梁体预应力的受力分析

钢筋混凝土梁的受力分析方法一、前言钢筋混凝土梁是建筑中常见的结构构件，其主要承受弯曲力和剪力。

正确的受力分析方法对于设计和施工具有重要意义。

本文将介绍钢筋混凝土梁的受力分析方法。

二、受力特点钢筋混凝土梁的受力特点主要包括弯曲、剪力和挠曲。

其中，弯曲是主要的受力形式，同时也会引起剪力和挠曲。

三、受力分析方法1. 弯曲受力分析弯曲受力分析是钢筋混凝土梁设计中最基本的分析方法。

其基本思路是：根据梁的几何形状、材料特性和荷载情况，计算出梁的内力分布，然后根据内力分布计算出梁的截面承载力和变形情况，以确定梁截面的尺寸和钢筋布置。

计算内力分布的方法主要有静力学平衡法和力学分析法两种。

静力学平衡法是通过几何分析和平衡条件，直接计算出梁的内力分布。

该方法适用于简单的静力系统，计算简单，但不适用于复杂的非静力系统。

力学分析法是通过力学分析和数学模型，计算出梁的内力分布。

该方法适用于复杂的非静力系统，计算复杂，但能更准确地反映实际情况。

（2）计算截面承载力计算截面承载力的方法主要有弯矩承载力法和受压区受拉区受力平衡法两种。

弯矩承载力法是根据材料的强度和刚度，计算出梁截面能够承受的最大弯矩。

该方法适用于一般的钢筋混凝土梁。

受压区受拉区受力平衡法是通过平衡受力区域内的受拉力和受压力，计算出梁截面能够承受的最大弯矩。

该方法适用于特殊的钢筋混凝土梁，如T形梁、翼缘板梁等。

计算变形情况的方法主要有弹性计算法和极限状态设计法两种。

弹性计算法是通过弹性理论，计算出梁在荷载作用下的变形情况。

该方法适用于一般的钢筋混凝土梁。

极限状态设计法是根据安全性和经济性要求，确定梁的极限状态下的变形和裂缝控制要求。

该方法适用于特殊的钢筋混凝土梁，如大跨度梁、超限截面梁等。

2. 剪力受力分析剪力受力分析是钢筋混凝土梁设计中另一个重要的分析方法。

剪力主要由截面内的剪力和剪跨效应引起。

正确的剪力受力分析方法对于保证梁的安全和稳定具有重要意义。

（1）计算剪力分布计算剪力分布的方法主要有静力平衡法和力学分析法两种。

|试 验 与 检 狈厂王 倩，等:预应力混凝土T 梁锚固区受力分析与验算N C 预应力混凝土 T 梁锚固区受力分析与验算王倩！朱自萍！谢玉萌！刘婉癑(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽合肥230088)摘要:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范M JTG 3362 — 2018)新增的后张预应力混凝土锚固区验算规定，对广泛使用的T 梁锚固区进行分析和验算，以某30 m 预应力混凝土 T 梁为例验算梁端和三角齿块的截面和配筋。

计算结果表 明:原有T 梁端部锚固区截面配筋满足规范要求,负弯矩区三角齿块锚后牵拉和局部弯曲不满足规范要求,需要增加配筋、改善 构造。

关键词:锚固区验算;T 梁锚固区;三角齿块;锚后牵拉;局部弯曲中图分类号：U443. 32 文献标志码：A 文章编号：1673-5781(2020)06-1109-040引 言装配式预应力混凝土 T 梁为预制标准化构件，具有刚度 大、变形小、伸缩缝少、行车舒适、技术成熟等优点，因此广泛应用在公路桥梁建设中，常用跨径范围为20〜40 m *整体受力 明确、技术成熟,局部锚固区受力复杂，计算不明确，使用过程 中也因配筋不当导致出现裂缝的事件较多*因此有必要对桥梁进行锚固区验算*预应力混凝土桥梁锚固区属于混凝土结构的D 区，即应力扰动区*美国《AASHTOLRFD 规范》中明确将混凝土梁桥 结构划分为B 区和D 区,分别进行设计，并给出了一些典型D区的设计方法*可以采用拉压杆模型、压力扩散模型以及三维有限元模型进行计算分析*我国2018年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362 — 2018)%&首次在国内给出应力扰动 区(D 区)的概念，并将后张锚固区划分为局部区和总体区两个区域，分别进行计算*本文结合该规范新增锚固区规定，对某30m 跨径预应力混凝土 T 梁锚固区进行验算*1计算规定1.1梁端锚固区计算在后张预应力混凝土端部锚固区的总体区内'存在多个受拉区域'如图1 所示'锚固力从锚板向全截面扩散过程中'会产生劈裂应力,其合力称为劈裂力*当锚固力作用在截面核心之外时，锚固区受拉侧边缘还存在纵向拉应力，其合力为边缘拉力*锚固面压陷和周边的变形协调要求，将在锚固面边缘产生剥裂应力,其合力称为剥裂力*ab图1后张预应力混凝土端部锚固区内的受拉效应1.1.1端锚劈裂力计算单个锚头引起的端锚劈裂力设计值按下式计算:T b ,d / 0.25P X1 + 刃2%1 —刃―子& + 0. 5P d sin (1)劈裂力作用位置至锚固面的水平距离：d b = 0. 5( — 2? +e sin ,(2)式中:P d 为预应力锚固力设计值，取1 2倍张拉控制力卫为锚垫板宽度；为锚固端截面高度；为锚固力偏心距，即锚固力作用点距截面形心的距离"为锚固力在截面上的偏心率*收稿日期:2020-06-11 ；修改日期:2020-07-01作者简介:王 倩(1990 — ),女，安徽合肥人，研究生，工程师.《工程与建设》2020年第34卷第6期1109|试验与检测「王倩，等:预应力混凝土T梁锚固区受力分析与验算S=2e/h,为力筋倾角*对于由一组密集锚头引起的锚下劈裂力设计值,采用锚固力合力值代入式(1)计算;对于非密集锚头引起的锚下劈裂力设计值，按单个锚头分别计算,取各劈裂力最大值*相邻锚垫板中心距小于2倍锚垫板宽度的，定义为密集锚头*一组密集锚头的总垫板宽度c取该组锚头两个最外侧垫板外缘之间的间距*112剥裂力计算由锚垫板局部压陷引起的周边剥裂力按下式计算：T s.=0.02max{P.-}(3)当两个锚固力中心距大于0.5倍锚固端截面高度时，剥裂力按式(3)和式(4)计算取大值*.9eTs,=0.45P.•(1)(4)h式中:巴2为同一端面上，第Z个锚固力设计值;氏为锚固力设计值的平均值，即2.g(I11+P d2)/2；s为两个锚固力的中心距;h为锚固端截面高度*113边缘拉力设计值计算求验算受力截面的截面尺寸和配筋。

预应力混凝土梁受力分析方法一、引言预应力混凝土梁是一种广泛应用于工程结构中的建筑材料，其优点在于具有较高的强度和刚度，在使用过程中具有较好的稳定性和耐久性。

然而，在使用过程中，预应力混凝土梁受到复杂的力学作用，因此需要对其受力分析方法进行研究，以确保其安全可靠的使用。

二、预应力混凝土梁的结构特点预应力混凝土梁的结构特点主要有以下几个方面:1.预应力混凝土梁具有高强度和高刚度。

预应力混凝土梁在预应力的作用下，具有较高的抗弯强度和抗剪强度，可以承受较大的荷载。

2.预应力混凝土梁具有较好的耐久性。

预应力混凝土梁在施工过程中，采用预应力的方法，可以减少混凝土的收缩和龟裂，从而提高混凝土的耐久性。

3.预应力混凝土梁具有较好的形变能力。

预应力混凝土梁在荷载作用下，具有较好的形变能力，可以保证结构的稳定性和安全性。

三、预应力混凝土梁的受力分析方法预应力混凝土梁在使用过程中，需要进行受力分析，以保证其安全可靠的使用。

预应力混凝土梁的受力分析方法主要包括以下几个方面：1.荷载的计算荷载是预应力混凝土梁受力分析的基础，需要根据实际情况进行计算。

荷载的计算主要包括静荷载和动荷载两种情况。

静荷载是指静止的荷载，动荷载是指运动的荷载，例如风荷载、地震荷载等。

2.截面受力分析截面受力分析是预应力混凝土梁受力分析的重要内容，可以通过截面受力分析来确定混凝土梁的截面尺寸和钢筋布置方式。

截面受力分析主要包括弯矩、剪力和轴力三个方面，需要综合考虑这三个方面的作用，确定混凝土梁的截面尺寸和钢筋布置方式。

3.预应力设计预应力设计是预应力混凝土梁受力分析的重要环节，需要根据实际情况进行预应力设计。

预应力设计主要包括预应力力度、预应力钢筋的布置方式和预应力钢筋的张拉方式等方面。

四、预应力混凝土梁受力分析方法的应用案例下面以一个实际的应用案例来说明预应力混凝土梁受力分析方法的应用。

某个工程项目需要使用一根预应力混凝土梁，梁的跨度为10m，梁的截面形状为矩形，混凝土强度等级为C50，混凝土梁的设计荷载为100kN/m，预应力钢筋的直径为15mm，预应力钢筋的张拉力为300kN，预应力钢筋的布置方式为双向布置。

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）。

混凝土梁的受力性能研究与分析一、前言混凝土梁作为建筑结构中最常用的构件之一，其受力性能的研究和分析一直是结构工程领域的研究热点之一。

本文将从混凝土梁的力学性能、受力分析方法、受力试验以及受力性能的优化等方面进行全面的分析和研究。

二、混凝土梁的力学性能混凝土梁的力学性能主要包括弯曲承载力、剪切承载力、挠度等指标。

1.弯曲承载力混凝土梁的弯曲承载力是指梁在受到弯曲荷载时能够承受的最大荷载。

通常采用极限状态设计方法进行计算，其中弯矩和剪力是混凝土梁承受荷载时的主要力学参数。

弯曲承载力的计算需要考虑混凝土的强度、钢筋的强度、截面形状、受力方式等因素。

2.剪切承载力混凝土梁的剪切承载力是指梁在受到剪切荷载时能够承受的最大荷载。

剪切承载力的计算需要考虑混凝土的强度、截面形状、受力方式等因素。

3.挠度混凝土梁的挠度是指梁在受到荷载作用时产生的弯曲变形。

挠度是衡量混凝土梁受力性能的重要指标之一。

挠度的计算需要考虑混凝土的强度、钢筋的强度、截面形状、受力方式等因素。

三、混凝土梁的受力分析方法混凝土梁的受力分析方法主要包括理论分析方法和数值分析方法。

1.理论分析方法理论分析方法主要是利用力学原理和结构力学理论对混凝土梁的受力性能进行分析。

理论分析方法需要考虑梁的截面形状、材料的力学性能、荷载的大小和分布等因素。

2.数值分析方法数值分析方法主要是利用计算机模拟混凝土梁的受力过程，采用有限元法、离散元法等数值方法进行分析。

数值分析方法能够更加直观地显示混凝土梁的受力状态，可以更加准确地计算各种受力指标。

四、混凝土梁的受力试验混凝土梁的受力试验是验证混凝土梁受力性能的重要手段。

混凝土梁的受力试验通常分为弯曲试验和剪切试验两种。

1.弯曲试验弯曲试验是通过在混凝土梁上施加弯矩荷载，观察梁的变形和破坏形态，来验证混凝土梁的弯曲承载力和挠度等指标。

2.剪切试验剪切试验是通过在混凝土梁上施加剪切荷载，观察梁的变形和破坏形态，来验证混凝土梁的剪切承载力等指标。

后张法预应力混凝土梁中预应力的曲线形状一般为圆滑的曲线，包括预应力的曲线高度和受力情况。

预应力的曲线高度通常根据梁的截面形式和配筋情况来确定，通常会根据梁的承载能力和抗裂度以及施工的要求等因素来设计。

至于预应力混凝土梁中预应力筋的受力情况，一般采用应力-应变曲线来观察。

在初期，预应力混凝土的应力-应变关系基本上呈线性关系，随着应力的增加，应力增长逐渐变慢，而应变增长速度加快。

到达某一数值后，曲线开始接近水平，此时处于强化阶段。

在持续应力作用下，预应力混凝土的强度会逐渐提高，而弹性极限强度并不一定达到该材料的极限强度。

以上信息仅供参考，如果需要更多信息，建议咨询混凝土施工专业人士。

桥梁构件预应力设计中的计算方法总结引言：桥梁作为连接两个地理位置的重要交通设施，在现代社会起着至关重要的作用。

而桥梁的结构设计中，预应力技术是一种常用的提升桥梁承载能力和延长使用寿命的方法。

本文将对桥梁构件预应力设计中的计算方法进行总结，以提供给设计人员和研究者参考。

一、预应力基本原理预应力技术通过给混凝土施加一定的预先应力，主要是通过钢束或预应力钢筋，以在荷载作用下抵消或减轻混凝土中存在的内部拉应力，提高结构的承载能力。

这种预先施加应力的方法可以减小桥梁构件的变形和开裂，提高整体结构的刚度和稳定性。

二、预应力设计中的计算方法1. 桥梁荷载计算在预应力设计中，首先需要进行桥梁的荷载计算。

常见的荷载包括静载荷、动载荷以及温度荷载等。

荷载计算需要结合桥梁的使用情况、设计要求和具体的使用标准来确定。

2. 桥梁几何模型建立在进行预应力设计计算前，需要建立桥梁的几何模型。

这需要考虑桥梁的几何形状、跨度、跨径、支座等因素。

几何模型的建立可以通过专业的设计软件进行，如AutoCAD、ANSYS等。

3. 钢束张拉力计算预应力设计中，钢束张拉力的计算是一个关键步骤。

钢束张拉力的大小对桥梁结构的抗弯能力产生重要影响。

钢束张拉力的计算可以根据静力平衡原理进行。

根据桥梁的荷载情况和设计要求，结合预应力设计的目标，确定适当的钢束张拉力。

4. 混凝土截面受力计算在进行预应力设计中，需要对混凝土截面的受力情况进行计算。

根据桥梁的几何形状和荷载的作用方式，可以采用材料力学和结构力学的原理计算混凝土截面的受力情况。

在计算过程中需要考虑混凝土的强度、应力应变关系等因素。

5. 预应力损失计算预应力设计中，预应力损失的计算是必不可少的。

预应力损失主要包括：硬化损失、固化损失、摩擦损失和锚具收缩损失等。

这些损失会影响到预应力的传递和桥梁结构的稳定性。

因此，在预应力设计中需要对这些损失进行准确合理的计算。

三、案例分析为了更好地理解桥梁构件预应力设计中的计算方法，我们将以某跨径较大的钢梁桥为例进行分析。