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预应力混凝土中的应力状态分析与计算

预应力混凝土中的应力状态分析与计算

一、引言

预应力混凝土是一种重要的结构材料,其具有高强度、高刚度、耐久性好等优点,被广泛应用于各种大型建筑、桥梁、隧道等工程中。预应力混凝土的特点在于它的内部存在预先施加的预应力,这种预应力能够抵消外部荷载所带来的应力,从而使得混凝土的变形和裂缝程度降低,提高了结构的稳定性和安全性。本文将对预应力混凝土中的应力状态进行分析与计算。

二、预应力混凝土的应力状态

1. 预应力混凝土中的应力类型

预应力混凝土中的应力主要分为切应力和轴向应力两种类型。其中,轴向应力是指由预应力所引起的混凝土的内部应力,其方向与混凝土的主轴线方向相同;切应力则是指混凝土中的横向应力,其方向与轴向应力垂直。

2. 预应力混凝土中应力的分布

预应力混凝土中的应力分布具有非常复杂的特点,需要通过数学模型和计算方法进行分析。一般来说,预应力混凝土内部的应力主要集中在预应力筋和混凝土之间的界面上,同时也分布在混凝土的不同层次中。预应力混凝土的轴向应力主要沿着混凝土的主轴线分布,而切应力则主要集中在混凝土的周边部分。

3. 预应力混凝土中的应力变化规律

预应力混凝土中的应力变化规律与预应力的施加方式、强度和方向等因素有关。一般来说,预应力混凝土的轴向应力随着深度的增加而逐渐减小,而切应力则随着深度的增加而逐渐增大。此外,预应力混凝土中的应力还会受到外部荷载、温度变化等因素的影响。

三、预应力混凝土中应力状态的计算方法

1. 预应力混凝土中的应力计算公式

预应力混凝土中的应力计算公式主要有两种,一种是基于弹性理论的计算方法,即预应力混凝土的轴向应力和切应力可以通过弹性应力平衡方程进行计算;另一种是基于非线性理论的计算方法,即预应力混凝土的应力状态可以通过非线性有限元法进行计算。其中,非线性有限元法能够更准确地模拟预应力混凝土的应力变化规律,但计算过程复杂,需要大量的计算资源。

2. 预应力混凝土中应力状态的计算步骤

预应力混凝土中应力状态的计算步骤主要包括以下几个方面:

(1) 确定预应力筋的类型、数量、布置方式和预应力大小等参数;

(2) 确定混凝土的力学性质和几何形状,包括混凝土的弹性模量、泊松比、受力面积和尺寸等参数;

(3) 建立预应力混凝土的应力计算模型,包括预应力筋和混凝土之间的界面模型、混凝土的单元模型和边界条件等;

(4) 采用适当的计算方法,对预应力混凝土内部的应力进行计算,并得出应力分布图和应力大小;

(5) 对计算结果进行分析和评估,判断预应力混凝土的安全性和稳定性。

四、结论

预应力混凝土是一种重要的结构材料,其应力状态具有复杂性和变化性。预应力混凝土中的应力主要分为轴向应力和切应力两种类型,其

分布和变化规律与预应力的施加方式、强度和方向等因素有关。预应

力混凝土的应力计算可以采用基于弹性理论的计算方法或基于非线性理论的计算方法,其中非线性有限元法能够更准确地模拟预应力混凝土的应力变化规律。在进行预应力混凝土的应力计算时,需要考虑预应力筋和混凝土之间的界面模型、混凝土的单元模型和边界条件等因素。

混凝土预应力设计原理与计算

混凝土预应力设计原理与计算 混凝土预应力设计原理与计算 一、引言 混凝土预应力设计是一种基础工程学科,它在工程中扮演着至关重要 的角色。混凝土预应力设计是指通过对混凝土材料进行预应力处理, 使其在负荷作用下能够产生更好的变形和承载性能。本文将全面介绍 混凝土预应力设计的原理和计算方法。 二、混凝土预应力的基本原理 混凝土预应力设计是基于材料力学的基础上进行的。混凝土在受到外 力作用时,会发生变形。如果在混凝土中施加一定的预应力,可以使 混凝土的变形性能得到改善。一般来说,混凝土材料的应变与应力之 间存在一定的线性关系,即胡克定律。根据胡克定律,应变与应力之 间的关系如下: ε=σ/E 其中,ε是混凝土的应变,σ是混凝土的应力,E是混凝土的弹性模量。从上式可以看出,混凝土的应变与应力之间存在一定的比例关系。因此,通过施加预应力,可以使混凝土的应变性能得到改善,从而提高

混凝土的承载能力。 三、混凝土预应力设计的分类 根据预应力的施加方式,混凝土预应力设计可以分为两类:预应力混 凝土和后张预应力混凝土。 1. 预应力混凝土 预应力混凝土是指在混凝土浇筑之前,通过预应力钢束施加预应力, 从而使混凝土在负荷作用下产生更好的变形和承载性能。预应力钢束 可以分为内部预应力和外部预应力两种形式。内部预应力是指在混凝 土中放置预应力钢筋,然后将其拉紧,从而施加预应力。外部预应力 是指在混凝土外部放置预应力钢筋,然后将其拉紧,从而施加预应力。预应力混凝土广泛应用于桥梁、水利工程、高层建筑等领域。 2. 后张预应力混凝土 后张预应力混凝土是指在混凝土浇筑之后,通过后张预应力钢束施加 预应力,从而使混凝土在负荷作用下产生更好的变形和承载性能。后 张预应力钢束一般放置在混凝土的顶部或底部。后张预应力混凝土广 泛应用于地下结构、水利工程等领域。 四、混凝土预应力设计的计算方法 混凝土预应力设计的计算方法是基于材料力学的基础上进行的。混凝 土预应力设计的计算方法主要包括以下几个方面:

预应力混凝土中的应力状态分析与计算

预应力混凝土中的应力状态分析与计算 一、引言 预应力混凝土是一种特殊的混凝土结构体系,其特点是在混凝土成型 前设置预应力钢筋,以在混凝土固化后施加预应力,以达到增强混凝 土受力能力和延长混凝土使用寿命的目的。预应力混凝土结构体系中,预应力钢筋所施加的预应力会对混凝土产生一定的应力状态,本文将 对预应力混凝土中的应力状态进行分析与计算。 二、预应力混凝土中的应力状态 1. 应力状态的定义 应力状态是指物体内部存在的应力分布状态,包括正应力、剪应力、 轴向应力等。 2. 预应力混凝土中的应力状态 预应力混凝土中的应力状态是由预应力钢筋所施加的预应力和混凝土 自重、活荷载等所引起的应力状态组成。预应力钢筋所施加的预应力 会对混凝土产生拉应力,使混凝土内部形成压应力。同时,混凝土的

自重和活荷载会对混凝土产生压应力。 三、预应力混凝土中应力状态的计算 1. 预应力钢筋所施加的预应力计算 预应力钢筋所施加的预应力与钢筋的应力、钢筋的弹性模量、钢筋的伸长量、钢筋的截面积等因素有关。预应力钢筋所施加的预应力的计算公式如下: $F_p = E_p A_p \epsilon_p$ 其中,$F_p$为预应力钢筋的预应力;$E_p$为钢筋的弹性模量;$A_p$为钢筋的截面积;$\epsilon_p$为钢筋的伸长量。 2. 混凝土内部应力的计算 混凝土内部应力的计算需要考虑混凝土受到的预应力、自重和活荷载等因素。计算时需要先计算出混凝土内部的应力分布状态,然后再进行应力的计算。 (1) 预应力钢筋所施加的预应力产生的应力

预应力钢筋所施加的预应力会使混凝土内部形成拉应力和压应力。在预应力钢筋周围的混凝土中,拉应力的大小为: $\sigma_{p}=\frac{F_{p}}{A_{p}}$ 其中,$F_p$为预应力钢筋的预应力;$A_p$为钢筋的截面积。 在预应力钢筋周围的混凝土中,压应力的大小为: $\sigma_{c}=-\frac{F_{p}}{A_{c}}$ 其中,$A_c$为混凝土的截面积。 (2) 混凝土自重产生的应力 混凝土自重会对混凝土内部产生压应力,压应力的大小为: $\sigma_{self}=-\frac{G}{A_{c}}$ 其中,$G$为混凝土的自重。 (3) 活荷载产生的应力

混凝土预应力原理及计算方法

混凝土预应力原理及计算方法 混凝土预应力是利用钢筋或钢束在混凝土中施加预应力,以提高混凝 土的承载力和抗裂性能的一种技术。预应力混凝土的优点是结构轻巧,承载能力大,抗震性能好,耐久性强。预应力混凝土的原理和计算方 法与普通混凝土略有不同。 一、预应力混凝土的原理 预应力混凝土是在混凝土中施加预应力,使其产生压应力,以使混凝 土获得更大的抗拉强度和抗裂性能。预应力混凝土的原理可以分为两种:一种是预应力筋拉升混凝土,另一种是预应力筋压缩混凝土。 1.预应力筋拉升混凝土的原理 预应力筋拉升混凝土的原理是利用预应力筋的拉力作用,使混凝土中 的裂纹得到控制,从而提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能。预应力筋 拉升混凝土的过程中,预应力筋受到拉力,混凝土受到压力,当外部 荷载作用于结构时,预应力筋的拉力和混凝土的压力相互作用,从而 增加了混凝土的承载能力。 2.预应力筋压缩混凝土的原理

预应力筋压缩混凝土的原理是利用预应力筋的压力作用,使混凝土中的裂纹得到控制,从而提高混凝土的抗压强度和抗裂性能。预应力筋压缩混凝土的过程中,预应力筋受到压力,混凝土受到拉力,当外部荷载作用于结构时,预应力筋的压力和混凝土的拉力相互作用,从而增加了混凝土的承载能力。 二、预应力混凝土的计算方法 预应力混凝土的计算方法主要包括预应力筋的计算、混凝土的计算和结构的计算。 1.预应力筋的计算 预应力筋的计算主要包括预应力筋的数量、直径和张力等级的确定。预应力筋的数量和直径取决于结构的荷载和跨度等参数。预应力筋的张力等级取决于混凝土的强度等参数。 2.混凝土的计算 混凝土的计算主要包括混凝土的强度和裂缝宽度的确定。混凝土的强度取决于混凝土的配合比和强度等参数。裂缝宽度取决于混凝土的抗裂性能和预应力筋的张力等参数。

预应力混凝土的力学原理分析

预应力混凝土的力学原理分析 一、预应力混凝土的概念 预应力混凝土是指在混凝土构件施工之前,通过预先施加一定的拉应力,使混凝土构件内部产生一定的压应力,从而提高混凝土的承载能 力和抗裂性能的一种混凝土结构形式。 二、预应力混凝土的力学原理 1. 混凝土的性能 混凝土是一种复合材料,由骨料、水泥、水等材料混合而成。混凝土 的强度和耐久性受到多种因素的影响,如水泥的种类和质量、骨料的 种类和质量、混凝土的配合比、养护条件等。 2. 预应力混凝土的特点 预应力混凝土的特点是在混凝土构件施工之前,通过预先施加一定的 拉应力,使混凝土构件内部产生一定的压应力,从而提高混凝土的承 载能力和抗裂性能。预应力混凝土构件在外荷载作用下,由于内部的 预应力作用,能够抵消一部分外荷载,从而减小了混凝土的受力状态,

提高了混凝土的承载能力。 3. 预应力混凝土的施工方法 预应力混凝土构件的施工方法一般分为两种,即预应力预制构件和现 浇预应力混凝土构件。预应力预制构件是在工厂内进行预制,然后运 到施工现场进行安装;现浇预应力混凝土构件是在施工现场进行浇筑 和张拉。 4. 预应力混凝土的施工过程 预应力混凝土构件的施工过程包括浇筑、养护、张拉和调整等环节。 在浇筑环节中,应根据设计要求进行混凝土的配合比,保证混凝土的 强度和耐久性。在养护环节中,应控制混凝土的水分和温度,保证混 凝土的养护质量。在张拉环节中,应根据设计要求进行预应力的施加,保证混凝土构件的预应力质量。在调整环节中,应根据实际情况进行 调整,保证混凝土构件的设计要求。 5. 预应力混凝土的受力分析 预应力混凝土构件在外荷载作用下,由于内部的预应力作用,能够抵 消一部分外荷载,从而减小了混凝土的受力状态,提高了混凝土的承 载能力。预应力混凝土构件的受力分析一般采用静力方法和动力方法

预应力混凝土梁及组合结构检算结构的内力及两种检算状态1

预应力混凝土梁及组合结构检算结构的内力及两种检算状态 预应力混凝土梁及组合结构是现代建筑中常见的结构形式,在建筑工程中起着 重要作用。在进行预应力混凝土梁及组合结构的检算时,需要对其内力和检算状态进行分析和计算。本文将重点探讨预应力混凝土梁及组合结构的内力和两种检算状态。 预应力混凝土梁的内力 预应力混凝土梁是由预应力钢筋和混凝土组成的,在受力时需要考虑其内力状况。预应力混凝土梁的内力主要包括张应力、剪应力和弯曲应力等。 张应力是指预应力钢筋在预制构件中预应力时,由于预应力钢筋的伸长,预应 力混凝土梁中会产生一定的张应力,这种张应力有利于预应力混凝土梁的承载能力,防止混凝土在受力时出现裂缝。张应力的计算需要考虑预应力钢筋的受力情况、混凝土的弹性模量、混凝土截面的中性轴位置等因素。 剪应力是指预应力混凝土梁在受剪力作用时,产生的剪应力。剪应力使得混凝 土发生剪切破坏,因此在检算预应力混凝土梁的承载能力时需要考虑剪应力的大小和限制。 弯曲应力是指预应力混凝土梁在受弯矩作用时,产生的应力状况。预应力混凝 土梁的弯曲应力主要包括主应力和副应力。弯曲应力的计算需要根据混凝土截面形状、力臂长度、受力形式等因素进行综合计算。 预应力混凝土梁的检算状态 预应力混凝土梁的检算状态主要包括两种情况:极限状态和使用状态。 极限状态是指在极端载荷作用下,预应力混凝土梁出现破坏或者变形达到极限 的状态。极限状态检算需要考虑预应力混凝土梁的承载能力和受力状况,根据设计荷载和截面特点等因素进行综合计算。 使用状态是指在正常工作状态下,预应力混凝土梁的应力和变形达到限制的状态。使用状态检算需要考虑预应力混凝土梁的安全性和可靠性,根据设计荷载和截面特点等因素进行综合计算。 预应力混凝土组合结构的检算 预应力混凝土组合结构是将预应力混凝土梁与其他建材组合而成的结构体系。 在进行预应力混凝土组合结构的检算时,需要考虑其内力和组合效应。 预应力混凝土组合结构的内力与预应力混凝土梁的内力相似,但需要考虑其他 建材与预应力混凝土梁的接口问题,以及力的传递和平衡问题。预应力混凝土组合

预应力混凝土教案

预应力混凝土教案 一、教学目标: 1.了解预应力混凝土的定义和基本概念; 2.理解预应力混凝土的原理和优点; 3.能够分析和设计简单的预应力混凝土结构。 二、教学内容: 1.预应力混凝土的定义和基本概念 1.1预应力混凝土的定义 1.2预应力混凝土的基本概念和术语解释 2.预应力混凝土的原理和优点 2.1预应力混凝土的原理 2.2预应力混凝土的优点 3.分析和设计预应力混凝土结构 3.1预应力混凝土的设计方法 3.2预应力混凝土的构造方法 3.3预应力混凝土中的应力分析和计算方法 三、教学过程: 1.了解预应力混凝土的定义和基本概念(10分钟) 1.1预应力混凝土的定义

1.2预应力混凝土的基本概念和术语解释 2.预应力混凝土的原理和优点(20分钟) 2.1预应力混凝土的原理 解释预应力混凝土的工作原理,即通过施加预应力,使得混凝土在正 常使用荷载下能够承受更大的荷载和变形。 2.2预应力混凝土的优点 列举预应力混凝土的优点,包括更大的荷载承载能力、抗裂性能好、 减少混凝土使用量等。 3.分析和设计预应力混凝土结构(90分钟) 3.1预应力混凝土的设计方法 介绍预应力混凝土的设计方法,包括选定预应力力度、确定预应力杆 的布置方式等。 3.2预应力混凝土的构造方法 说明预应力混凝土的构造方法,包括预应力杆的施工、预应力混凝土 构件的施工等。 3.3预应力混凝土中的应力分析和计算方法 讲解预应力混凝土中的应力分析和计算方法,包括预应力损失的计算、应力分布的计算等。 四、教学总结(10分钟)

对本节课的内容进行小结,重点总结预应力混凝土的定义和基本概念、预应力混凝土的原理和优点以及分析和设计预应力混凝土结构的方法。 五、教学方法: 本节课采用讲授和讨论相结合的教学方法。首先通过讲授的方式介绍 预应力混凝土的定义、基本概念和原理,然后通过讨论的方式让学生参与 进来,深入了解预应力混凝土的优点和设计方法。 六、教学手段: 教学手段包括黑板、多媒体设备等。 七、教学评估: 通过课堂讨论和小组作业等形式进行教学评估,对学生对预应力混凝 土的理解和设计能力进行评估。

混凝土梁预应力计算技术规程

混凝土梁预应力计算技术规程 一、前言 混凝土梁是建筑结构中常见的梁型,其预应力设计是混凝土结构设计中重要的一环。本文将详细介绍混凝土梁预应力计算技术规程,旨在指导工程师正确进行混凝土梁预应力设计,保证结构的安全性和经济性。 二、基本原理 混凝土梁的预应力设计通过在混凝土中施加预应力,使其在使用荷载下保持一定的张力状态,从而提高混凝土梁的承载能力和抗裂性能。预应力的作用可以分为两个方面:一是抵消混凝土在使用荷载下的自身重量和其他附加荷载所引起的弯矩和剪力,减小混凝土受力状态下的挠度和变形;二是使混凝土在使用荷载下产生的裂缝减少或消失,提高混凝土的抗裂性能。 混凝土梁的预应力设计需要考虑多个因素,包括混凝土强度、钢材强度、预应力筋的布置和张拉方式等。在设计过程中需要遵循国家相关规范和标准,如《混凝土结构设计规范》GB 50010、《预应力混凝土结构设计规范》GB 50468等。

三、设计步骤 1.确定设计荷载和跨度 混凝土梁的预应力设计需要确定设计荷载和跨度。设计荷载包括常规 荷载和特殊荷载,常规荷载包括自身重量、使用荷载和风荷载等,特 殊荷载包括地震荷载和温度荷载等。跨度是指混凝土梁两端支承点的 距离。 2.计算截面尺寸和配筋 混凝土梁的截面尺寸和配筋需要根据设计荷载和预应力的作用确定。 根据混凝土的强度等级、钢材的强度等级和预应力筋的布置方式等参数,可以计算出混凝土梁的截面尺寸和配筋。在计算配筋时需要考虑 梁的受力状态,包括弯矩、剪力和轴力等。 3.确定预应力筋的张拉方式和张拉力 预应力筋的张拉方式包括预张拉和后张拉两种方式。预张拉是在混凝 土梁浇筑前完成的张拉过程,后张拉是在混凝土梁浇筑后完成的张拉 过程。预张拉的优点是可以减小混凝土中的应力,提高混凝土的抗裂 性能,但需要考虑预应力筋的锚固长度和预应力筋的应力损失等因素。

预应力混凝土实际应力分析方法

预应力混凝土实际应力分析方法 预应力混凝土是一种先施加预应力再灌注混凝土的建筑材料,具有高 强度、高刚性和耐久性等优点。在预应力混凝土的设计和施工过程中,实际应力分析是一项关键的工作,能够帮助工程师确定预应力钢筋的 预张力、混凝土的强度等参数,从而保证预应力混凝土结构的安全性 和可靠性。本文将介绍预应力混凝土实际应力分析的具体方法。 一、预应力混凝土实际应力分析的基本原理 预应力混凝土中的预应力钢筋和混凝土之间存在着一定的相互作用关系,预应力钢筋的预张力会产生一定的压应力,而混凝土的强度和刚 度也会受到外界载荷的影响而发生变化。因此,在进行预应力混凝土 实际应力分析时,需要考虑预应力钢筋和混凝土之间的相互作用关系,以及外界载荷对混凝土的影响。 预应力混凝土实际应力分析的基本原理如下: 1. 建立混凝土的应力-应变关系 混凝土的应力-应变关系是指在外界载荷下,混凝土中各点的应力和应变之间的关系。混凝土的应力-应变关系通常采用双曲线模型或抛物线

模型进行描述。其中,双曲线模型适用于中等强度的混凝土,而抛物线模型适用于高强度混凝土。建立混凝土的应力-应变关系是预应力混凝土实际应力分析的基础。 2. 确定预应力钢筋的预张力 预应力钢筋的预张力是指在混凝土灌注之前,通过拉伸预应力钢筋来施加的预应力。预应力钢筋的预张力大小决定了混凝土的受压强度和受拉强度。在预应力混凝土实际应力分析中,需要根据设计要求和混凝土的强度等参数来确定预应力钢筋的预张力。 3. 计算混凝土中的应力和应变 在确定了混凝土的应力-应变关系和预应力钢筋的预张力之后,可以通过数值计算的方法来计算混凝土中各点的应力和应变。在计算过程中需要考虑预应力钢筋和混凝土之间的相互作用关系以及外界载荷的影响。 4. 分析混凝土的破坏形态 预应力混凝土的破坏形态包括拉伸破坏和压缩破坏两种类型。拉伸破坏是指混凝土中的预应力钢筋拉断,而压缩破坏是指混凝土中的压应力达到了混凝土的极限强度而发生破坏。在预应力混凝土实际应力分

预应力混凝土中骨架应力的分析与计算

预应力混凝土中骨架应力的分析与计算 一、引言 预应力混凝土是一种具有很高强度和耐久性的建筑材料,广泛应用于桥梁、高层建筑、水利工程等领域。在预应力混凝土结构中,预应力钢筋通过预拉力的作用将混凝土产生的应力控制在一定范围内,从而提高了混凝土的承载能力和抗震性能。然而,预应力混凝土结构中的骨架应力对结构的安全性和可靠性具有重要影响,因此研究预应力混凝土中骨架应力的分析与计算具有重要意义。 二、预应力混凝土中骨架应力的概念 预应力混凝土结构中的骨架应力是指混凝土结构在预应力作用下所产生的内部应力。骨架应力可以分为两种,一种是预应力混凝土初始状态下的骨架应力,另一种是在荷载作用下的骨架应力。预应力混凝土初始状态下的骨架应力是由于预应力钢筋的预拉力作用所导致的混凝土内部应力,而在荷载作用下的骨架应力则是由于外部荷载所引起的混凝土内部应力。 三、预应力混凝土中骨架应力的计算方法 预应力混凝土中骨架应力的计算方法有两种,一种是基于平衡条件的计算方法,另一种是基于应力平衡方程的计算方法。

1. 基于平衡条件的计算方法 基于平衡条件的计算方法是指通过平衡条件来计算预应力混凝土中的骨架应力。该方法的核心在于平衡条件的建立,通过建立合适的平衡条件来计算骨架应力。该方法的优点是计算简单,但是需要满足平衡条件,因此对于复杂结构的计算较为困难。 2. 基于应力平衡方程的计算方法 基于应力平衡方程的计算方法是指通过应力平衡方程来计算预应力混凝土中的骨架应力。该方法的核心在于应力平衡方程的建立,通过建立合适的应力平衡方程来计算骨架应力。该方法的优点是适用于复杂结构的计算,但是计算较为繁琐。 四、预应力混凝土中骨架应力的影响因素 预应力混凝土中骨架应力的大小受到多种因素的影响,主要包括预应力钢筋的数量、预应力钢筋的张拉方式、混凝土的强度等因素。 1. 预应力钢筋的数量 预应力钢筋的数量是影响预应力混凝土中骨架应力大小的重要因素之一。预应力钢筋数量越多,产生的骨架应力就越大。 2. 预应力钢筋的张拉方式 预应力钢筋的张拉方式也是影响预应力混凝土中骨架应力大小的重要因素之一。不同的张拉方式会产生不同的骨架应力。

混凝土结构预应力设计原理与实践

混凝土结构预应力设计原理与实践 一、设计原理 1.1 预应力原理 预应力是一种施加于混凝土结构上的预先施加的拉应力,目的是在荷 载作用下抵抗混凝土的压缩应力,有效地提高混凝土的承载力、刚度 和变形能力。预应力可以通过预应力钢筋、预应力混凝土等形式实现。 1.2 预应力设计原理 预应力设计原理主要是根据荷载情况确定混凝土结构的截面形状和尺寸,然后确定预应力筋的应力、应变和位置,最后计算混凝土结构的 受力性能,满足强度、刚度和变形要求。 1.3 预应力设计方法 预应力设计方法包括静态和动态方法。静态方法是指根据结构的几何 形状和荷载情况,通过计算得到预应力筋的应力、应变和位置,然后 计算混凝土结构的受力性能。动态方法是指通过模拟结构的动态响应,通过试验和计算得到预应力筋的应力、应变和位置,然后计算混凝土

结构的受力性能。 二、设计流程 2.1 确定结构荷载和边界条件 预应力设计的第一步是确定结构荷载和边界条件,包括结构荷载的种类、大小和作用方向,以及结构的几何形状和边界条件。 2.2 确定结构截面形状和尺寸 在确定了结构荷载和边界条件之后,需要根据受力分析计算得到结构的截面形状和尺寸,包括截面高度、宽度、厚度和曲率半径等参数。 2.3 确定预应力筋的位置和应力 根据结构截面形状和尺寸,可以计算得到预应力筋的位置和应力,包括预应力筋的数量、直径、张力和位置。 2.4 确定混凝土材料和配筋 在确定预应力筋的位置和应力之后,需要根据混凝土的强度、刚度和变形特性,选择合适的混凝土材料和配筋方案。

2.5 进行受力计算和校核 最后,根据结构荷载、边界条件、截面形状和预应力筋的位置和应力,进行受力计算和校核,确保混凝土结构的受力性能符合设计要求。 三、实践案例 3.1 案例介绍 某高层住宅楼的结构为框架结构,采用预应力混凝土结构设计。该结 构高度为120米,地上30层,地下3层,结构荷载为1.5kN/m2。 3.2 设计流程 3.2.1 确定结构荷载和边界条件 根据结构荷载标准,该结构的荷载为1.5kN/m2。 3.2.2 确定结构截面形状和尺寸 根据受力分析,确定该结构的截面形状为矩形,高度为3.6米,宽度 为1.2米,厚度为0.25米。

预应力的计算公式

预应力的计算公式 预应力混凝土结构是在结构承受荷载之前,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。 在结构承受外荷载之前,预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力(预压力),以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力混凝土结构。 张拉控制应力是预应力混凝土结构张拉施工的依据,它可以根据结构的受力要求和材料的性能确定,在结构设计时一般按设计阶段的验算和张拉阶段预应力损失来综合确定。 预应力的计算公式: σ=N/As±M/W/2 预应力的张拉控制应力应根据设计要求进行施工,施工中预应力的张拉控制应力不得超过设计要求,但也不宜小于设计要求的张拉控制应力的1/1.25倍。这是由于在结构破坏时,如为超张拉的试脸,预应力损失值可按设计要求取用;如为非超张拉的试脸,则其损失值比超

张拉损失值要小,所以采用比设计值小的控制应力,尚能满足设计要求。但也不宜采用比设计值大的控制应力,这是因为预应力筋是有弹性变形的,如张拉控制应力较大,则其预埋端的位移也会较大,这样在浇筑混凝土时将产生较大的上拱,使构件在就位后的标高与设计要求的标高不符。 预应力的计算公式 预应力混凝土结构是在结构承受荷载之前,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。 在结构承受外荷载之前,预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力(预压力),以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力混凝土结构。 张拉控制应力是预应力混凝土结构张拉施工的依据,它可以根据结构的受力要求和材料的性能确定,在结构设计时一般按设计阶段的验算和张拉阶段预应力损失来综合确定。 预应力的计算公式:

预应力混凝土梁的受力性能分析

预应力混凝土梁的受力性能分析 预应力混凝土梁是一种常用的结构构件,其独特的受力性能使其在各种工程中 得到广泛应用。本文将从材料性能、受力分析和工程实践等方面探讨预应力混凝土梁的受力性能。 首先,预应力混凝土梁具有优异的耐久性和抗裂性能。预应力混凝土梁采用高 强度钢束或钢丝进行预先张拉,使混凝土在荷载作用下保持在压应力状态,从而增加了混凝土的抗弯能力和抗剪能力。另外,预应力混凝土梁中的预应力钢材可以有效地抵消混凝土收缩和温度变形引起的内应力,减小了混凝土的开裂倾向。这种预应力钢材与混凝土的协同工作,使得预应力混凝土梁具有良好的耐久性和抗裂性能。 其次,预应力混凝土梁的受力分析是预应力混凝土设计的关键。在预应力混凝 土设计中,首先需要确定荷载的作用形式和大小,包括常规荷载、变动荷载和地震荷载等。然后,根据结构形式和设计要求,通过受力分析确定预应力混凝土梁的截面尺寸、受力状态和预应力的大小。在受力分析中,需要考虑混凝土和预应力钢材的材料特性、截面形状和荷载作用方式等因素,并根据弯矩、剪力和轴力的要求进行计算。受力分析的准确性和合理性对于预应力混凝土梁的受力性能至关重要。 最后,预应力混凝土梁的受力性能在工程实践中得到了充分验证。预应力混凝 土梁广泛应用于桥梁、建筑和水利工程等领域,并取得了良好的效果。通过实际工程的观测和测试,可以验证预应力混凝土梁的受力性能和设计理论的正确性。例如,在大跨度桥梁的设计中,预应力混凝土梁能够满足梁的强度、刚度和振动要求,有效地减小了结构自重,提高了桥梁的使用寿命和安全性能。在建筑中,预应力混凝土梁能够灵活地满足不同跨度和荷载要求,实现结构的优化设计和施工的快速推进。这些工程实践表明,预应力混凝土梁具有良好的受力性能和经济效益,对于提高工程质量和结构安全至关重要。 综上所述,预应力混凝土梁作为一种重要的结构构件,具有优异的受力性能。 其材料特性、受力分析和工程实践等方面对于预应力混凝土梁的设计和应用具有重

预应力设计的详解与计算方法

预应力设计的详解与计算方法 概述 预应力设计是现代工程设计中重要的一部分,它通过在结构构件中引入预先施加的应力,来有效地提高结构的承载能力和性能。本文将详细解释预应力设计的原理和计算方法。 预应力设计的原理 预应力设计是基于材料力学原理的,通过预先在结构构件中施加应力,改变构件内部的应力状态,达到增强结构的目的。预应力可通过两种方式施加:预应力混凝土和预应力钢束。预应力混凝土是在混凝土浇筑前通过预应力钢束施加应力,使得结构在受力时能够充分利用混凝土和钢材的优势,提高承载能力和耐久性。 预应力设计的计算方法 预应力设计的计算方法主要包括以下几个步骤: 1. 结构强度计算:根据结构的几何形状和材料特性,进行强度计算,确定结构所能承受的最大荷载。

2. 预应力设计参数确定:根据结构的设计要求和荷载情况,确 定预应力设计的参数,包括预应力力大小、布置方式以及静力平衡 条件等。 3. 应力计算:根据预应力设计参数和结构几何形状,进行应力 计算,确定预应力施加后的结构应力状态。 4. 自由度计算:根据结构的自由度和约束条件,计算结构的变 形和位移,确保结构稳定性。 5. 荷载调整:根据结构施加的荷载大小和方向,进行荷载调整,确保结构在受力时能够保持平衡。 6. 校核计算:根据结构的设计要求和国家规范,进行校核计算,确保结构满足设计要求和安全性。 总结 预应力设计是一种有效的结构设计方法,能够提高结构的承载 能力和性能。通过合理的参数选择和计算方法,可以确保预应力设 计的准确性和可行性。在实际设计中,需要根据具体情况灵活应用,并遵循相关的设计规范和要求。 以上是对预应力设计的详解和计算方法的介绍,希望对您有所 帮助。如果还有其他问题,请随时提问。谢谢!

《结构设计原理》教案 第十二章 预用力混凝土受弯构件的应力损失

第一节预应力混凝土梁各工作阶段的受力分析 第二节预加力的计算与预应力损失的估算 第一节预应力混凝土梁各工作阶段的受力分析 预应力混凝土结构(prestressed concrete structure)从张拉预应力筋(prestressed reinforcement)开始,到承受外荷载,直至最后破坏,大致可分为四个受力阶段,即预加应力阶段、使用荷载作用阶段、裂缝出现阶段和破坏阶段。 以后张法(post-tensioning method)预应力混凝土梁,如图为例,说明各个阶段所承受的荷载、预加力大小和跨中截面的受力情况。 一、施工阶段 (一)预加应力阶段 1、时间:从预应力筋的张拉开始,至预应力筋的锚固和预应力传递。 2、荷载:主要是偏心预压力(即预加应力的合力)N p及梁的自重。 3、工作状态:弹性阶段,可按材力公式计算。 4、受力特点:预应力损失最小,预加力大,荷载小。 5、本阶段的设计计算要求是:

①控制梁的上、下缘混凝土的最大拉应力和压应力,及梁腹的主应力,不应超出《公桥规》的规定; ②控制钢筋的最大张拉应力; ③保证锚具下混凝土局部承压的容许承载能力,使其大于实际承载的压力,并有足够的安全度,以保证梁体不出现水平纵向裂缝。 6、有效预应力的概念: 通常把扣除应力损失后钢筋中实际存余的应力称为有效预应力(effective Prestress)。 (二)运输、安装阶段 此阶段混凝土梁所承受的荷载,仍是预加力和梁的自身恒载。但由于引起预应力损失的因素相继增加,使要比预加应力阶段小;同时梁的自身恒载应根据《公桥规》的规定计入1.20或0.85的动力系数。构件在运输中的支点或安装时的吊点位置常与正常支承点不同,故应按梁起吊时自身恒载作用下的计算图式进行验算,特别需注意验算构件支点或吊点处上缘混凝土的拉应力。 二、使用阶段 1、时间:该阶段是指桥梁建成通车后整个使用阶段。 2、荷载:梁自重(称为Ⅰ期恒载),偏心预加力N p,车辆及人群等活载,和桥面铺装、人行道板、栏杆等后加桥梁恒载(称为Ⅱ期恒载)。 3、本阶段可分为如下几个受力状态: (1)加载至受拉边缘混凝土预压应力为零,构件仅在永存预加力Npe(即永存预应力σpe的合力)作用下,其下边缘混凝土的有效预压力为σpc。当构件加载至某一特定荷载,在控制截面上所产生的弯矩为M0 时,其下边缘混凝土的预压应力σpc,恰被抵消为零,则下式成立,即 一般把在M0作用下控制截面上的应力状态,称为消压状态,而把M0称为消压弯矩(decompression moment)。 (2)加载至受拉区裂缝即将出现 当构件在消压状态后继续加载,并使受拉区混凝土应力达到抗拉极限强度f tk时的应力状态,即称为裂缝即将出现状态。此时荷载产生的弯矩就称为裂缝弯矩M cr。(图12-1c)如果把受拉区混凝土应力从零增加到f tk的外弯矩用Mf表示,则裂缝弯矩M cr的大小为: M cr=M0+M f

预应力混凝土构件的计算

9 预应力混凝土构件的计算 9.1 预应力混凝土的基本概念和一般计算规定 9.1.1 概述 普通钢筋混凝土构件虽已广泛应用于土木工程建筑之中,但由于混凝土的极限拉应变很小,仅 有(0.1~0.15)×10-3,故在正常使用条件下构件的受拉区开裂,刚度下降,变形较大,使其适用范 围受到限制。为了控制构件的裂缝和变形,可采取加大构件的截面尺寸,增加钢筋用量,采用高强混凝土和高强钢筋等措施。但是如采用增加截面尺寸和用钢量的方法,一般来讲不经济,并且当荷载及跨度较大时不仅不经济而且很笨重;如提高混凝土的强度等级,由于其抗拉强度提高得很小,对提高构件抗裂性和刚度的效果也不明显;如果提高钢筋的强度,则钢筋达到屈服强度时的拉应变 很大,约在2×10-3以上,与混凝土的极限拉应变相差悬殊。因此对不允许开裂的构件,使用时受拉 钢筋的应力只能为20~30N/mm 2左右。由此可见,在普通钢筋混凝土结构中,高强混凝土和高强钢筋 是不能充分发挥作用的。 为了充分利用高强混凝土及高强钢材,可以在混凝土构件受力前,在其使用时的受拉区内预先施加压力,使之产生预压应力,造成人为的应力状态。当构件在荷载作用下产生拉应力时,首先要抵消混凝土构件内的预压应力,然后随着荷载的增加,混凝土构件受拉并随荷载继续增加才出现裂缝,因此可推迟裂缝的出现,减小裂缝的宽度,满足使用要求。这种在构件受荷前预先对混凝土受拉区施加压应力的结构称为“预应力混凝土结构”。 预应力混凝土的构思出现在19世纪末,1886年就有人申请了用张拉钢筋对混凝土施加 预压力防止混凝土开裂的专利。但那时材料的强度很低,混凝土的徐变性能尚未被人们充分认识,通过张拉钢筋对混凝土构件施加预压力不久,由于混凝土的收缩、徐变,使已建立的混凝土预压应力几乎完全消失,致使这一新颖的构思未能实现。直到1928年,法国的E .Freyssinet 首先用高强度钢丝及高强混凝土成功地设计建造了一座水压机,以后在本世纪三十年代,高强钢材能够大量生产时,预应力混凝土才真正为人们所应用。 随着土木工程中混凝土强度等级的不断提高,高强钢筋的进一步使用,预应力混凝土目前已广泛应用于大跨度建筑结构、公路路面及桥梁、铁路、海洋、水利、机场、核电站等工程之中。例如,新建的国际会展中心,广州市九运会的体育场馆,日新月异的众多公路大桥,核电站的反应堆保护壳,上海市的东方明珠电视塔、遍及沿海地区高层建筑、大跨建筑以及量大面广的工业建筑的吊车梁,屋面梁等都采用了现代预应力混凝土技术。 现以预应力混凝土简支梁的受力情况为例,说明预应力的基本原理。如图9-1所示,在荷载作用之前,预先在梁的受拉区施加一对大小相等,方向相反的偏心预压力N ,使梁截面下边缘混凝土产生预压应力c (图9-l ),当外荷载作用时,截面下边缘将产生拉应力t (图9-l ),最后的应力分布为上述两种情况的叠加,梁的下边缘应力可能是数值很小的拉应力。(图9-1),也可能是压应力。也就是说,由于预压应力c 的作用,可部分抵消或全部抵消外荷载所引起的拉应力t ,因而延缓了混凝土构件的开裂或者构件不开裂。 图9-2为两根具有相同材料强度、跨度、截面尺寸和配筋量的梁的—(荷载—挠度) 曲线对比图。其中一根为普通钢筋混凝土梁,另一根为预应力混凝土梁。可以看出,预应力梁的开裂荷载F pcI ,大于钢筋混凝土梁的开裂荷载F pcI ;同时在使用荷载作用下,前者并未开裂而后者已开裂,且前者的挠度小于后者的挠度;但两者最终的破坏荷载基本相同。 预应力钢筋混凝土结构与普通钢筋混凝士结构相比,其主要优点是: (1)不会过早地出现裂缝,抗裂性好。 (2)可合理地利用高强钢材和混凝土,与钢筋混凝土相比,可节约钢材30~50%,减轻结构自重达30%左右,且跨度越大越经济。 图9—1 预应力梁的受力情况 图9—2 梁的荷载—绕度曲线对比图 (a ) (a ) 压力作用下; (b )荷载作用下; (c ) 预压力与荷载共同作用下; σa σb c σσF f p f f u F

预应力混凝土梁大变形计算研究

预应力混凝土梁大变形计算研究 混凝土是一种高强度的建筑材料,常被用于建造桥梁、大型建筑和水坝等重要 工程。预应力混凝土是一种特别的混凝土类型,指在混凝土加固之前施加预应力的加固技术。在建筑工程中,预应力混凝土梁是一种常见的结构形式,可以用于设备、道路和人行道等各种载荷下的梁。预应力混凝土梁大变形计算研究,可以帮助我们更好地理解预应力混凝土梁的变形原理,以及如何更好地控制、预测和维护这种结构的完整性和稳定性。 预应力混凝土梁的变形原理 预应力混凝土梁的变形原理可以通过分析荷载、弯曲和底部剪切力的作用来说明。荷载作用会使梁发生变形,但如果在施工时施加足够的预应力,荷载作用会被抵消。预应力的施加方式可以有两种:预张和预紧。预张指在混凝土施加之前,在混凝土钢筋上施加拉力,以抵消在荷载作用下的混凝土修改和收缩变形。预紧则是在混凝土完成后,在混凝土表面施加压力,以抵消荷载作用下的变形。 预应力混凝土梁的变形计算 预应力混凝土梁的变形计算需要考虑荷载、预应力和材料力学三个方面的因素。荷载作用下的变形可以通过解决梁的弯曲方程得到,而预应力产生的变形可以通过根据构件的几何尺寸和钢筋材料的线性弹性模量计算得出。材料力学方面,预应力混凝土的力学特性难以准确确定,需要通过实验测定。此外,变形计算还需要考虑材料的非线性性质,例如混凝土的应力应变曲线是非线性的,且在高载荷下会出现裂缝。 预应力混凝土梁的大变形计算 预应力混凝土梁在极端情况下可能发生大变形,例如地震、风暴等自然灾害或 者荷载过重等人为原因。在这种情况下,预应力混凝土梁需要经历较大的位移和变形,甚至可能会出现破坏。因此,大变形计算是预应力混凝土梁设计和维护的重要

预应力混凝土梁算例

铁路32m后张法预应力混凝土梁计算内容 一、设计依据及计算资料 (一)设计依据:(所用规范名称及编号) (二)设计活载:双线、 (三)梁别:直线梁,箱型截面 (四)材料:(注明材料、强度等级及强度值) 1、预应力钢筋: 2、普通钢筋: 3、混凝土: (五)锚固及张拉体系:预应力锚固体系 (六)混凝土及钢筋的各项数据:(弹性模量、设计强度及容许应力)二、结构尺寸拟定(附图)描述梁体细部构造,查教材、规范规定 (一)梁高: (二)上翼缘 1、翼缘宽度: 2、翼缘厚度: (1)构造要求: (2)受力要求: (3)截面重心接近腹板中心线要求: (三)腹板 1、抗剪要求: 2、构造要求: 3、腹板稳定要求: (四)下翼缘 1、构造要求: 2、运输、架梁时,梁的稳定要求: (五)梁腹中心距 1、腹板两侧悬臂板固定弯矩接近相等 2、截面重心尽量接近腹板中心线,减少横向预应力偏心 三、荷载内力计算 (一)恒载(梁) 1、梁体自重g1 2、道砟及线路设备重g2 (二)活载 1、活载采用值: 2、冲击系数μ: (三)弯矩及剪力计算 计算过程及结果列入下表 最大弯矩表

注:(1)弯矩影响线图 (2)加载长度即为计算跨度 注:(1)剪力影响线图 四、钢束布置 (一)确定钢束根数,根据跨中荷载弯矩计算所需预应力束面积,并拟定预应力束数及布置。 (二)钢束在跨中截面的布置(附图) (三)钢束在梁端截面的布置(附图) (四)钢束沿梁长布置(附图) 1、布置原则:(查相应规范:半径、弯起角,间距等) 2、布置计算: (1)钢束长度计算 (2)钢束计算位置,计算截面处预应力束的位置 五、跨中截面强度计算: 六、截面几何特性计算:计算截面处的净截面特性及换算截面特性等。 七、预应力损失与有效预应力计算 (一)预加应力是钢束控制应力σk (二)预应力损失计算 1、锚头变形计钢丝回缩引起的预应力损失σs3 2、钢丝束与管道间摩擦引起的预应力损失σs4 3、混凝土弹性压缩引起的预应力损失σs5 4、钢筋松弛引起的应力损失σs2 5、混凝土收缩和徐变引起的应力损失σs1 6、传力锚固时预应力束的有效预应力值σy, (三)有效预应力计算 1、传力锚固时 2、张拉后二天 3、全部损失完后 八、跨中截面抗裂性计算 九、预加应力阶段的计算

[预应力混凝土]混凝土受压应力

[预应力混凝土]混凝土受压应力 篇一: 混凝土受压应力-应变全曲线方程46 混凝土受压应力-应变 全曲线方程 混凝土受压应力-应变全曲线方程 混凝土的应力-应变关系是钢筋混凝土构件强度计算、超静定结构内力分析、结构延性计算和钢筋混凝土有限元分析的基础,几十年来,人们作了广泛的努力,研究混凝土受压应力-应变关系的非线性性质,探讨应力与应变之间合理的数学表达式,1942年,Whitney通过混凝土圆柱体轴压试验,提出了混凝土受压完整的应力应变全曲线数学表达式,得出了混凝土脆性破坏主要是由于试验机刚度不足造成的重要结论,这一结论于1948年由Ramaley和Mchenry的试验研究再次证实,1962年,Barnard在专门设计的具有较好刚性且能控制应变速度的试验机上,试验了一批棱柱体试件以及试件两靖被放大的圆柱体试件,试验再次证明,混凝土的突然破坏并非混凝土固有特性,而是试验条件的结果,即混凝土的脆性破坏可用刚性试验机予以防止,后来由很多学者所进行的试验,都证明混凝土受压应力-应变曲线确实有下降段存在,那么混凝土受压应力与应变间的数学关系在下降段也必然存在,研究这一数学关系的工作一刻也没有停止。 钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的一种结构形式。但是,对

钢筋混凝土的力学性能还不能说已经有了全面的掌握。近年来,随着有限元数值方法的发展和计算机技术的进步,人们已经可以利用钢筋混凝土有限元分析方法对混凝土结构作比较精确的分析了。由于混凝土材料性质的复杂性,对混凝土结构进行有限元分析还存在不少困难,其中符合实际的混凝土应力应变全曲线的确定就是一个重要的方面。1、混凝土单轴受压全曲线的几何特点 经过对混凝土单轴受压变形的大量试验大家一致公认混凝土单轴受压变过程的应力应变全曲线的形状有一定的特征。典型的曲线如图1所示,图中采用无量纲坐标。 x? 式中,fc为混凝土抗压强度;?c为与fc对应的峰值应变;E0为混凝土的初始弹性模量;Es为峰值应力处的割线模量。 E?? ,y?,N?0 ?cfcEs 此典型曲线的几何特性可用数学条件描述如下:①x=0,y=0;②0≤x 2dy dx2 dydx 单调减小,无拐点; ③C点x=1处, 2dy dydx

第3章 预应力钢筋张拉阶段有效应力及张拉伸长值计算

第3章预应力钢筋张拉阶段有效应力及张拉伸长值计算 3.1 预应力钢筋的张拉控制应力 预应力钢筋的张拉控制应力(controlled tensile stress Of prestressing steel reinforcement)是指张拉时预应力钢筋达到的最大应力值,也就是张拉设备(如千斤顶)所控制的总拉力除以预应力钢筋截面面积所得到的应力值,以acon表示。对于变角张拉而引起变角张拉装置摩阻损失,ocon指经过变角张拉装置并扣除此摩阻力后的(锚具位置)应力值。概括讲,ocon通指预应力钢筋张拉时锚具位置的控制应力。 从经济角度出发,对于相同截面的预应力筋束,采用愈大的张拉控制应力ocon将使管壁混凝土中建立的环向预压应力就愈大,其抗裂性就愈好;或者要达到同样的抗裂性时,预应力筋束的截面面积就可以减小。然而张拉控制应力ocon值太高也将存在下述一些问题: 1)ocon值愈高,预应力筋束的应力松弛损失将愈大。 2)由于预应力钢筋强度的离散性、张拉操作中的超张拉等原因,张拉时可能使钢筋应力接近甚至进入屈服阶段,产生塑性变形,反而达不到预期的预应力效果。少数钢筋甚至发生脆断现象。 3)因张拉力的测量可能不够准确,容易发生安全事故。 因此,预应力钢筋的张拉控制应力ocon不能定得过高,应留有适当的余地。一般宜在比例极限值之下。研究表明,预应力钢筋的张拉控制应力ocon与所采用的钢筋品种有关。对预应力钢绞线而言,其塑性较差,没有明显的屈服台阶,ocon应定得低一些。综合分析《水工混凝土结构设计规范》(DL/T 5057-1996)和《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)的规定[1,2],预应力钢绞线的张拉控制应力值ocon:有粘结预应力技术体系不宜超过0.75fptk,无粘结预应力施工技术体系不宜超过0.70fptk,且不应小于0.4/Ptk。 当考虑部分抵消由于应力松弛、孔道摩擦、钢筋分批张拉等因素产生的预应力损失时,张拉控制应力允许值可提高0.05fptk。 3.2 预应力钢筋的预应力损失计算 对于环形高效预应力混凝土结构,预应力钢筋的预拉应力沿管壁环向从张拉端到锚固端并不是一个恒定的值,受施工因素、材料特性及环境条件的影响,在施工和使用过程中随时间的推移会逐渐减小,从而使管壁混凝土预压应力相应减小,该现象称为预应力损失(loss of prestress)。预应力钢筋逐渐降低的应力值为预应力损失值,以ol表示。在所有预应力损失都发生之后,预应力钢筋中的应力降低至最终值,即有效预应力ope。 环形高效预应力混凝土结构是以扣除预应力损失ol后所确定的预应力钢筋有效预应力ope为依据进行设计和计算的。由于引起预应力损失的因素很多,产生的时间也先后不一, 第40页 准确地估算预应力损失值是非常困难的。有些因素,如混凝土的收缩、徐变及钢筋松弛引起的预应力损失值随着时间的增长和环境的变化而不断发生变化。还有些因素之间互相影响,如混凝土收缩、徐变使管径缩小,钢筋回缩导致预拉应力降低,而混凝土预压应力减小又将减小徐变损失;钢筋的应力松弛也将引起徐变损失的减小。我国现行规范中,一般采取单独计算各种因素引起的预应力损失值的简化计算方法,总预应力损失值等于各种因素产生的预应力损失值之和。 环形高效预应力混凝土结构设计所考虑的预应力损失主要有:锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失ol1、预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失ol2、预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失ol4,混凝土收缩徐变引起的预应力损失ol5以及管道收缩变形引起的预应力损失ol6等。此外,还需根据实际情况考虑可能出现的预应力损失,如变角张拉装置摩阻损失[5]。 3.2.1 锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 在张拉锚固后,钢筋回缩也会引起预应力损失,该损失值在预应力锚固端往往占很大比例。进行环形高效预应力混凝土结构设计时,锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失ol1计算可能包含4种曲线形式,即直线筋、圆弧形曲线筋、直线+一段圆弧形曲线筋和直线+两段圆弧形曲线筋。

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