構(gòu)構(gòu)件上,由于于錨具變形和和鋼筋回縮,孔孔道摩擦引起起預(yù)應(yīng)力損失失,即完成第第一批應(yīng)力損損失。此時(shí),預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋分別為:(9—37)(9—388)混凝土的預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力可由平衡衡條件求出(99—39)將、代入式9--39可得::故(9—440)令為混凝土的凈凈截面面積,即即包括扣除孔孔道等削弱部部分以外的混混凝土截面面面積和非預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋截面面面積換算成成混凝土的面面積:(9—411)將式9--266及上式代入入式9--440,有:(99—42)②在出現(xiàn)鋼筋松松弛、混凝土土收縮和徐變變引起的預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失后,完完成第二批損損失。此時(shí),預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的應(yīng)力分別別為:(9——43)(9——44)混凝土的預(yù)應(yīng)力力可由平衡條條件求出:(9——45)(2)使用階段段:①加荷至消壓壓軸力。此時(shí),混凝凝土應(yīng)力為零零,預(yù)應(yīng)力、非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋應(yīng)力的增加加
圖9—18先張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土軸軸心受拉構(gòu)件件的應(yīng)力變化化圖了即:預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋應(yīng)力;非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)應(yīng)力縱向向消壓軸力可由平衡條件件求出:故即:(9—466)
②加荷至裂縫即即將出現(xiàn):同同先張法構(gòu)件件一樣,此時(shí)時(shí)混凝土拉應(yīng)應(yīng)力達(dá)到,預(yù)應(yīng)力、非非預(yù)力鋼筋的的應(yīng)力均增加加,即:預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力力非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)應(yīng)力縱向向開裂軸力可由平衡條件件求出:即:(9—447)③加荷至破壞::同先張法構(gòu)構(gòu)件一樣,破破壞時(shí)與已分別達(dá)到與,故拉力為:(9—488)圖9—19表示示后張法預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土軸軸心受拉構(gòu)件件各階段的預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)應(yīng)力與混凝土土應(yīng)力變化的的示意圖。9.2.2預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土軸軸心受拉構(gòu)件件的計(jì)算預(yù)應(yīng)力力混凝土軸心心受拉構(gòu)件計(jì)計(jì)算分為:使使用階段承載載力計(jì)算、抗抗裂驗(yàn)算,施施工階段承載載力計(jì)算和錨錨固區(qū)局部受受壓承載力驗(yàn)驗(yàn)算等內(nèi)容。1.使用階段段承載力計(jì)算算根據(jù)各階段應(yīng)力力分析,當(dāng)構(gòu)構(gòu)件加荷至破破壞時(shí),全部部外加荷載均均由預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋和非預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋承受受,其正截面面的承載力可可按下式計(jì)算算:(9—49)式中——軸向向拉力設(shè)計(jì)值值。2.使用階段抗抗裂及裂縫寬寬度驗(yàn)算(1)抗裂驗(yàn)算算,按下列公公式計(jì)算:①一級(jí):嚴(yán)格要要求不出現(xiàn)裂裂縫的構(gòu)件在荷載效應(yīng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)應(yīng)符合下列規(guī)規(guī)定:(9——50)
圖9—19后張法構(gòu)件件預(yù)應(yīng)力混凝凝土軸心受拉拉構(gòu)件的應(yīng)力力變化圖
②一級(jí):一般要要求不出現(xiàn)裂裂縫的構(gòu)件在荷載效應(yīng)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)應(yīng)符合下列規(guī)規(guī)定:(9—511)在荷載效應(yīng)的的準(zhǔn)永久組合合下宜符合下下列規(guī)定:(9——52)式中、—在在荷載的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永永久組合下抗抗裂驗(yàn)算邊緣緣的混凝土法法向應(yīng)力:,,—在按荷載載標(biāo)準(zhǔn)組合及及準(zhǔn)永久組合合計(jì)算的軸向向力值;—混凝土的換算算截面面積;—扣除全部預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失后在在抗裂驗(yàn)算邊邊緣混凝土的的預(yù)壓應(yīng)力,按按式9—333和式9—45計(jì)算;;(2))裂縫寬度驗(yàn)驗(yàn)算。對(duì)在使用階段允允許出現(xiàn)裂縫縫的預(yù)應(yīng)力混混凝土軸心受受拉構(gòu)件稱為為三級(jí)構(gòu)件,應(yīng)應(yīng)驗(yàn)算其裂縫縫寬度。最大大裂縫寬度的的計(jì)算方法與與第八章介紹紹的方法相同同。但是,由由于預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件中中消壓軸力的的作用,使得得原公式中鋼鋼的應(yīng)力和有效配筋率率值有所變化化,可按下式計(jì)算:(9—53))(9—544)3.施工階段驗(yàn)驗(yàn)算在先張法放松鋼鋼筋時(shí)(或后后張法張拉鋼鋼筋終止時(shí))),混凝土受受到的擠壓應(yīng)應(yīng)力達(dá)到最大大值。而此時(shí)時(shí)的混凝土強(qiáng)強(qiáng)度通常僅達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度度的75%,故故應(yīng)進(jìn)行施工工階段承載力力驗(yàn)算,《規(guī)規(guī)范》規(guī)定::或或(99—55)式中———由相應(yīng)于于施工階段的的混凝土的抗抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值;——相應(yīng)施工階階段計(jì)算截面面邊緣纖維的的混凝土壓應(yīng)應(yīng)力;先張法法后張法4.端部錨固固區(qū)局部受壓壓承載力驗(yàn)算算按9.1內(nèi)容進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算,即即按式9-116和式9--18進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算。
[例9—1]某某24跨度預(yù)應(yīng)力混混凝土拱形屋屋架下弦桿如如圖9-200所示,設(shè)計(jì)計(jì)條件見表99—8。試對(duì)對(duì)該下弦桿進(jìn)進(jìn)行使用階段段承載力計(jì)算算、抗裂驗(yàn)算算,施工階段段驗(yàn)算及端部部受壓承載力力計(jì)算。圖9—20例9—1預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土拱形屋架端端部構(gòu)造圖解:(1))使用階段承承載力計(jì)算。軸力設(shè)計(jì)值由式9—499得:即選束鋼絞線,(2)預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋張拉力的的計(jì)算①截面幾何特征征:預(yù)應(yīng)力鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋下弦桿截面對(duì)yy—y軸的慣慣性矩為((圖9—211):表9—8例99—1題設(shè)計(jì)計(jì)條件材料混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋品種和強(qiáng)度等級(jí)級(jí)鋼絞線HRB400截面孔道
材料強(qiáng)度
彈性模量張拉工藝后張法,一端超超張拉,JM-122型錨具,孔孔道為充壓橡橡皮管軸芯成成型。分批張張拉每次張拉拉一根鋼筋張拉控制應(yīng)力張拉是砼立方體體強(qiáng)度和抗壓壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值下弦拉力永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值值產(chǎn)生的軸力力kN,可變變荷載標(biāo)準(zhǔn)值值產(chǎn)生的軸力力kN,可變荷載載準(zhǔn)永久值系系數(shù)裂縫控制等級(jí)二級(jí)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)數(shù)使用階段,施施工階段圖9—21例例9—1題弦桿截②預(yù)應(yīng)力鋼筋的的張拉力(注注:屋架下弦弦應(yīng)力鋼筋多多于2根(束束)時(shí),應(yīng)分分批張拉,每每批不宜多于于2根(束),并對(duì)稱布置,不多于2根(束)時(shí),宜一次張拉。本例題為2束預(yù)應(yīng)力鋼筋,本可一次張拉,但為說明分批張拉時(shí)的計(jì)算,故例題采用分批張拉)。束預(yù)應(yīng)力鋼筋分分批張拉,第一一批張拉一束束,每束預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋截面面積為:則后批張拉鋼筋筋引起先批張張拉鋼筋應(yīng)力力減少值為::所以,先批張拉拉預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的應(yīng)力須增增加??紤]一端超超張拉5%,每根預(yù)應(yīng)力力鋼筋的張拉拉應(yīng)力及每束束鋼筋的張拉拉力如表9——9所示。表9—9例99—1題預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋張張拉應(yīng)力及張張拉力
張拉順序第一束第二束(一端超張拉)實(shí)際張拉應(yīng)力每結(jié)鋼筋張拉力力
(3)使用階段段抗裂驗(yàn)算。①預(yù)應(yīng)力損失。第一批預(yù)應(yīng)力損損失:.錨具變形損失失:JM-112錨具,查查表9-2,由式9-1得得:.孔道摩擦損失失:查表9——3,抽芯成成型,,,直線鋼筋,一端張拉,。由公式9—5得得:.按表9—4進(jìn)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損損失組合:第一批預(yù)應(yīng)力損損失由式9—42有有:第二預(yù)應(yīng)力損失失:.鋼筋應(yīng)力損失失(5%超張張拉)。由式式9—6得::.混凝土的收縮縮徐變損失。由由式9一133得:;第二批預(yù)應(yīng)力損損失.總損失:②抗裂驗(yàn)算,裂裂縫控制等級(jí)級(jí)為二級(jí),查查附表10得得:混凝土有效預(yù)應(yīng)應(yīng)力:在荷載短期期效應(yīng)組合下下,由式9--51得:滿足要求。B在荷載長(zhǎng)長(zhǎng)期效應(yīng)組合合下:滿足要求(4)施工驗(yàn)驗(yàn)算。①第一束鋼鋼筋張拉時(shí)截截面邊緣法向向應(yīng)力(按偏偏壓計(jì)算,見見圖9-211和表9---9):不滿足要求。②第二束鋼筋張張拉時(shí)截面邊邊緣法向應(yīng)力力(按軸壓計(jì)計(jì)算):不滿足要求。③張拉時(shí)錨具具下局部受壓壓承載力計(jì)算算。JM一112錨具直徑徑為100mmm,錨具下下墊板厚200mm,局部部受壓面積Al,可按壓力在在墊板中按4450擴(kuò)散后的面積積計(jì)算,圖99—22中兩兩邊陰影面積積也應(yīng)扣除,則則:可將Al化為長(zhǎng)長(zhǎng)250mmm寬117..8mm的矩矩形,如圖99一20a所示,由“同同心、對(duì)稱”的原則求得:.局壓區(qū)尺寸寸驗(yàn)算:不滿足要求。.局壓承載力力驗(yàn)算(局壓壓區(qū)配4片的方格網(wǎng)片,尺尺寸如圖9——20d所示):,;故該屋架下弦桿桿不滿足要求求。圖9—22局局部受壓面積積9.3預(yù)應(yīng)力混混凝土受彎構(gòu)構(gòu)件9.3.1受彎彎構(gòu)件各階段段應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力混凝土土受彎構(gòu)件和和預(yù)應(yīng)力軸心心受拉構(gòu)件類類似,但預(yù)應(yīng)應(yīng)力受彎構(gòu)件件的預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋和非預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋布置置是不對(duì)稱的的,預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的預(yù)壓力力是偏向使用用階段受拉——邊的偏心壓壓力,截面混混凝土的應(yīng)力力始終呈不均均勻的分布狀狀態(tài)。因此預(yù)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)構(gòu)件的截面應(yīng)應(yīng)力圖形和計(jì)計(jì)算公式與軸軸心受拉構(gòu)件件不同。與軸軸心受拉構(gòu)件件相類似的是是:預(yù)應(yīng)力混混凝土受彎構(gòu)構(gòu)件從張拉鋼鋼筋開始,直直到構(gòu)件破壞壞為止,也可可分為施工階階段和使用階階段,每個(gè)階階段又包括若若干受力過程程。表9-10與表表9-11分分別表示先張張法和后張法法受彎構(gòu)件各各階段的應(yīng)力力狀態(tài)。需要要說明的是,為為了突出主要要受力特點(diǎn),在表9—10與表9—11中,構(gòu)件截面只配置了受拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,而在工程建設(shè)中,常常是既配受拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,也配受壓預(yù)應(yīng)力鋼筋,一般還配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋與。下面結(jié)合表99—10和表表9—11,對(duì)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝凝土受彎構(gòu)件件在施工階段段和使用階段段的幾個(gè)受力力狀態(tài)進(jìn)行分分析,并給出出相應(yīng)的計(jì)算算公式。1.施工階段先張法和后張法法構(gòu)件在施工工階段的受力力情況是不同同的?,F(xiàn)分述述如下:先張法構(gòu)件:計(jì)計(jì)算截面應(yīng)力力時(shí),同軸心心受拉構(gòu)件一一樣,將全部部預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的合力視為為作用在換算算截面上的外外力,按彈性性勻質(zhì)材料計(jì)計(jì)算。如圖99—23所示示:放松鋼筋筋前,已產(chǎn)生生第一批損失失,此時(shí)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的合合力為,鋼筋合力對(duì)換算截面重重心距的偏心心距為,截面上混凝凝土產(chǎn)生的預(yù)預(yù)應(yīng)壓力,均可根據(jù)圖圖9—23按按下列公式計(jì)計(jì)算:圖9—23預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的合力Np0I位置圖(9—56)(99—57)(9——58)在出現(xiàn)第一批損損失后,預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的有有效預(yù)應(yīng)力為為:(9——59)(99—60)當(dāng)出現(xiàn)第二批預(yù)預(yù)應(yīng)力損失后后,上述公式式完全適用,只只要將代替,并考慮非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋受受到的影響(圖99—24)::圖9—24預(yù)應(yīng)力鋼筋筋合力Npo位置圖
表9—10先先張法預(yù)應(yīng)力力混凝土受彎彎構(gòu)件各階段段的應(yīng)力分析析表9—11后后張法預(yù)應(yīng)力力混凝土受彎彎構(gòu)(99—61)(9—62)(9—63)相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的有效預(yù)預(yù)應(yīng)力和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的應(yīng)力為:《規(guī)范》規(guī)定,當(dāng)時(shí),可忽略不計(jì),即。(2)后張法構(gòu)構(gòu)件。同軸心心受拉構(gòu)件相相類似,后張張法構(gòu)件在施施工階段計(jì)算算混凝土應(yīng)力力時(shí),應(yīng)用代替先張法構(gòu)構(gòu)件的,代替,代替,代替;參考圖9——25,可得得出相應(yīng)的計(jì)計(jì)算公式如下下:(9——64)(9—65)(9—666)相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的有效預(yù)預(yù)應(yīng)力和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的的應(yīng)力為:上述公式為通用用公式,表示示完成全部預(yù)預(yù)應(yīng)力損失后后的情況:若若要求完成第第一批損失后后的應(yīng)力,則則可將公式中中與去掉,并將各各符號(hào)改為第第一階段即可可,參考表99—11。
圖9——25預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋合力力Np位置圖2.使用階段使用階段內(nèi),先先張法與后張張法應(yīng)力變化化情況基本相相同,與軸心心受拉構(gòu)件一一樣,可分三三個(gè)階段考慮慮。(1)加荷至受受拉邊緣混凝凝土預(yù)壓應(yīng)力力為零。如圖圖9—26所所示,受彎構(gòu)構(gòu)件隨著外加加彎矩的增加加,混凝土有有效預(yù)壓應(yīng)力力在逐步減小小,鋼筋應(yīng)力力隨之變化。當(dāng)當(dāng)達(dá)到某個(gè)特特定狀態(tài)時(shí),可可使受拉邊緣緣混凝土的預(yù)預(yù)壓應(yīng)力變?yōu)闉榱?,此時(shí)的的外加彎矩稱稱之為“消壓壓彎矩”。消壓彎矩矩可由截面上的的平衡條件求求得(圖9——26c)。(9——67)式中:——由外外荷載引起的的,恰好使受受拉區(qū)下邊緣緣混凝土預(yù)壓壓應(yīng)力為零時(shí)時(shí)的彎矩:——換算截面受受拉邊緣的彈彈性抵抗矩。應(yīng)該注意的是::軸心受拉構(gòu)構(gòu)件在消壓軸軸力作用下,整個(gè)個(gè)截面的混凝凝土應(yīng)力全部部為零;而受彎構(gòu)構(gòu)件在消壓彎彎矩作用下,僅僅截面下邊緣緣一點(diǎn)的應(yīng)力力為零,截面面上其它點(diǎn)的的預(yù)應(yīng)力都不不等于零。(2)加荷至受受拉區(qū)裂縫即即將出現(xiàn)。當(dāng)當(dāng)彎矩超過后,下邊緣混混凝土開始受受拉;當(dāng)混凝凝±拉應(yīng)力達(dá)達(dá)到時(shí),混凝凝土將出現(xiàn)裂裂縫,這相當(dāng)當(dāng)于構(gòu)件在承承受彎矩后,再增加一一個(gè)相當(dāng)于普普通鋼筋混凝凝土構(gòu)件的抗抗裂彎矩,如圖9—226d所示。因此,預(yù)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)構(gòu)件的抗裂彎彎矩為:即截面下邊緣的的總應(yīng)力為::(9—68)式中——截截面抵抗矩的的塑性影響系系數(shù),可按式式9-68計(jì)計(jì)算:(9—668)式中—混凝土土構(gòu)件的截面面抵抗矩塑性性影響系數(shù)基基本值,可按按正截面應(yīng)變變保持平面的的假定,并取取受拉區(qū)混凝凝土應(yīng)力圖形形為梯形、受受拉邊緣混凝凝土極限拉應(yīng)應(yīng)變?yōu)榇_定;對(duì)常用用的截面形狀狀,值可按表9—12取用;—截面高度(mmm):當(dāng)時(shí),??;當(dāng)時(shí),取;對(duì)圓形、環(huán)環(huán)形截面,取取,此處,為圓形截面半半徑或環(huán)形截截面的外環(huán)半半徑。
表9-12截面抵抗抗矩塑性影響響系數(shù)基本值值注:對(duì)的形截面面,可按項(xiàng)次次2與項(xiàng)次3之間的數(shù)值采采用;對(duì)的形截面,可按按項(xiàng)次與項(xiàng)次之間的數(shù)值采采用;對(duì)于箱形截面,系指各肋寬度的總和;為環(huán)形截面的內(nèi)內(nèi)環(huán)半徑,對(duì)對(duì)圓形截面取取為零圖9—266使用階段段應(yīng)力狀態(tài)(a)M為0時(shí)時(shí)截面上已建建立的預(yù)應(yīng)力力;(b)M產(chǎn)生的截截面應(yīng)力;((c)M0作用下的截面面應(yīng)力;(d)Mcr作作用下的截面面應(yīng)力;(ee)破壞時(shí)的截截面應(yīng)力
(3)加荷至構(gòu)構(gòu)件破壞。如如圖9—226e所示,這時(shí)截截面應(yīng)力狀態(tài)態(tài)與普通混凝凝土類似,故故若僅在受拉拉區(qū)配置預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋,則則其承載能力力應(yīng)與普通混混凝土構(gòu)件相相同。對(duì)在受拉區(qū)和受受壓區(qū)同時(shí)配配置預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的受彎構(gòu)構(gòu)件,其的應(yīng)力變化情情況為:未受受荷載時(shí)時(shí),中為拉應(yīng)應(yīng)力;受荷后后隨增加,拉拉應(yīng)力逐漸減減小。當(dāng)構(gòu)件件破壞時(shí),的應(yīng)力可能為拉應(yīng)力力,也可能為為壓應(yīng)力,但但達(dá)不到抗壓壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值。若受壓區(qū)預(yù)預(yù)應(yīng)鋼筋處混混凝土預(yù)應(yīng)力力為零時(shí),相相應(yīng)的的應(yīng)力為,那么構(gòu)件破破壞時(shí),考慮慮受壓區(qū)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋對(duì)截截面承載力影影響不大,近近似地取為:(9—669)式中(先先張法)(后張法法)上式中為正值時(shí)時(shí)表示拉應(yīng)力力,負(fù)值表示示壓應(yīng)力。顯顯然,當(dāng)為拉拉應(yīng)力時(shí),將將降低正截面承載能能力,故在受受壓區(qū)配置預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋,將將略降低構(gòu)件件的承載能力力,同時(shí)還將將引起受拉邊邊緣預(yù)壓應(yīng)力力的減小,降降低抗裂性能能。所以受壓壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋,只只宜用于受壓壓區(qū)(預(yù)拉拉區(qū))在施工工階段可能出出現(xiàn)裂縫的構(gòu)構(gòu)件。
9.3.2受彎彎構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力受彎彎構(gòu)件計(jì)算包包括使用階段段的正截面、斜斜截面承載力力計(jì)算,抗裂裂、變形的驗(yàn)驗(yàn)算以及施工工階段的制作作、運(yùn)輸和吊吊裝、驗(yàn)算。1.正截面受彎彎承載力計(jì)算算(1)矩形截截面.如圖9—27所所示,矩形截截面的受彎承承載力可按下下列公式計(jì)算算:(9—770)式中——受受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力力鋼筋的應(yīng)力力,按式9——69計(jì)算。混凝土受壓區(qū)高高度x應(yīng)符合合下列要求::(9—711)圖9—27矩形截面受受彎構(gòu)件正截截面承載力計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖
式中——受受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力力鋼筋合力點(diǎn)點(diǎn)至受壓區(qū)邊邊緣的距離,當(dāng)當(dāng)無(wú)壓區(qū)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋或?yàn)闉槔瓚?yīng)力時(shí):(9—72)(9—73)ξb——預(yù)應(yīng)力力餛凝土受彎彎構(gòu)件相對(duì)界界限受壓區(qū)高高度。對(duì)有屈服點(diǎn)的的鋼筋:(9—774)對(duì)無(wú)屈服點(diǎn)的鋼鋼筋:(9—755)式中為受拉區(qū)預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋合合力點(diǎn)處混凝凝土法應(yīng)力為為零時(shí)的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力力。圖9—28TT形截面受彎彎構(gòu)件受壓高高度位置圖(2)T形截面面。如圖9—28所所示,T形截截面的受彎承承載力可分兩兩種情況考慮慮.①當(dāng)符合下列條條件時(shí):(9—76)則按圖9—288a所示的受受壓區(qū)位于翼翼緣內(nèi)的受彎彎構(gòu)件計(jì)算,即即取寬度為的的矩形截面計(jì)計(jì)算。②當(dāng)不符合式99—76時(shí),計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮慮截面腹板受受壓區(qū)混凝土土的工作,其其正截面受彎彎承載力可按按下列公式計(jì)計(jì)算(參考圖圖9—28bb):(9—77)式中——T形形截面受壓區(qū)區(qū)的翼緣計(jì)算算寬度,按表表3-5采用用:——T形截面受受壓區(qū)的翼緣緣高度.此時(shí),受壓區(qū)高高度按下式確定::(9——78)按上述公式計(jì)算算T形截面受受彎構(gòu)件時(shí),混混凝土受壓區(qū)區(qū)的高度仍應(yīng)應(yīng)符合式9——72、733的要求。下式(3)在計(jì)計(jì)算中考慮普普通受壓鋼筋筋時(shí),必須符符合的條件,當(dāng)不不符合此條件件時(shí),正截面面受彎承載力力可按計(jì)算::(9—799)2.斜截面承載載力計(jì)算對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土土受彎構(gòu)件,預(yù)預(yù)應(yīng)力的存在在提高了它的的抗剪能力..其原因主要要是預(yù)壓應(yīng)力力的作用阻滯滯了斜裂縫的的出現(xiàn)和發(fā)展展,增加了混混凝土剪壓區(qū)區(qū)的高度,從從而提高混凝凝土剪壓區(qū)的的抗剪承載力力??辜舫休d載力的提高程程度主要與預(yù)預(yù)壓應(yīng)力有關(guān)關(guān),其次是預(yù)預(yù)壓應(yīng)力合力力作用點(diǎn)的位位置。因的作甩點(diǎn)至換換算截面重心心距離變化不大,為為了簡(jiǎn)化計(jì)算算,可忽略這這一因素,只只考慮這一主主要因素.因因此計(jì)算中除除了考慮由于于預(yù)應(yīng)力所提提高的構(gòu)件受受剪承載力設(shè)設(shè)計(jì)值外,其其余均與普通通混凝土受彎彎構(gòu)件相同,即即僅配有箍筋筋時(shí),其斜截截面受剪承載載力可按下列列公式計(jì)算::(9—80)(9—80)(9—81)式中——由預(yù)應(yīng)應(yīng)力所提高的的構(gòu)件的受剪剪承載力設(shè)計(jì)計(jì)值;——計(jì)算截面面上混凝土法法向預(yù)應(yīng)力為為零時(shí),預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的合力,按按式9--661、64計(jì)計(jì)算;當(dāng)時(shí),取。應(yīng)注意,當(dāng)引起起的平面彎矩矩與荷載引起起的彎矩相向向時(shí),以及對(duì)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝凝土連續(xù)梁、允允許出現(xiàn)裂縫縫的簡(jiǎn)支梁,均取。計(jì)算時(shí),如在范圍內(nèi),應(yīng)在先張法構(gòu)件中考慮預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度的影響,即計(jì)算時(shí)采用的應(yīng)由代替,為斜裂縫至構(gòu)件端部的距離,見式9-15。當(dāng)既配箍筋又配配彎起鋼筋時(shí)時(shí),除增加預(yù)預(yù)應(yīng)力彎起鋼鋼筋受剪承載載力設(shè)計(jì)值外,其余與普普通混凝土構(gòu)構(gòu)件相同,即即按下式計(jì)算算:(9—82aa)式中——預(yù)應(yīng)力力彎起鋼筋的的截面面積;;——預(yù)應(yīng)力彎起起鋼筋與縱軸軸向的夾角。以集中荷載作用用為主的簡(jiǎn)支支梁,其斜截截面受剪承載載力計(jì)算公式式,除增加外,其余均同同第四章。截面尺寸限制條條件,按第四四章有關(guān)公式式進(jìn)行驗(yàn)算..3.正截面抗裂裂驗(yàn)算可按照式9—550、51、552進(jìn)行驗(yàn)算算,但式中混混凝土的有效效預(yù)應(yīng)力應(yīng)按按下列公式計(jì)計(jì)算:先張法(99—83)后張法(9—84)對(duì)于施工中預(yù)拉拉區(qū)出現(xiàn)裂縫縫的區(qū)段,式式9—83、99—84中的的應(yīng)乘以系數(shù)00.9。—由預(yù)加力在后后張法預(yù)應(yīng)力力混凝土超靜靜定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)產(chǎn)生的次彎矩矩,按式9—84計(jì)算:①按彈性分析析計(jì)算時(shí),次次彎矩宜按下列公式式計(jì)算(9—84)(9—884b)式中—預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋及非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的合力;—凈截面重心至至預(yù)應(yīng)力鋼筋筋及非預(yù)應(yīng)力力鋼筋合力點(diǎn)點(diǎn)的距離;—預(yù)加力,對(duì)凈凈截面重心偏偏心引起的彎彎矩值;—由預(yù)加力,的的等效荷載在在結(jié)構(gòu)構(gòu)件截截面上產(chǎn)生的的彎矩值。次剪力宜根據(jù)構(gòu)構(gòu)件各截面次次彎矩的分布布按結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)方法計(jì)算。②在對(duì)截面進(jìn)行行受彎及受剪剪承載力計(jì)算算時(shí),當(dāng)參與與組合的次彎彎矩、次剪力力對(duì)結(jié)構(gòu)不利利時(shí),預(yù)應(yīng)力力分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)應(yīng)取;有利時(shí)應(yīng)取取。注:在公式((9—83)、(9—84)中,右邊第二二、第三項(xiàng)與與第一項(xiàng)的應(yīng)應(yīng)力方向相同同時(shí)取加號(hào),相相反時(shí)取減號(hào)號(hào);在設(shè)計(jì)中宜采取取措施避免或或減少柱和墻墻等約束構(gòu)件件對(duì)梁、板預(yù)預(yù)應(yīng)力效果的的不利影響。4.正截面裂縫縫寬度驗(yàn)算在使用階段允許許出現(xiàn)裂縫的的預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件稱為為部分預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件件(詳見99.5)。這這種構(gòu)件的應(yīng)應(yīng)用日趨廣泛泛,其裂縫寬寬度驗(yàn)算的方方法簡(jiǎn)介如下下:在預(yù)應(yīng)力鋼筋和和非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋合力的作用下,混混凝土截面中中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力。如果要要捎除這些預(yù)預(yù)壓應(yīng)力,使使全截面混凝凝土中應(yīng)力為為零(全截面面消壓),可可假定在預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋上分別施加加外力,使其其分別產(chǎn)生拉拉應(yīng)力及壓應(yīng)力,則其合力(偏心拉力))為:(9—885)合力點(diǎn)至換算截截面重心軸的的距離為:(9—86)在預(yù)應(yīng)力及短期期荷載效應(yīng)材材作用下,預(yù)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)構(gòu)件的受力情情況如圖9——26a及圖圖9—26dd所示,計(jì)算算裂縫寬度的的理論建立在在圖9—266d的基礎(chǔ)上上。該圖與非非預(yù)應(yīng)力偏心心受壓構(gòu)件類類似,并與非非預(yù)應(yīng)力混凝凝土受彎、偏偏壓構(gòu)件相協(xié)協(xié)調(diào),近似取取為:(9—887)(9—88)(9—89)(9—90))式中—構(gòu)件受受力特征系數(shù)數(shù),按表9-13采用;—裂縫間縱向受受拉鋼筋應(yīng)變變不均勻系數(shù)數(shù):當(dāng)時(shí),取;當(dāng)時(shí),取;對(duì)直接承受受重復(fù)荷載的的構(gòu)件,;—按荷載效應(yīng)的的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)計(jì)算的鋼筋混混凝土構(gòu)件縱縱向受拉鋼筋筋的應(yīng)力或預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土構(gòu)件縱向受受拉鋼筋的等等效應(yīng)力;—鋼筋彈性模量量;—最外層縱向受受拉鋼筋外邊邊緣至受拉區(qū)區(qū)底邊的距離離():當(dāng)時(shí),?。划?dāng)時(shí),??;—按有效受拉混混凝土截面面面積計(jì)算的縱縱向受拉鋼筋筋配筋率;在在最大裂縫寬寬度計(jì)算中,當(dāng)當(dāng)時(shí),?。弧行芾炷两孛婷娣e積:對(duì)軸心受拉構(gòu)構(gòu)件,取構(gòu)件件截面面積;;對(duì)受彎、偏偏心受壓和偏偏心受拉構(gòu)件件,取,此處,、為受拉翼緣的的寬度、高度度;—受拉區(qū)縱向非非預(yù)應(yīng)力鋼筋筋截面面積;;—受拉區(qū)縱向預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋截截面面積;—受拉區(qū)縱向鋼鋼筋的等效直直徑();—受拉區(qū)第i種種縱向鋼筋的的公稱直徑();—受拉區(qū)第i種種縱向鋼筋的的根數(shù);—受拉區(qū)第i種種縱向鋼筋的的相對(duì)粘結(jié)特特性系數(shù),按按表9-14采用。注:對(duì)承受吊車車荷載但不需需作疲勞驗(yàn)算算的受彎構(gòu)件件,可將計(jì)算算求得的最大大裂縫寬度乘乘以系數(shù)0..85;對(duì)的偏心受壓構(gòu)構(gòu)件,可不驗(yàn)驗(yàn)算裂縫寬度度。表9-13構(gòu)件受力特征征系數(shù)
表9-14鋼筋的相對(duì)粘粘結(jié)特性系數(shù)數(shù)注:對(duì)環(huán)氧樹脂脂涂層帶肋鋼鋼筋,其相對(duì)對(duì)粘結(jié)
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