預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受力階段及預(yù)應(yīng)力損失-預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的受力破壞全過程

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件根據(jù)受力特點可分為三個階段破壞階段預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工階段使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述施工階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述

該階段指構(gòu)件在制作、運輸、安裝施工中承受不同的荷載作用的階段。構(gòu)件全截面參與工作并處于彈性工作階段。計算中采用混凝土的實際強度和相應(yīng)的截面特性。如后張法構(gòu)件，在孔道壓漿前應(yīng)按混凝土凈截面計算，孔道壓漿并結(jié)硬后則可按換算截面計算。1）預(yù)加應(yīng)力階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述依據(jù)構(gòu)件受力條件不同，施工階段又可分為：預(yù)加應(yīng)力階段和運輸、安裝階段。時間：從預(yù)應(yīng)力筋的張拉開始，至預(yù)應(yīng)力筋的錨固和預(yù)應(yīng)力傳遞。荷載：主要是偏心預(yù)壓力（即預(yù)加應(yīng)力的合力）Np及梁的自重G1（一期恒載）。受力特點：預(yù)應(yīng)力損失最小，預(yù)加力大，荷載小。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述預(yù)加應(yīng)力階段橫截面上應(yīng)力的特點:1GpNMG1σpcpcσσ+pN1GG11GMσ下緣(預(yù)壓區(qū))：儲備很大的壓應(yīng)力。上緣(預(yù)拉區(qū))：可為拉應(yīng)力、零應(yīng)力、壓應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述①保證控制截面上、下緣混凝土的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力都不應(yīng)超出《公路橋規(guī)》的規(guī)定；②控制鋼筋的最大張拉應(yīng)力；③保證錨具下混凝土局部承壓承載能力，使梁體不出現(xiàn)水平縱向裂縫。預(yù)加應(yīng)力階段的設(shè)計計算要求：2)

運輸安裝階段

吊梁時產(chǎn)生負彎矩，增加上緣的拉應(yīng)力；起吊放梁的沖擊作用，加大了拉應(yīng)力效應(yīng)。

《公路橋規(guī)》：驗算構(gòu)件支點或吊點截面混凝土的拉應(yīng)力時計入1.2或0.85的動力系數(shù)，荷載效應(yīng)有利時取0.85，不利時取1.2。

荷載不變，計算圖示變化，拉應(yīng)力增加。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述

2、使用階段時間：橋梁建成營運通車整個工作階段，它經(jīng)歷了消壓、裂縫出現(xiàn)和帶裂縫工作。工作狀態(tài)：彈性工作階段。荷載：偏心預(yù)加力Np+梁的一期恒載G1+二期恒載G2（橋面鋪裝、人行道、欄桿等）+車輛、人群等活荷載Q。受力特點：預(yù)應(yīng)力損失全部完成，形成永存預(yù)應(yīng)力σpe。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述使用階段各種作用下控制截面的應(yīng)力分布預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述

1）加載至受拉邊緣混凝土預(yù)壓應(yīng)力為零（消壓階段）

構(gòu)件在永存預(yù)加力Np

作用下，其下邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力為σpc，當構(gòu)件加載至某一特定荷載，其下邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力恰被抵消為零，此時在控制截面上所產(chǎn)生的彎矩M0即為消壓彎矩。

使用階段又可分為如下幾個受力過程：預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述或：σpc—由永存預(yù)加力Np引起的梁下邊緣混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力；W0—換算截面對受拉邊的彈性抵抗矩。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述

受彎構(gòu)件在M0和Np的共同作用下，只有控制截面下邊緣纖維的混凝土應(yīng)力為零（消壓），而截面上其它點的應(yīng)力都不為零（并非全截面消壓）。消壓以前的狀態(tài)是預(yù)應(yīng)力混凝土所特有的，消壓后與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件處于同一“起點”。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述2）加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)

在使用荷載作用下截面下邊緣經(jīng)歷了壓應(yīng)力—零應(yīng)力—拉應(yīng)力—混凝土開裂。

Mcr,c——相當于同樣截面鋼筋混凝土梁的開裂彎矩。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述3）帶裂縫工作

混凝土開裂退出工作，裂縫向截面上緣發(fā)展，鋼筋應(yīng)力增加直到屈服，中性軸上移，受壓混凝土應(yīng)力變大。

在消壓狀態(tài)后，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受力情況，同普通混凝土梁一樣。但預(yù)應(yīng)力混凝土梁在外荷載作用下裂縫的出現(xiàn)被大大推遲。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述a)MMMb)c)0crcstkf=sccs=0<pkfpssppk<fspfpk<<0預(yù)應(yīng)力混凝土梁加載至開裂截面應(yīng)力分布預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述使用階段計算內(nèi)容：混凝土的正應(yīng)力、主應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力均應(yīng)滿足要求;進行構(gòu)件的正截面、斜截面抗裂性驗算;構(gòu)件維持正常使用的變形驗算。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述使用階段計算的特點:預(yù)應(yīng)力損失大部分已經(jīng)發(fā)生，有效預(yù)應(yīng)力減??；外荷載最大，包括全部使用活載；用換算截面幾何特性；計算方法：采用材料力學(xué)方法。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述

3、破壞階段

該階段對應(yīng)極限承載力狀態(tài)，受拉鋼筋先屈服，裂縫迅速發(fā)展，之后受壓區(qū)混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，此時對應(yīng)極限彎矩稱為破壞彎矩。破壞時的應(yīng)力狀態(tài)與鋼筋混凝土梁相似，計算方法相同。

預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述預(yù)應(yīng)力混凝土梁破壞階段截面應(yīng)力分布預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件概述