预应力混凝土构件复核验算.pptx

Part IX:预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算内容介绍内容介绍 概述 截面抗裂性验算 应力验算 变形计算 一一.概述概述(板书板书)预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算 计算分类 荷载内力与预加力 应力计算一般方法 二二.截面抗裂性验算截面抗裂性验算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算 正截面抗裂性验算 斜截面抗裂性验算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算1.正截面抗裂性验算正截面抗裂性验算q 计算图式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 验算要求对于全预应砼构件,正截面砼法向应力 规定(不出现拉应力):式中短期荷载效应组合下砼边缘应力扣除全部预应力损失后的预加力在砼边缘产生预压应力预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式式中短期荷载下弯矩组合值一期恒载(自重)下弯矩值二期恒载下弯矩值汽车荷载(不计冲击力)下弯矩值预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算使用阶段预应力钢筋永存应力的合力人群荷载下弯矩值构件净截面面积构件净截面对下边缘弹性抵抗矩预应力钢筋合力作用点至净截面形心距离构件换算截面对下边缘弹性抵抗矩预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算2.斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性验算q 验算要求对于全预应砼预制构件,砼主拉应力 规定(不超过限值):式中短期荷载效应组合和预加力产生的砼主拉应力砼抗拉标准强度 为防止构件腹部中间出现斜裂缝,使斜截面与正截面有同样安全度预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算式中主应力计算点由短期荷载效应组合与预加力产生的砼法向应力主应力计算点由短期荷载效应组合与预加力产生的砼剪应力构件净截面惯性矩构件换算截面惯性矩计算点构件净截面静矩计算点构件换算截面静矩计算点以净截面形心轴为原点的坐标值计算点以换算截面形心轴为原点的坐标值计算点截面宽预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算一期恒载(自重)下剪力值二期恒载下剪力值汽车荷载(不计冲击力)下剪力值人群荷载下剪力值弯起预应力筋预加力引起的预剪力符号意义同前 三三.构件变形计算构件变形计算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算 预加力引起的上拱度 使用荷载作用下的挠度q 计算图式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算1.预加力引起的上拱度预加力引起的上拱度预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式预加力引起的上拱度式中由永存预加力引起的预弯矩跨中作用单位力引起的弯矩构件抗弯刚度,按公预规6.5.4:构件全截面换算截面惯性矩长期增长系数预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算2.使用荷载作用下的挠度使用荷载作用下的挠度q 计算公式式中矩期荷载作用下的弯矩组合值构件全截面抗弯刚度,按公预规6.5.2:弯矩系数,跨中时短期荷载作用下挠度预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算3.总挠度总挠度式中短期荷载考虑长期效应影响的挠度长期增长系数当采用C40-C80砼时,中间强度插值计算,C50:预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算4.挠度验算要求挠度验算要求公预规6.5.3:钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件按上述计算的长期挠度值,在消除结构自重产生的长期挠度后梁式桥最大挠度不应超过计算跨径的1/600q 验算要求式中符号同前预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算5.预拱度设置预拱度设置公预规6.5.5:1)当预加力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时,可不设预拱度 2)当预加力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时,应设预拱度,其值应按该项荷载挠度值与预加力长期反拱值之差采用q 预拱度公式时,不设预拱度时,应设预拱度 四四.应力验算应力验算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算 持久状况下应力验算 短暂状况下应力验算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算1.持久状况下应力验算持久状况下应力验算 本阶段计算特点:预应力损失全部完成,预应力为永存预应力 使用荷载取值为标准荷载,计入冲击力 预加力作用时,因孔道未压浆,所以预加力和一期恒载的应力用净截面计算,而二期恒载与活载的应力用换算截面计算 使用阶段构件须验算:混凝土法向压应力 混凝土的主应力 受拉钢筋应力预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算1)混凝土法向压应力q 计算图式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算(外荷载较小时:)预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 验算要求对于全预应砼构件,使用阶段正截面砼法向最大压应力 规定(不超过限值):式中标准荷载效应组合下砼边缘应力扣除全部预应力损失后的预加力在砼边缘产生的法向拉应力砼轴心抗压标准强度预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算使用阶段预应力钢筋永存应力的合力人群荷载下弯矩组合值构件净截面面积构件净截面对上下边缘弹性抵抗矩预应力钢筋合力作用点至净截面形心距离构件换算截面对上下边缘弹性抵抗矩式中标准荷载下弯矩组合值一期恒载(自重)下弯矩值二期恒载下弯矩值汽车荷载(计入冲击力)下弯矩值预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算2)预应力钢筋的拉应力q 计算图式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 验算要求对于全预应砼构件,使用阶段预应力钢筋最大拉应力 规定(不超过限值):式中标准荷载效应组合下产生的预应力筋的拉应力扣除全部预应力损失后的永存预应力预应力钢筋抗拉标准强度预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式式中标准荷载下弯矩组合值一期恒载(自重)下弯矩值*二期恒载下弯矩值汽车荷载(计入冲击力)下弯矩值预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算使用阶段预应力钢筋永存预应力人群荷载下弯矩值构件净截面惯性矩预应力钢筋合力作用点至净截面形心距离构件换算截面惯性矩预应力钢筋合力作用点至换算截面形心距离*预应力钢筋控制应力是在预加力和自重共同作用测得的值,所以在计算预应力筋应力时应不再计入自重的影响;但考虑到在预加力时实际支承条件,使得实际受力比按简支算得要小,所以偏安全地仍计入自重产生的应力预应力钢筋与砼弹性模量之比 预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算3)混凝土主应力q 验算要求 为防止构件腹板在预加力和使用阶段作用下过高的主压应力导致截面抗裂能力降低,并可能压坏,作为斜截面承载力的补充要验算砼的主压应力;并且作为斜截面抗剪承载力的补充,验算砼的主拉应力预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算 砼主压应力规定(不超过限值)式中标准荷载效应组合和预加力产生的砼主压应力砼轴心抗压标准强度砼主拉应力规定式中标准荷载效应组合和预加力产生的砼主拉应力砼抗拉标准强度 箍筋抗拉标准强度此区段箍筋可按构造要求定此区段箍筋间距娈满足下式要求:预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算式中主应力计算点由标准荷载效应组合与预加力产生的砼法向应力主应力计算点由标准荷载效应组合与预加力产生的砼剪应力构件净截面惯性矩构件换算截面惯性矩计算点构件净截面静矩计算点构件换算截面静矩计算点以净截面形心轴为原点的坐标值计算点以换算截面形心轴为原点的坐标值计算点截面宽预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算一期恒载(自重)下剪力值二期恒载下剪力值汽车荷载(不计冲击力)下剪力值人群荷载下剪力值弯起预应力筋预加力引起的预剪力 注:计算主压应力,当计算点在外荷载引起正截面受拉区内时,要使法向压应力 最大,活载弯矩 、应取0值符号意义同前 预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算2.短暂状况下应力验算短暂状况下应力验算 施工阶段构件须验算:在制作、运输及安装各工况下,由预加力、构件自重及施工荷载引起的应力不超过限值 常见施工阶段可分为:预加应力阶段 运输安装阶段预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算1)预加应力阶段法向应力 本阶段计算特点:预应力损失未全部完成,预应力为传递锚固预应力 使用荷载取值为标准荷载,外荷载为自重和施工荷载 因孔道未压浆,所以应力用净截面计算预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算图式预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 验算要求式中制作、运输、安装各施工阶段的砼轴心抗压标准强度施工阶段正截面砼边缘法向压应力规定(不超过限值):预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算施工阶段正截面砼边缘法向拉应力规定:预拉区应配置配筋率不小于0.2%的纵向非预应力筋预拉区应配置配筋率不小于0.4%的纵向非预应力筋预拉区应配置配筋率按以上两者直线插值计算的纵向非预应力筋不应超过式中制作、运输、安装各施工阶段的砼抗拉标准强度预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算q 计算公式式中一期恒载(自重)下弯矩值预应力钢筋传力锚固时应力的合力预应力钢筋合力作用点至净截面形心距离预应力混凝土构件复核验算预应力混凝土构件复核验算2)运输吊装阶段法向应力 本阶段计算特点:预应力损失已近全部完成,预应力为永存预应力 使用荷载取值为标准荷载,外荷载为自重和施工荷载;按桥规4.1.10,构件重力应乘以动力系数1.2或0.85;运输时中的支点或安装时的吊点位置常与正常支承点不同,故计算图式有变化 由于预加力和自重作用时,孔道尚未压浆,所以应力用净截面计算课程设计课程设计11:截面抗裂性验算截面抗裂性验算n八八.截面抗裂性验算截面抗裂性验算 1.正截面抗裂性验算正截面抗裂性验算q取跨中截面和四分点截面计算q验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q正截面抗裂性验算表q说明验算是否通过课程设计课程设计1111:截面抗裂性验算截面抗裂性验算 2.斜截面抗裂性验算斜截面抗裂性验算q取跨中截面、四分点截面和支点截面计算q验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q斜截面抗裂性验算表q说明验算是否通过课程设计课程设计1111:截面抗裂性验算截面抗裂性验算课程设计课程设计12:变形计算变形计算n九九.变形计算变形计算 1.预加力引起的上拱度预加力引起的上拱度q取四分点截面为全梁平均截面,即全梁等刚度q计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q计算图式q计算过程(计算表)(注注:可分束预弯矩图图乘可分束预弯矩图图乘,也可合束预弯也可合束预弯矩图图乘矩图图乘)课程设计课程设计1212:变形计算变形计算2.使用荷载作用下的挠度使用荷载作用下的挠度q计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q计算过程课程设计课程设计1212:变形计算变形计算3.变形验算变形验算q验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q计算过程q说明验算是否通过4.预拱度设置预拱度设置q设置条件说明q计算公式q计算过程q说明是否应该设置预拱度课程设计课程设计1212:变形计算变形计算课程设计课程设计13:应力验算应力验算n十十.应力验算应力验算1.持久状况下应力验算持久状况下应力验算q本阶段计算特点1)混凝土法向压应力混凝土法向压应力q验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q混凝土法向应力验算表q说明验算是否通过,最大应力位置课程设计课程设计1313:应力验算应力验算2)预应力钢筋拉应力预应力钢筋拉应力q验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)q预应力钢筋拉应力验算表q说明验算是否通过,最大应力位置3)混凝土主应力混凝土主应力q验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)课程设计课程设计1313:应力验算应力验算q混凝土主应力验算表q说明验算是否通过,最大应力位置q箍筋间距验算 (注注:算例缺少主拉应力验算及箍筋间距验算算例缺少主拉应力验算及箍筋间距验算)课程设计课程设计1313:应力验算应力验算2.短暂状况下应力验算短暂状况下应力验算q 验算要求及计算公式 (注注:公式符号要说明公式符号要说明)课程设计课程设计1313:应力验算应力验算1)预加应力阶段预加应力阶段q本阶段计算特点q混凝土强度计算q混凝土法向应力验算表q说明验算是否通过,最大应力位置2)安装运输阶段安装运输阶段q本阶段计算特点q吊装内力计算(吊点设在两支点内移0.5m处)q混凝土法向应力验算表q说明验算是否通过,最大应力位置