第四章 軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件分析

13.1軸心受拉構(gòu)件第四章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析本章要點(diǎn)1軸心受拉構(gòu)件從施加預(yù)應(yīng)力開(kāi)始到構(gòu)件破壞，對(duì)應(yīng)各階段的混凝土和鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)分析；2受彎構(gòu)件從施加預(yù)應(yīng)力開(kāi)始到構(gòu)件使用階段，相應(yīng)的混凝土和鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)分析。13.1軸心受拉構(gòu)件第一節(jié)軸心受拉構(gòu)件受力性能分析一、施工階段1、先張法構(gòu)件Pre-tension放張前放張后完成第二批損失平衡條件13.1軸心受拉構(gòu)件第一節(jié)軸心受拉構(gòu)件受力性能分析一、施工階段1、先張法構(gòu)件Pre-tension放張前放張后完成第二批損失平衡條件13.1軸心受拉構(gòu)件式中sl、spc、sp和Np0為概括符號(hào)，即按不同的階段代表相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失、應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力筋合力取值即可。13.1軸心受拉構(gòu)件后張法構(gòu)件相應(yīng)各階段的具體表達(dá)式（1）完成第一批損失后（2）完成第二批損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力混凝土預(yù)壓應(yīng)力混凝土預(yù)壓應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力13.1軸心受拉構(gòu)件先張法后張法◆有無(wú)彈性壓縮損失sle是先張法與后張法計(jì)算公式的差異所在◆假定兩張拉方法的scon和sl

相同，則Np0和Np的數(shù)值相等，但先張法構(gòu)件有彈性壓縮損失，而后張法構(gòu)件無(wú)彈性壓縮損失，故得到的spc不等，先張法小于后張法。◆預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力也不相等，先張法的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力除需扣除sl外，還要扣除彈性壓縮損失，而后張法構(gòu)件則僅需扣除sl。13.1軸心受拉構(gòu)件二、使用階段◆雖然先張法和后張法在施工階段的應(yīng)力計(jì)算有所差別，但混凝土中建立起預(yù)壓應(yīng)力spc后開(kāi)始施加外荷載，兩者的受力過(guò)程是相同的。◆由于混凝土預(yù)先受到預(yù)壓應(yīng)力spc，因此軸向拉力N產(chǎn)生的拉應(yīng)力sc，需先抵消spc，才能使混凝土進(jìn)入受拉。◆故在達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)tk之前，可按彈性材料力學(xué)用換算截面方法確定的截面拉應(yīng)力，即預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力增量先后13.1軸心受拉構(gòu)件1、消壓狀態(tài)當(dāng)

時(shí)消壓軸力先后消壓狀態(tài)是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算中的一個(gè)重要概念，它相當(dāng)于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的起始狀態(tài)。從消壓狀態(tài)開(kāi)始，以后荷載增量（N-N0）產(chǎn)生的應(yīng)力增量與非預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從零開(kāi)始加荷產(chǎn)生的應(yīng)力類似。先張法后張法13.1軸心受拉構(gòu)件2、開(kāi)裂軸力：當(dāng)時(shí)3、開(kāi)裂后：N>Ncr，在裂縫截面軸力全部由預(yù)應(yīng)力筋承擔(dān)，即相當(dāng)于鋼筋混凝土構(gòu)件直接加載產(chǎn)生的鋼筋應(yīng)力。將該應(yīng)力增量代替裂縫寬度計(jì)算公式中的鋼筋應(yīng)力sss后，即可計(jì)算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的裂縫寬度。13.1軸心受拉構(gòu)件4、極限軸力：

當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力達(dá)到起抗拉強(qiáng)度時(shí)，達(dá)到極限軸力13.1軸心受拉構(gòu)件13.1軸心受拉構(gòu)件先張法構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的發(fā)展全過(guò)程13.1軸心受拉構(gòu)件后張法構(gòu)件構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的發(fā)展全過(guò)程13.2受彎構(gòu)件第二節(jié)受彎構(gòu)件受力性能分析一、施工階段1、先張法構(gòu)件13.2受彎構(gòu)件第二節(jié)受彎構(gòu)件受力性能分析一、施工階段1、先張法構(gòu)件13.2受彎構(gòu)件13.2受彎構(gòu)件2、后張法構(gòu)件13.2受彎構(gòu)件二、使用階段◆無(wú)論是先張法還是后張法，施加外彎矩M后，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土是共同變形的。◆因此在達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)tk之前，可按彈性材料力學(xué)按換算截面慣性矩I0來(lái)確定由彎矩產(chǎn)生的截面應(yīng)力，即拉為正13.2受彎構(gòu)件1、消壓彎矩M0

當(dāng)外彎矩M產(chǎn)生的截面受拉邊緣的拉應(yīng)力sc恰好抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力spc時(shí)，這時(shí)的彎矩稱為消壓彎矩M0，W0b為換算截面對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩梁底邊應(yīng)力13.2受彎構(gòu)件2、開(kāi)裂彎矩Mcr對(duì)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，開(kāi)裂彎矩有以下兩種考慮（1）按彈性材料計(jì)算不考慮受拉區(qū)混凝土的塑性，即構(gòu)件截面上混凝土應(yīng)力按直線分布，如圖所示則加荷至受拉邊緣混凝土應(yīng)力等于解得13.2受彎構(gòu)件（2）考慮受拉區(qū)混凝土的塑性取受拉區(qū)混凝土英里圖形為梯形，受拉混凝土極限拉應(yīng)變?yōu)榘雌浇孛鎽?yīng)變假定，可以確定混凝土構(gòu)件的截面抵抗矩塑性影響系數(shù)基本值則混凝土構(gòu)件的截面抵抗矩塑性系數(shù)為13.2受彎構(gòu)件13.2受彎構(gòu)件3、假想全截面消壓狀態(tài)◆預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的全截面消壓狀態(tài)，相當(dāng)于鋼筋混凝土構(gòu)件的起始受力狀態(tài)，在計(jì)算概念上很重要，且對(duì)分析使用階段和極限彎矩的截面應(yīng)力有很大幫助。◆因?yàn)樵谑┘訌澗豈的過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件不會(huì)出現(xiàn)如同軸心受拉構(gòu)件的全截面消壓狀態(tài)。故將產(chǎn)生全截面消壓狀態(tài)的受力情況稱為假想全截面消壓狀態(tài)。13.2受彎構(gòu)件3、假想全截面消壓狀態(tài)◆預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的全截面消壓狀態(tài)，相當(dāng)于鋼筋混凝土構(gòu)件的起始受力狀態(tài)，在計(jì)算概念上很重要，且對(duì)分析使用階段和極限彎矩的截面應(yīng)力有很大幫助。◆因?yàn)樵谑┘訌澗豈的過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力混