预应力混凝土构件承载能力极限状态计...VIP专享VIP免费

5预应力混凝土构件承载能力极限状态计算本章为重点章节，主要介绍了受弯、受拉、受剪、受扭、截面计算，局压承载力和冲切承载力计算，以及构件的疲劳验算。重点掌握：各种不同受力形式的截面计算，局压和冲切承载力计算及疲劳验算。5.1一般规定《混凝土结构设计规范-2002》5.2受弯截面计算5.3受拉截面计算5.4受剪截面计算5.5受扭截面计算5.6局压承载力计算5.7受冲切承载力计算5.8疲劳验算5.1《规范-2002》一般规定5.1.1基本假定（1）混凝土构件截面应变保持平面；（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（3）混凝土受压的应力－应变关系满足响应的假设（P62）。5.1.2受压区混凝土的等效矩形应力图5.1.3相对界限受压区高度的计算5.1.4纵向钢筋应力计算5.1.5由预应力产生的混凝土法向应力与预应力筋应力计算5.1.6预应力筋与非预应力筋的合力及合力的偏心矩5.2预应力混凝土受弯构件的计算5.2.1受弯构件的应力分析一、施工阶段1、先张法构件000000yIeNANppppcpcElconpytybep0lconp0pcy0pcElconp放张前放张后先张法受弯构件施工阶段应力分析plconpAN)(0ytybpcy0pcElconp放张后ApA'plconp0放张前lconp0pcElconpypy'pplconplconpAAN)()(000)()(ppplconpplconpNyAyAe000000yIeNANppppc2、后张法构件yntynb后张法受弯构件施工阶段应力分析pcynlconplconpypny'pnnnpnpnppcyIeNANplconplconpAAN)()(ppnplconpnplconpnNyAyAe)()(二、使用阶段◆◆无论是先张法还是后张法，施加外弯矩M后，预应力筋与混凝土是共同变形的。◆◆因此在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学按换算截面惯性矩I0来确定由弯矩产生的截面应力，即cEp00yIMc拉为正1、消压弯矩M0000pcbpccyIMbpcbpcWyIM0000当外弯矩M产生的截面受拉边缘的拉应力c恰好抵消混凝土的预压应力pc时，这时的弯矩称为消压弯矩M0，W0b为换算截面对受拉边缘的弹性抵抗矩pcbpccyIM00梁底边应力2、开裂弯矩McrMcrmftk三角形分布2256.0bhfMtkcr261bhfWfMtkmetkmcrm=0.256×6=1.536截面抵抗矩塑性系数，与截面形状和截面高度有关tkmpcbpccfyIM000)(WfMtkmpccrMcrftk实际应力分布01207.0hm5.2.2受弯构件使用阶段正截面承载力计算1、破坏阶段的截面应力状态随着荷载增加，如果≤b，受拉区预应力筋先达到屈服强度，受压边缘混凝土达到极限压应变cu，截面达到受弯极限状态，其截面应力分布与钢筋混凝土受弯构件类似，但有以下几点不同之处：a.界限破坏时截面相对受压区高度b的计算0psp0pyxccu界限破坏时截面应变分布设预应力钢筋合力作用点处混凝土预压应力为零时，预应力钢筋的应力为，预拉应变为，破坏时的应力增量为，应变增量为根据平截面假定0psppE000ppyfsppyEf/)(00psp0pyxccu界限破坏时截面应变分布h0sppycucucEfhx00设界限破坏时，界限受压区高度为xb，则有x=xb=1xcsppycucubEfhx001scuppybEf011对无明显屈服点的钢筋，根据条件屈服点的定义，钢筋达到条件屈服点的拉应变spypyEf002.0scuppycubEf0002.01b.任意位置处预应力钢筋及非预应力钢筋应力的计算设的i根预应力钢筋的预拉应力为，到混凝土受压边缘的距离为hoi，由平截面假定，可得pipoioicuspixhE1111xhEoicussi近似公式为poioibpoipypihxf1111oibysihxfpypipypoiffysiyffc.受压区预应力钢筋应力的计算先张法构件pypopylconpeff)(pypopypcpElco...