部分预应力混凝土梁预应力筋用量的计算方法
预应力梁配筋计算程序(新规范)
预应力梁配筋计算程序(新规范)一、材料:40fc =19.1MPa 1.00×19.1=19.10MPaftk =2.39MPa Ec =MPaβ1 =0.80εcu=ft = 1.71MPa混凝土达到90%设计强度时开始对预应力筋进行张拉,则f′cu =36.0MPa2. 预应力钢筋:采用MPa 有粘结预应力MPa Es =#######mm 21395MPa1320Mpa 390Mpa kN3. 非预应力普通钢筋:采用Ⅲ级钢(HRB400)Es =Mpa4. 本部分梁抗震等级:二、有粘结预应力框架梁配筋计算1.计算截面:Mk=9652.53kN·mA. 截面参数计算b×h =800×2200hf′=130bf′=2360截面面积A=b×h+(bf′-b)×hf′ =mm 2截面中和轴距梁顶面距离e1=[b×h +(bf′-b)×hf′ ]/2A=mm 截面中和轴距梁底面距离 e2 = h - e1 =mm截面惯性距I = b×h×[h /12+(h/2-e1) ]+(bf′-b)×hf′×[hf′ /12+(e1-hf′/2) ]=mm 4截面抵抗距 W = I / e2 =mm 3B. 截面受拉区配置预应力筋数量计算993.1Mpa139.00fptk =抗压强度设计值f ′py =二级跨中截面7.50E+08有粘结预应力框架梁配筋计算书360 2.0E+050.003301860钢绞线MPa183.4875% 3.25E+041.50预应力筋抗拉强度标准值 fptk =单束预应力筋截面面积 Ap 0=取混凝土拉应力限制系数αct= 1.501206.9单束预应力筋拉力设计值Npy 0 = fpy ×Ap 0 =截面抵抗距塑性影响系数基本值γm =9.05E+111. 混凝土:混凝土强度等级采用C 1.96E+061860fy=fy ′=取预应力筋张拉控制应力σcon =预应力筋抗拉强度设计值 fpy =1.16(当h>1600时,取h=1600)则αct γftk =MPa mmmm kN·m5870.7kN 取计算截面处受拉区预应力筋有效应力σpe =1116.0MPa计算截面处受拉区单束预应力筋有效拉力Npe 0 = σpe ×Ap 0 = kN 梁内受拉区预应力筋数量 np=Npe/Npe 0 =37.8取48束mm 2受拉区预应力筋有效拉力N pe = Ap ×σpe =kN C. 强度验算:| Md | =kN·m 受拉区预应力筋拉力设计值 Npy = np×Npy 0 =kN取预应力强度比λ =则梁中受拉区配置的普通钢筋截面积As =(Npy / λ─Npy )/fy =mm 2受拉区配置普通钢筋As = mm 2Ns = As×fy = kN 计算时考虑受压钢筋As ′ =mm 2Ns′=As′×fy′= kN受拉区纵向普通钢筋合力点至截面受拉边缘的距离 a s =mm 受压区纵向普通钢筋合力点至截面受压边缘的距离a s ′=mm 受拉区非预应力筋重心距梁中和轴的距离 ys = e2-as =mm 受压区非预应力筋重心距梁中和轴的距离ys′= e1-as′ =mm 梁截面有效高度 ho = h-(Npy×a p +Ns×a s )/(Npy+Ns) =2200-193=2007mm Np(1)=1.1×σpe×Ap =kN ("(1)"表示仅考虑第一批预应力损失,下同)epn(1) = yp =σpc(1) = Np(1)/A + Np(1)×epn(1)×yp / I - M2×yp / I =MPa ρ = (Ap+As)/A =σL 5 = (35+280×σpc(1)/f′cu)/(1+15×ρ) =MPa Np =σpe×Ap-σL5×As =kN 取考虑次弯距的调整系数β=956.975155.12247446.0965.3受拉区预应力筋有效预加力Npe= [(|Mk|/w)─ftk]/(1/A+yp/w) =受拉区预应力筋重心距梁中和轴的距离 yp = e2 - ap =6165.8108.780%截面抵抗距塑性影响系数γ =(0.7+120/h)×γm =1.12500.94%1131.9918.10.680σcon =25Ap=np×Ap0 =14013.02511781.68807.011512.54241.424956.98190.54241.47511.4411781.66672.04.17则次弯距M2 = (β-1) × Mk =受拉区预应力筋重心距梁底面的距离 ap =epn = (σpe×Ap×yp-σL5×As×ys)÷(σpe×Ap-σL5×As) =mm MPa kN·m MPaξb=β1/[1+0.002/εcu+(fpy-σpo)/(Es×εcu)] =砼受压区高度x=hf′+(Npy+Ns-Ns′-bf′×hf′×α1×fc)/(b×α1×fc)mm x/ho =< ξb,满足要求受压区砼重心距梁顶面距离 x1 =mm 极限弯距Mu=α1×fc×b×x×(ho-x/2)+α1×fc×(bf′-b)×hf′×(ho-hf′/2)+Ns′×(ho-as′)=kN·m >Md =kN·mE.抗震验算若取砼受压区高度 x = 0.25ho ,则极限弯距 Mu 计算如下:Mu =α1×fc×b×(0.25ho)×(ho-0.25ho/2)+α1×fc×(bf-b)×hf×(ho-hf/2)+Ns′×(ho-as′)=kN·m >Md=kN·m 若取砼受压区高度 x = 0.35ho ,则极限弯距 Mu 计算如下:Mu =α1×fc×b×(0.35ho)×(ho-0.35ho/2)+α1×fc×(bf-b)×hf×(ho-hf/2)+Ns′×(ho-as′)=kN·m >Md=kN·m 纵向受拉钢筋按照非预应力钢筋抗拉强度设计值折算的配筋率ρ =( As + Ap × fpy / fy )/(b × h) =设计配筋的预应力度λ=0.675≤0.75 满足二级抗震要求As′/As=10.3/(1-λ)=0.92As′/As ≥0.3/(1-λ)满足二级抗震要求1/3*(fpy×hp/(fy×hs))*Ap=959≤As 满足要求纵向普通钢筋配筋率As/(b×h)=≥0.2% 满足要求E. 裂缝宽度验算αcr = 1.5C =25mm deq = (n s ×ds 2+n p ×dp 2) / (n s ×υs ×d s +n p ×υp ×d p ) =mm Ate = b × h / 2 =mm 2ρte=(As+Ap)/Ate=Npo =σpo×Ap-σL5×As =kN ep = ho - e1 - epn =mm 1164.7 2.06%29180.3927.06491.0920.614013.014013.033488.790.1610.438.1224821.814013.08.80E+050.021093.3161.4σpo = σpe + σpc × Ep /Ec =σpc = Np/A + Np×epn×yp/ I - M2×yp / I =322.9Mcr = (σpc + γftk)·Wo =8173.7=0.67%e = ep+|Mk+M2|/Npo =mmγf ′= (b f ′-b)×h f ′/(b×ho) =z=[0.87-0.12×(1-γf ′)×(ho/e)2]×ho=mmσsk=[|Mk+M2|-Npo×(z-ep)]/[(Ap+As)×z] =MPa ψ=1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk) =Wmax=αcr×ψ×σsk ×(1.9×C+0.08×deq/ρte)/Es =mm0.01514630.12631729.10.264.1-hf′/2) ]Ns′×(ho-as′) )+Ns′×(ho-as′) )+Ns′×(ho-as′)。
部分预应力高强混凝土梁无粘结筋极限应力及承载力的计算方法_宋永发
由于重复荷载作用产生的附加预应力筋应力增
量占总的预应力筋应力增量比例很小。因此 ,可以忽
略这部分预应力筋应力增量的影响 ,而将其纳入总 的应力增量之中 ,这样造成的误差可以满足工程需
要 ,使计算过程得以简化。由于预应力筋应力增量只
与综合配筋指标有关 ,而与跨高比、荷载作用方式无
关 ,经统计回归得 (图 3)
随着土木工程的发展 ,大跨度预应力混凝土结
收稿日期: 1999-06-13 作者简介: 宋永发 ( 1963-) ,男 ,副教授 ,工学博士后
构的日益增多 ,低强度混凝土已不能满足发展需要 , 结构在动载作用下的性能变得日益重要 ,因此 ,对在 不同荷载方式作用下的无粘结部分预应力高强混凝 土结构的研究有很大的现实意义。
Δepe = 1 210 - 4 960U0
( 1)
式中: U0= (ds f y+ dpepe - d′s f ′y ) / f c ;
ds= As /bhp ; dp = Ap /bhp ;d′s = A′ s /bhp
第 1期 宋永发 ,等: 部分预应力高强混凝土梁无粘结筋极限应力及承载力的计算方法 6 3
U0 在 0. 08~ 0. 16之间变化时 ,Δepedp / f c 可近似取
为常数 ,即 Δepedp /f c= 0. 034 4。 则式 ( 2)变为
a=
1 0.
6(U0
+
0. 034 4)
( 4)
由上述理论分析可得: Δepe不 仅与 U0 有关 ,而
且还与混凝土强度等级有关 ,混凝土强度越高 ,Δepe
1 试验结果分析
所有试验原始数据详见文献 [ 5 ]。 1. 1 破坏特征
预应力混凝土预应力损失及计算方法
预应力混凝土预应力损失及计算方法预应力混凝土是一种在混凝土构件承受使用荷载之前,预先对其施加压力的混凝土结构。
通过这种方式,可以有效地提高混凝土构件的抗裂性能、刚度和承载能力。
然而,在实际工程中,由于多种因素的影响,预应力会产生一定的损失。
准确计算和理解这些预应力损失对于保证预应力混凝土结构的安全性和可靠性至关重要。
预应力损失主要包括以下几个方面:锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失当预应力筋在锚固过程中,由于锚具的变形、钢筋与锚具之间的相对滑移以及混凝土的压缩等原因,会导致预应力的损失。
这种损失通常发生在预应力筋的锚固端,其大小与锚具的类型、锚具的尺寸、预应力筋的直径以及张拉控制应力等因素有关。
预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失在预应力筋的张拉过程中,由于预应力筋与孔道壁之间存在摩擦力,使得预应力筋在沿孔道长度方向上的应力逐渐减小。
这种摩擦损失与孔道的形状、长度、预应力筋的类型以及施工工艺等因素有关。
混凝土加热养护时受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失在混凝土构件进行加热养护时,如果预应力筋已经张拉完成,由于钢筋与养护设备之间存在温差,会导致钢筋伸长,从而引起预应力的损失。
预应力筋的应力松弛引起的预应力损失预应力筋在长期保持高应力状态下,会产生应力松弛现象,即应力随时间逐渐降低。
这种损失与预应力筋的类型、初始应力水平、时间以及环境温度等因素有关。
混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失混凝土在硬化过程中会发生收缩,在长期荷载作用下会产生徐变。
这些变形会导致预应力筋的回缩,从而引起预应力的损失。
收缩和徐变引起的预应力损失与混凝土的配合比、养护条件、构件的尺寸以及加载龄期等因素有关。
接下来,我们来探讨一下预应力损失的计算方法。
对于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失,其计算公式通常为:\(\sigma_{l1} = a\times\frac{l}{E_{s}}\)其中,\(\sigma_{l1}\)为锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失,\(a\)为锚具变形和钢筋内缩值,\(l\)为张拉端至锚固端之间的距离,\(E_{s}\)为预应力筋的弹性模量。
部分预应力混凝土梁预应力筋用量的计算方法
部分预应力混凝土梁预应力筋用量的计算方法在建筑工程领域,部分预应力混凝土梁的应用越来越广泛。
准确计算预应力筋的用量对于保证梁的结构性能和安全性至关重要。
下面,我们就来详细探讨一下部分预应力混凝土梁预应力筋用量的计算方法。
要理解预应力筋用量的计算,首先需要明确预应力混凝土梁的工作原理。
简单来说,通过对混凝土梁预先施加一定的压力,使其在承受外部荷载时能够更好地发挥性能,减少裂缝的产生和扩展,提高梁的承载能力和耐久性。
计算部分预应力混凝土梁预应力筋用量的方法主要有两种:基于荷载平衡法和基于使用性能法。
荷载平衡法的基本思路是通过预应力筋产生的等效荷载来平衡外荷载。
在计算时,需要先确定梁所承受的外荷载,包括恒载和活载。
然后,根据梁的几何尺寸和材料特性,计算出在预应力作用下梁内产生的等效荷载。
通过调整预应力筋的数量和布置,使得等效荷载与外荷载相互平衡。
例如,对于一个简支梁,在均布荷载作用下,预应力筋产生的向上等效均布荷载要能够抵消外荷载产生的向下弯矩。
具体计算时,需要考虑预应力筋的布置形式(直线型、曲线型等)以及预应力的施加方式(先张法、后张法)等因素。
使用性能法是根据梁在使用阶段的性能要求来确定预应力筋用量。
这主要考虑梁的裂缝控制和挠度限制。
裂缝控制方面,需要根据规范规定的裂缝宽度限值,结合混凝土和钢筋的材料特性,计算出所需的预应力筋数量,以保证在正常使用条件下梁不会出现过大的裂缝。
挠度限制则是要确保梁在荷载作用下的变形在允许范围内,通过计算梁的刚度和变形,来确定预应力筋的用量。
在实际计算中,还需要考虑一些其他因素。
比如,预应力损失的影响。
预应力损失包括锚具变形损失、摩擦损失、混凝土的收缩徐变损失等。
在计算预应力筋用量时,要对这些损失进行估算,并在设计中予以考虑,以保证梁在使用过程中能够始终保持足够的预应力。
此外,梁的截面形状和尺寸也会对预应力筋用量产生影响。
不同的截面形状(如矩形、T 形、箱形等)具有不同的受力特点,需要根据具体情况进行分析和计算。
预应力计算规则
附录:江苏省2004定额钢筋计算规则说明1、钢筋工程以钢筋以钢筋的不同规格、不分品种按现浇构件钢筋、现场预制构件钢筋、加工厂预制构件钢筋、预应力构件钢筋、点焊网片分别编制定额项目。
2、钢筋工程内容包括:除锈、平直、制作、绑扎(点焊)、安装以及浇灌砼时维护钢筋用工。
3、钢筋搭接所耗用的电焊条、电焊机、铅丝和钢筋余头损耗已包括在定额内,设计图纸注明的钢筋接头长度以及未注明的钢筋接头按规范的搭接长度应计入设计钢筋用量中。
4、先张法预应力构件中的预应力、非预应力钢筋工程量应合并计算,按预应力钢筋相应项目执行;后张法预应力构件中的预应力钢筋、非预应力钢筋应分别套用定额。
5、预制构件点焊钢筋网片已综合考虑了不同直径点焊在一起的因素,如点焊钢筋直径粗细比在两倍以上时,其定额工日按该构件中主筋的相应子目乘系数1.25,其他不变(主筋是指网片中最粗的钢筋)。
6、粗钢筋接头采用电渣压力焊、套管接头、锥螺纹等接头者,应分别执行钢筋接头定额。
计算了钢筋接头不能再计算钢筋搭接长度。
7、非预应力钢筋不包括冷加工,设计要求冷加工时,应另行处理。
预应力钢筋设计要求人工时效处理时,应另行计算。
8、后张法钢筋的锚固是按钢筋帮条焊V型垫块编制的,如采用其他方法锚固时,应另行计算。
9、基坑护壁孔内安放钢筋按现场预制构件钢筋相应项目执行;基坑护壁上钢筋网片按点焊钢筋网片相应项目执行。
10、对构筑物工程,其钢筋可按表列系数调整定额中人工和机械用量:11、钢筋制作、绑扎需拆分者,制作按45%、绑扎按55%拆算。
12、钢筋、铁件在加工制作时,由加工厂至现场的运输费应另列项目计算。
在现场制作的不计算此项费用。
13、后张法预应力钢丝束、钢绞线束不分单跨、多跨以及单向双向布筋,当构件长在60米以内时,均按定额执行。
定额中预应力筋按直径5毫米的碳素钢丝或直径15 ~15。
24毫米的钢绞线编制的,采用其他规格时另行调整。
定额按一端张拉考虑。
当两端张拉时,有粘结锚具基价乘以系数1.14,无粘结锚具乘系数 1.07。
钢筋量计算方法及规则
钢筋工程量计算方法及规则(一)钢筋工程量计算规则1、钢筋工程,应区别现浇、预制构件、不同钢种和规格,分别按设计长度乘以单位重量,以吨计算。
2、计算钢筋工程量时,设计已规定钢筋塔接长度的,按规定塔接长度计算;设计未规定塔接长度的,已包括在钢筋的损耗率之内,不另计算塔接长度。
钢筋电渣压力焊接、套筒挤压等接头,以个计算。
3、先张法预应力钢筋,按构件外形尺寸计算长度,后张法预应力钢筋按设计图规定的预应力钢筋预留孔道长度,并区别不同的锚具类型,分别按下列规定计算:(1)低合金钢筋两端采用螺杆锚具时,预应力的钢筋按预留孔道长度减0.35m,螺杆另行计算。
(2)低合金钢筋一端采用徽头插片,另一端螺杆锚具时,预应力钢筋长度按预留孔道长度计算,螺杆另行计算。
(3)低合金钢筋一端采用徽头插片,另一端采用帮条锚具时,预应力钢筋增加0. 15m,两端采用帮条锚具时预应力钢筋共增加0.3m计算。
(4)低合金钢筋采用后张硅自锚时,预应力钢筋长度增加0. 35m计算。
(5)低合金钢筋或钢绞线采用JM, XM, QM型锚具孔道长度在20m以内时,预应力钢筋长度增加lm;孔道长度20m以上时预应力钢筋长度增加1.8m计算。
(6)碳素钢丝采用锥形锚具,孔道长在20m以内时,预应力钢筋长度增加lm;孔道长在2 0m以上时,预应力钢筋长度增加1.8m.(7)碳素钢丝两端采用镦粗头时,预应力钢丝长度增加0. 35m计算。
(二)各类钢筋计算长度的确定钢筋长度=构件图示尺寸-保护层总厚度+两端弯钩长度+(图纸注明的搭接长度、弯起钢筋斜长的增加值)式中保护层厚度、钢筋弯钩长度、钢筋搭接长度、弯起钢筋斜长的增加值以及各种类型钢筋设计长度的计算公式见以下:1、钢筋的砼保护层厚度受力钢筋的砼保护层厚度,应符合设计要求,当设计无具体要求时,不应小于受力钢筋直径,并应符合下表的要求。
(2)处于室内正常环境由工厂生产的预制构件,当砼强度等级不低于C20且施工质量有可靠保证时,其保护层厚度可按表中规定减少5mm,但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm;处于露天或室内高湿度环境的预制构件,当表面另作水泥砂浆抹面且有质量可靠保证措施时其保护层厚度可按表中室内正常环境中的构件的保护层厚度数值采用。
混凝土梁的预应力及计算方法
混凝土梁的预应力及计算方法一、前言混凝土结构中,梁是起承重作用的重要构件之一。
在设计混凝土梁时,为了提高其承载能力和抗震性能,通常会采用预应力技术,使其在荷载作用下能够具有足够的抗弯和抗剪能力。
本文将介绍混凝土梁的预应力及计算方法,以帮助读者深入了解和学习相关知识。
二、混凝土梁的预应力技术1.预应力的概念预应力是指在混凝土梁内部施加一定的拉应力,使其在负荷作用下能够更好地发挥其承载能力和抗震性能。
2.预应力的类型预应力分为内预应力和外预应力两种类型。
内预应力是通过在混凝土梁内部张拉预应力钢筋或钢束,使其产生预应力的作用。
内预应力的优点是可以提高混凝土梁的抗裂性能和承载能力,但需要在混凝土梁内部进行张拉工作,施工难度较大。
外预应力是通过在混凝土梁外部张拉预应力钢束或钢绞线,将预应力传递到混凝土梁内部,使其产生预应力的作用。
外预应力的优点是施工方便,但其抗裂性能和承载能力略低于内预应力。
3.预应力的作用原理预应力的作用原理是通过预应力钢筋或钢束产生的拉应力,使混凝土梁内部的压应力增大,从而提高混凝土梁的承载能力和抗震性能。
预应力钢筋或钢束的张拉应力与混凝土梁的荷载作用方向相反,可以抵消部分荷载的压应力,使混凝土梁的抗弯和抗剪能力大大提高。
4.预应力的设计原则预应力的设计原则是根据混凝土梁的受力特点和工程要求,确定预应力的大小和位置。
预应力大小的设计应满足混凝土梁的受力平衡条件和变形限制条件,预应力位置的设计应满足混凝土梁的受力合理分布和变形控制要求。
三、混凝土梁预应力计算方法1.混凝土梁的受力特点混凝土梁的受力特点是在荷载作用下,其上部产生拉应力,下部产生压应力。
混凝土梁的抗弯能力主要由混凝土的抗压强度和预应力钢筋或钢束的拉应力共同发挥。
2.混凝土梁预应力计算步骤混凝土梁预应力计算的步骤包括混凝土梁的截面分析、混凝土梁的受力平衡和混凝土梁的变形分析。
(1)混凝土梁的截面分析混凝土梁的截面分析是指根据混凝土梁的几何形状和材料参数,计算混凝土梁的截面面积、惯性矩和抗压强度等参数。
预应力混凝土预应力损失及计算方法
简介: 对比了新旧混凝土结构规范中关于预应力计算方法的不同,总结了各国学者对总预应力损失近似估算值的研究成果,提出了预应力损失的简化计算方法,为快速合理地进行预应力混凝土结构设计提供了依据。
关键字:预应力损失简化计算预应力损失的大小影响到已建立的预应力,当然也影响到结构的工作性能,因此,如何计算预应力损失值,是预应力混凝土结构设计的一个重要内容.引起预应力损失的原因很多,而且许多因素相互制约、影响,精确计算十分困难。
我国新的《混凝土结构设计规范》GB50010—2002经历四年半修订,已顺利完成.此次修订对原规范GBJ10-89进行补充和完善,增加和改动了不少内容。
现就其中预应力损失计算部分谈谈自己的理解,供大家参考指正。
1。
预应力损失基本计算在预应力损失值的计算原则方面,各国规范基本一致,均采用分项计算然后叠加以求得总损失。
全部损失由两部分组成,即瞬时损失和长期损失。
其中,瞬时损失包括摩擦损失,锚固损失(包括锚具变形和预应力筋滑移)和混凝土弹性压缩损失.长期损失包括混凝土的收缩,徐变和预应力钢材的松弛等三项,它们需要经过较长时间才能完成。
我国新规范采用分项计算然后按时序逐项叠加的方法.下面将分项讨论引起预应力损失的原因,损失值的计算方法。
1.1孔道摩擦损失σl2孔道摩擦损失是指预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。
包括长度效应(kx)和曲率效应(μθ)引起的损失.宜按下列公式计算:σl2=σcon(1—1/ekx+μθ)当(kx+μθ)≤0.2时(原规范GBJ10—89为0。
3),σl2可按下列近似公式计算:σl2=(kx+μθ)σcon式中:X-—张拉端至计算截面的孔道长度(m),可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度;θ——张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad);K-—考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数,按规范取值;μ——预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数,按规范取值。
对摩擦损失计算用的K,μ值取为定值,是根据当前国内有关试验值确定的,与原规范GBJ10—89不同,与国外相比,μ值较高,是由于铁皮管质量不高或预压力筋与混凝土直接接触,从而增大摩擦力的缘故。
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。
3.结构的计算结构的计算主要包括结构的受力分析和构件的尺寸设计。
结构的受力分析是为了确定结构的荷载、内力和反力等参数。
构件的尺寸设计是为了满足结构的荷载和强度等参数。
结构的计算方法可以采用有限元分析、弹性分析和非线性分析等方法。
预应力结构框架梁设计中预应力筋的估算
M——按均布荷载 的短 期效应组合 或长期 计计算 。 2按受弯 承载力要求估算 效应组合计算的弯矩设汁值 ; 预应 力筋 的有 效 预应 力 ,对单 跨 M d == = 。 框架梁 ,可取 08- .  ̄;对二跨和三跨框 架梁的 o 内支座截面 ,可取 O7 ,边跨跨 中及边 支座 . 截 面 , 可 取 O8 ~ 三 跨 内 跨 中 . 可 取 . 式 中 06 ; .口 ・ 预应力度 ,应 根据环境条 件及永 久 混凝 土 的 拉应 力 限制 系 数 ,根 据 裂 荷 载与可变荷 载的 比值确 定 。通常 可在 O5 ~ .5 缝控制等级 、荷载短期效应组合和长期荷载效 O7 . 5之间选用 。对于室 内正常条件 的屋面粱 , 应组合的要求选用 ; 因活 载 占的 比例相 对 比较 小 ,故应 选用 O 5 . 7 截 面抵 抗 矩 塑 型 影 响 系 数 ; 为宜。 混凝 土轴心抗拉强度标准值 ; x— — 按 式 () 计 算 。 5 e r 预应 力 筋重 心 至 截 而 重 心轴 的距 _
琐 ,当裂缝控 制要求 比较 高时 ( 一级 、二级), 采用这种方法相对合适 ;当结构的裂缝控制要 X = 一 求一般 时 ,适合 采用 按受 弯承载 力要 求估算 () 法 ,而且此 方法需要用外 荷载作用 下的 内力 , 5 故 在 设 计 阶 段 使 用 比较 方 便 。 M厂 外 荷 载效 应组 合 引起 的 弯矩 设计 参 考 文 献 值; 『1林 同 炎. 应 力混 凝 土 结 构 设 计 『 I 预 M1. 京 : 北 A——框 架梁 计 算截 面 的 混凝 土 截 面 面
小 结 预 应 力 筋 的设 计 是 预 应 力结 构 设 计 的 重要
快设 计 进 程 。现 对 预 应 力 混 凝 土 结 构 框 架 梁 设 计 中 预应 力 筋 和非 预 应 力 筋 的预 估 方 法 进 行 归 纳 总结 ,有 助 于工 程 设 计 人 员理 解 各 种 方 法 的
混凝土梁的预应力设计
混凝土梁的预应力设计一、概述预应力混凝土梁是一种常用的结构形式,它能够有效地承受大荷载和大跨度,具有高强度、高刚度、高耐久性等优点。
预应力混凝土梁是在施工时施加预应力,使混凝土在受到荷载时不发生裂缝或变形,从而提高其承载能力。
本文将详细介绍混凝土梁的预应力设计。
二、设计原则预应力混凝土梁的设计需要遵循以下原则:1. 满足梁的强度和刚度要求。
2. 控制混凝土的应力和应变,使其在工作状态下不产生裂缝或变形。
3. 保证梁的耐久性和使用寿命,避免因混凝土龟裂或锈蚀而导致梁的失效。
三、设计步骤预应力混凝土梁的设计步骤如下:1. 确定梁的几何尺寸和受力情况,包括梁的跨度、截面形状和尺寸、受力模式、荷载大小和分布方式等。
2. 确定梁的配筋方案,包括主筋的直径、间距、层数和分布方式等,以及箍筋的直径、间距和层数等。
3. 计算梁的截面面积、受力面积和惯性矩等基本参数,以及混凝土和钢筋的材料参数,包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、屈服强度、弯曲刚度等。
4. 根据受力情况和材料参数,计算梁的截面抗弯承载力和剪切承载力。
5. 计算梁的荷载效应和内力,包括弯矩、剪力、轴力和弯曲变形等。
6. 确定梁的预应力方案和预应力大小,包括预应力筋的直径、间距和层数等。
7. 根据预应力方案,计算梁的预应力损失和实际预应力大小。
8. 根据实际预应力和受力情况,重新计算梁的截面抗弯承载力和剪切承载力,以及弯曲变形和裂缝宽度等。
9. 检查梁的设计结果是否满足强度、刚度、耐久性和安全性等要求。
四、设计参数预应力混凝土梁的设计参数包括以下几个方面:1. 梁的截面形状和尺寸,包括宽度、深度、受力高度和截面面积等。
2. 混凝土的强度等级和材料参数,包括弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、剪切强度和抗裂性等。
3. 钢筋的材料参数,包括弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、弯曲刚度和抗腐蚀性等。
4. 荷载的大小和分布方式,包括自重、活载、风载、地震载和温度载等。
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。
混凝土梁预应力设计规格
混凝土梁预应力设计规格一、前言混凝土梁是建筑结构中常用的梁型结构,预应力设计是提高混凝土梁抗弯承载能力的有效方法之一。
本文将介绍混凝土梁预应力设计的规格。
二、设计参数1. 材料参数混凝土强度等级:C30钢筋强度等级:HPB300钢丝强度等级:1770MPa2. 几何参数混凝土梁宽度:600mm混凝土梁高度:800mm混凝土梁长度:12m3. 荷载参数混凝土梁自重:25kN/m活载荷载:10kN/m三、预应力计算1. 张拉力计算根据荷载参数和几何参数,计算出混凝土梁的抗弯矩,根据预先设定的预应力率,计算出所需的预应力值。
根据钢筋强度等级和几何参数,计算出钢筋的截面积,根据所需的预应力值和钢筋的截面积,计算出所需的张拉力。
2. 预应力筋计算根据所需的张拉力和钢丝强度等级,计算出所需的钢丝截面积,并选择符合要求的钢丝规格。
3. 预应力锚具计算根据所需的张拉力和锚具强度等级,计算出所需的锚具截面积,并选择符合要求的锚具规格。
四、构造规格1. 预应力钢筋布置预应力钢筋应布置在混凝土梁的张拉区域内,间距不得大于200mm,预应力钢筋的端头应埋置混凝土内。
2. 预应力锚具布置预应力锚具应布置于混凝土梁的两端,并应根据预应力钢筋的布置情况合理选择锚具的布置方式。
3. 预应力钢筋张拉预应力钢筋应在混凝土梁浇筑后的一定时间内进行张拉,张拉应按照设计要求进行,张拉完成后应进行锚固和切断。
4. 预应力钢筋保护预应力钢筋张拉完成后应进行保护,保护层厚度不得小于30mm。
五、验收规范1. 张拉力验收预应力钢筋张拉完成后应进行张拉力验收,验收结果应符合设计要求。
2. 钢筋弯曲验收钢筋弯曲应符合设计要求。
3. 锚固验收预应力锚具锚固应符合设计要求。
4. 预应力钢筋保护验收预应力钢筋保护层应符合设计要求。
六、总结混凝土梁预应力设计规格是建筑结构设计中必不可少的一项内容,本文中介绍了混凝土梁预应力设计的参数、计算方法、构造规格和验收规范,希望对读者有所帮助。
混凝土工程钢筋工程量计算方法
(5)柱子钢筋-纵向受力筋
1、计算(B/2)KZ1 2、计算(C/2)KZ1 3、计算(C/1)KZ1
柱子基础插筋长度
基础插筋长度=弯折长度a+竖直长度h1+ 非连接区Hn/3+搭接长度LlE
• 现浇柱下基础的预留插筋其直径根数 与柱筋相同,下端做成直钩,绑在基础 的钢筋网上
基础柱钢筋
-1 层柱子主筋长度
上部通筋长度=总净跨长+左支座锚固+右支座锚固 +搭接长度×搭接个数
上部边支座负筋(第一排)=1/3净跨长+左支座锚固
上部边支座负筋(第二排)=1/4净跨长+左支座锚固
上部中间支座负筋(第一排) =1/3净跨长(取大值)×2+支座宽
上部中间支座负筋(第二排) =1/4净跨长(取大值)×2+支座宽
板分布筋根数: 负筋分布筋根数=负筋板内净长÷分布筋间距+1
双跨板:
板中负筋:
负筋长度=水平长度+弯折长度×2 弯折长度=板厚-c
温度筋:为防止构件由于温差较大时而裂缝设置
的钢筋。 依据GB50010-2002,在温度,收缩应力较大
的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200MM,并 应在板的未配筋表面布置温度收缩钢筋. 温度收 缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置,也可另行设置 构造钢筋网,并与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭 接或在周边构件中锚固。
梁是板的支座 柱是梁的支座
基础梁是柱的支座
标准图集:
系 列 图 集
G101
钢筋平法图集适用范围:
•现浇混凝土柱 •现浇混凝土剪力墙 •现浇混凝土梁 •现浇混凝土板式楼梯 •筏形基础 •现浇混凝土楼板与屋面板 •箱形基础、地下室结构 •条形基础、独立基础、桩承台
最新预应力梁计算书
最新预应力梁计算书一、预应力梁的基本原理预应力梁是在梁体承受荷载前,预先对其施加一定的压力,使梁体在使用过程中能够更好地抵抗拉应力。
通过预应力筋的张拉,在梁体内部产生预压应力,从而抵消一部分或全部由外荷载产生的拉应力,提高梁的承载能力和使用性能。
二、预应力梁的计算参数1、材料特性混凝土:包括强度等级、弹性模量、泊松比等。
预应力筋:如钢绞线的强度、弹性模量等。
2、荷载参数恒载:梁体自重、附属结构重量等。
活载:人员、设备、车辆等荷载。
3、几何参数梁的长度、宽度、高度等尺寸。
三、预应力梁的内力计算1、恒载作用下的内力根据梁的几何形状和材料特性,采用结构力学方法计算恒载作用下梁的弯矩、剪力和轴力。
2、活载作用下的内力通过影响线法或其他荷载布置方法,计算活载在不同工况下产生的最大内力。
3、预应力产生的内力根据预应力筋的布置和张拉控制应力,计算预应力在梁体内产生的等效荷载,进而求得预应力产生的内力。
四、预应力损失的计算1、摩擦损失由于预应力筋与孔道壁之间的摩擦,导致预应力在传递过程中的损失。
2、锚具变形和钢筋回缩损失在锚固过程中,锚具和钢筋的变形会引起预应力损失。
3、混凝土的弹性压缩损失混凝土在预应力作用下发生弹性压缩,导致预应力筋的应力降低。
4、预应力筋的松弛损失长期作用下,预应力筋会产生应力松弛,造成预应力损失。
5、混凝土的收缩和徐变损失混凝土在硬化和使用过程中的收缩和徐变会使预应力筋的应力发生变化。
五、预应力梁的承载能力计算1、正截面受弯承载力计算根据混凝土和预应力筋的应力应变关系,计算梁在正弯矩作用下的承载能力,确保梁不发生弯曲破坏。
2、斜截面受剪承载力计算考虑混凝土、箍筋和弯起钢筋的抗剪作用,计算梁在斜截面的承载能力,防止梁发生剪切破坏。
六、抗裂验算1、正截面抗裂验算根据规范要求,验算梁在使用阶段正截面的抗裂性能,确保梁不开裂或裂缝宽度在允许范围内。
2、斜截面抗裂验算同样要对梁的斜截面抗裂性能进行验算,保证梁在使用过程中的耐久性。
钢筋混凝土梁的预应力设计技术规程
钢筋混凝土梁的预应力设计技术规程一、前言钢筋混凝土梁的预应力设计是一项重要的结构设计工作,其质量直接影响到工程的安全和经济效益。
本技术规程旨在规范钢筋混凝土梁的预应力设计,提高工程质量,确保工程安全。
二、设计前准备工作1.设计依据:GB50010-2010《混凝土结构设计规范》、GB/T 14370-2007《预应力混凝土结构设计规范》等国家规范和标准。
2.梁的基本参数:截面尺寸、跨度、受力形式、荷载等。
3.预应力筋的选择:根据工程情况和设计要求选择合适的预应力筋。
4.混凝土强度等级:根据工程要求选择合适的混凝土强度等级。
5.计算方法:根据工程情况和设计要求选择合适的计算方法。
三、预应力设计计算1.截面尺寸设计(1)确定截面尺寸:根据荷载和跨度确定截面尺寸。
(2)确定混凝土保护层厚度:根据混凝土强度等级和预应力筋的直径确定混凝土保护层厚度。
(3)确定预应力筋的布置方式和数量:根据荷载和跨度确定预应力筋的布置方式和数量。
2.预应力筋的设计(1)预应力筋的工作状态:根据工作状态分别计算预应力筋的拉应力和压应力。
(2)预应力筋的初始拉力:根据混凝土的受压区高度和预应力筋的受拉长度计算预应力筋的初始拉力。
(3)预应力筋的损失计算:根据预应力筋的材料特性和工程施工情况计算预应力筋的损失。
(4)预应力筋的锚固长度:根据预应力筋的直径和混凝土的强度等级计算预应力筋的锚固长度。
3.受力分析(1)确定荷载:根据工程要求和规范计算荷载。
(2)确定工作状态下的截面受力分布:根据截面形状和受力形式计算工作状态下的截面受力分布。
(3)确定预应力筋的受力状态:根据预应力筋的布置方式和数量计算预应力筋的受力状态。
(4)根据工作状态下的截面受力分布和预应力筋的受力状态计算截面的受力状态。
4.验算和优化(1)根据受力状态计算截面的抗弯承载力。
(2)根据荷载和截面抗弯承载力计算荷载下的最大弯矩。
(3)根据最大弯矩和预应力筋的受力状态计算预应力筋的最大受力。
先张法预应力筋长度计算
先张法预应力筋长度计算
一、计算预应力钢筋下料长度的方法:
1、先张法:在混凝土构件预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能。
预应力钢筋下料长度=台座长度+2×张拉横梁宽度+2×夹具厚度+2×100mm(富余量)
2、后张法:先浇筑混凝土,待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件。
公式:预应力钢筋下料长度=孔道长度+2×工作锚厚度+2×张拉设备长度(千斤顶,限位环等)+2×工具锚厚度+2×100mm(富余量)
二、扩展资料:
后张法制作构件:先浇筑混凝土,并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道,待构件的混凝土强度达到规定的强度(一般不低于设计强度标准值的75%)后。
在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉,并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部,依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土,使其产生预压应力;最后在孔道中灌入水泥浆,使预应力筋与混凝土构件形成整体。
先张法制作构件:预应力筋的张拉可采用单根张拉或多根同时张拉,当预应力筋数量不多,张拉设备拉力有限时常采用单根张拉。
当预应力筋数量较多且密集布筋,另外张拉设备拉力较大时,则可采用多根同时张拉。
在确定预应力筋张拉顺序时,应考虑尽可能减少台座的倾覆力矩和偏心力,先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。
在施工中为了提高构件的抗裂性能或为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间温度因素产生的预应力损失,张拉应力可按设计值提高5%。
局部预应力筋加固混凝土框架梁的内力计算
郭崇涛 .煤化学 [ .北京 :化学工业 出版社 ,19 . M] 92
( 责任编辑
赵巧芝 )
作者简 介:韩应军 (16 94一) ,男 ,河 南洛 阳人 ,硕 士 、高级讲师 、国家一级 注册结 构工程 师 ,河南 省学术 技术 带头
人 ,现从 事建筑结构 的教学与科研工作 。
B in ,Bin ,20 e ig e ig 07:17 j j 3 8~18 . 3 2
伍天洪 , 关平 .恒温时间对煤热解 实验 开放性的影响 [ ] J.
天然气 地球科学 ,2 0 ,( ) 3~9 . 0 7 2 :9 8 谢 克 昌. 煤 的结 构 与 反应 性 [ .北 京 :科 学 出 版社 , M]
2 o . 0 2
件下 ,C O的生成 曲线为波 峰。两种条件 下 C O的生成 曲线
会产生这种差异 主要是 因为线性升温条件下 恒温时间太短 ,
煤泥水没有 充分的反 应 ,但是 当恒温 时间为 5 0 5 i 、1 、1r n a 时 由于在每个温 度点恒 温的 时间足够 长 ,煤泥水 已经充 分
足功能要求。因此 本文 针对局 部预应力 筋加 固单跨 混凝 土
框架 ,内力进 行 了计 算分析 ,其 结果 可直接 用于 实际工程 结构加 固设计。
加 固,以调整梁 的变 形和修 复裂缝 等。 目前用 的较为 普遍 的是沿整个构件施加 预应力 ,如 沿框架 梁布置 直线或 曲线 预应力筋 。J ,但是 采用全 跨张拉 方法 加 固跨 中时 ,会 使 支座负弯矩增大 ,加固支 座时会对跨 中弯矩产生不利 影响 , 尤其是折线筋 的转折点 处 ,易使构 件产生 应力集 中 ,同时
从经济的角度考虑 ,全跨 张拉 也不够 经济 J 。局部预应 力 气 的生成 曲线形 成一 个 波峰。并且 随着 恒 温时 间 的延长 , 煤泥水的氢 气产 量也 有 明显 的增加 。在 相 同的 温度 段 内 ,
预应力钢筋计算方法
预应力钢筋计算方法一、工程量计算方法:先张法预应力钢筋,按构件外形尺寸计算长度。
后张法预应力钢筋按设计图规定的预应力钢筋预留孔道长度加伸出孔道的工作长度计算,伸出孔道的工作长度,设计有规定时,按设计规定计算,设计无规定时,区别不同的锚具类型,分别按下列规定计算:(1)低合金钢筋两端采用螺杆锚具时,预应力的钢筋按预留孔道长度减0.35m,螺杆另行计算。
考试吧(2)低合金钢筋一端采用镦头插片,另一端采用螺杆锚具时,预应力钢筋长度按预留孔道长度计算,螺杆另行计算。
(3)低合金钢筋一端采用镦头插片,另一端采用帮条锚具时,预应力钢筋按孔道增加0.15m,两端均采用帮条锚具时,预应力钢筋长度按孔道长度增加0.3m计算。
(4)低合金钢筋采用后张混凝土自锚时,预应力钢筋长度增加0.35m计算。
(5)低合金钢筋(钢铰线)采用JM、XM、QM型锚具,孔道长度在20m以内时,预应力钢筋长度按孔道长度增加1m;孔道长度20m以上时,预应力钢筋(钢铰线)长度按孔道长度增加1.8m计算。
(6)碳素钢丝束采用锥形锚具,孔道在20m以内时,钢丝束长度按孔道长度增加1m;孔道长度在20m以上时,钢丝束长度按孔道长度增加1.8m。
(7)碳素钢丝束采用镦头锚具时,钢丝束长度按孔道长度增加0.35m计算二、参数计算方法:预应力的计算公式:F=PSF-张拉力kN,P-压力MPa,S-活塞面积mm2。
根据这个公式转换就行。
通俗些,我给你举个例子,你就明白了。
假设预制板中铺设有10条10.7的钢筋(该规格的钢筋横截面积为90mm2,标准抗拉强度为1420MPa),按照一般标准规定,取张拉系数0.7,即每条钢筋的张拉应力为1420*0.7=994MPa。
张垃机的油缸活塞面积为400cm2,则张拉时,压力表值P2计算为。
由于在张拉过程中,钢筋受拉力F1与张拉机的张拉力F2大小是相等的,所以有F1=F2。
即,P1*S1=P2*S2,所以P2=P1*S1/S2=1条钢筋张拉应力*1条钢筋横截面积*钢筋条数/张拉机活塞面积=994*90*10/400*100=22.365MPa。
浅谈预应力悬挑梁预应力筋的简化计算
浅谈预应力悬挑梁预应力筋的简化计算预应力悬挑梁作为一种常见的结构形式,在工程实践中具有广泛的应用。
预应力筋的计算是预应力悬挑梁设计中的关键环节,合理的计算能够确保结构的安全性和经济性。
本文将简要介绍预应力悬挑梁预应力筋的简化计算方法。
1. 预应力筋的作用及简化计算假设预应力筋的作用是在混凝土硬化前对梁体施加预应力,以提高梁体的受力性能。
在预应力悬挑梁中,预应力筋的计算主要包括预应力筋的面积、强度和布置等方面的内容。
为了简化计算,通常作以下假设:1.混凝土和预应力筋之间粘结良好,共同工作;2.预应力筋在整个计算过程中,应力分布均匀;3.忽略混凝土收缩、徐变等非线性因素的影响。
2. 预应力筋的面积计算预应力筋的面积计算公式为:[ A = ]•( A ) ——预应力筋的横截面积;•( F{py} ) ——预应力筋的锚下控制力;•( σ{con} ) ——预应力筋的极限抗拉强度。
根据设计要求,确定预应力筋的锚下控制力 ( F{py} ) 和极限抗拉强度( σ{con} ),代入公式计算得到预应力筋的横截面积 ( A )。
3. 预应力筋的强度计算预应力筋的强度计算公式为:[ σ = ]•( σ ) ——预应力筋的应力;•( F{p} ) ——预应力筋的实际拉力;•( A ) ——预应力筋的横截面积。
根据实际工程中的预应力筋张拉控制应力、弹性模量等因素,计算预应力筋的实际拉力 ( F{p} ),代入公式计算得到预应力筋的应力( σ )。
4. 预应力筋的布置预应力筋的布置应根据悬挑梁的受力特点和设计要求进行。
通常,预应力筋布置为直线或折线形式,以适应悬挑梁的受力分布。
预应力筋的布置应满足以下条件:1.预应力筋的布置应使梁体受力性能最佳;2.预应力筋的布置应满足施工要求和美观要求;3.预应力筋的布置应确保结构的安全性和经济性。
5. 结论预应力悬挑梁预应力筋的简化计算是结构设计中的关键环节。
通过其他介绍,我们对预应力筋的计算方法有了更深入的了解。
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部分预应力混凝土梁预应力筋用量的
计算方法
1 前言
使用高强度的混凝土和钢材,并与能准确估计构件承载力的现代设计方法相结合,可以实现很大程度上的节约。
虽然部分预应力混凝土染比全预应力混凝土梁的预应力筋总量要少,但仍必须保持适量的安全度,以及达到必要的受弯承载力,所以一般都需要在部分预应力梁中附加普通的非预应力钢筋。
事实上,部分预应力梁经常定义为具有下列特点的梁:1)在使用荷载下允许有弯曲裂缝;2)主要弯曲受拉钢筋包括预应力筋和非预应力筋。
为更加经济合理的在部分预应力混凝梁中配置预应力筋和非预应力筋,下文将探讨确定部分预应力梁中预尖力筋数量的各种方法,其中包括公路桥梁设计中常用的PPR法,名义拉应力控制裂缝宽度法和平衡荷载估算法等。
2 预应力筋用量的估算方法
2.1 预应力度λ法
预应力度λ法是印度学者G.S.Ramaswamy提出的。
λ表示预应力度,即
λ=M o /M (1)
式中:M o——消压弯矩,由外荷载引起的使构件控制截面受拉边缘应力抵消至零时的弯矩。
M——使用茶载(不包括预加力)短期组合作用下控制截面
的弯矩。
M o=c hy W o(2)
σhy=N y
A h (1+e y·y x
r2
)(3)
式中:σhy——有效预加力N产生的梁下缘混凝土的预压应力;W o——换算截面对受拉国的弹性抵抗距;
e y——预应力钢筋合力作用点至构件重心轴的距离;
y x——截面受拉边缘至构件重心轴的距离;
A h——构件截面面积;
r——截面回转半径;
由(1)、(2)和(3)式可得
Ny=λM
W o ·Ah 1+e y
·y x
r2
∴Ay=Ny
σy =Ny
α·σk
式中:σk——预应力钢筋的张拉控制应力;
α——使用阶段的预应力有效系数,对高强粗钢筋取0.7,对高强钢丝和纲绞线取0.6~0.65。
在设计中,预应力度的选择很重要。
采用这种方法时,不易看出预应力度λ的大小和裂缝宽度之间的关系,所以造成选择的困难。
根据窑预应力钢筋和非预应务钢筋用量之和较小的原则,λ=0.6~0.8(非抗震),0.55~0.70(抗震)。
2.2 PPR法
在建筑设计中,预应力度常用强度比来表示:
PPR=A p f py
A p f py+A s f y
式中:A p——控制截面处预应力筋的截面面积;
A s——控制截面处非预应力筋的截面面积;
f py——预应力钢筋的条件屈服强度;
f y——非预应力钢筋的屈服强度.
以承截能力极限状态为基础,可求出:
Ap=PPR·M
f py(h o-X
2)
≈PPR·m
f py·γh op
这里,γ·0.9。
从经济和延性的要求考虑,一般取PPR=0.55~0.75,当抗裂要求高或静载比重大时取大值。
由于在实际的部分预应力梁中大多数都采用包括预应力筋和非预应力筋的混合配筋,采用PPR法比λ法更加直观,更为迅速的估算预应力钢筋的数量。
另外λ法和PPR法虽然对预应力度采用不同的表达式,但本质上有共同之处。
λ=M o
M =(A p·σpo)·h op1
(A p f py+As·f y)·h op2
≈A p(f py-σ'p)
A p f py+Asf y
≈A p f py
A p f py+Asf y
这里σpo为消压状态时预应力筋内的拉应力,σ'p=f ey-σpo,h op1、h op2分别是截面在消压弯矩和使用荷载作用下的力臂,h op1≈h op1,又由于在预应力混凝土中,工作荷载引起的钢筋应力变化只局限在大约83MPa范围内,和预应力钢筋的强度比是很小的,所有σpo ≈f py。
2.3 名义拉应力控制裂缝宽度法
名义拉应力控制裂缝宽度法自先由英国学者Abeles提出,并为英国混凝土结构规范所采纳。
这种方法将裂缝宽度与假想的混
凝土名义拉应力联系起来,计算十分简单,且有一定的精度。
该方法一方面假想混凝土截面未开裂,用材料力学的办法按匀质截面计算出在设计荷截和预加力作用下的混凝土截面边缘的名义拉应力,即:
σ1=M
W -(N y
A
+N y·e y
W
)≤[]1σ
其中,Ny、ey、M含义同上,[]1σ为允许的名义拉应力值。
A、W分别为不考虑开裂及钢筋影响的混凝土截面面积和弹性抵抗矩。
另一方面,根据大量实验数据的分析,将不同配筋和不同等级混凝土的梁在一定裂缝宽度时所达到名义拉应力反算出来,从而定出允许的名义拉应力值。
当στ未超过允许值时,裂缝宽度则未超过限值。
这种方法不需计算钢筋应力,因此在不要求验算钢筋应力的情况下,可省去开裂截面应力的计算。
并且,将截面用开裂缝面经典分析方法求得的钢筋应力和裂缝宽度相比,名义拉应力法是偏于安全的。
它还特别适合根据裂缝宽度的限制条件,方便地调整非预应力钢筋用量。
但是,Abeles建议的名义拉应力容许值表仅限于矩形截面梁,所以此法还需进一步完善。
2.4 荷载平衡估算法
预应力应该平衡多大的荷载是运用荷载平衡法估算的关键。
T.Y.Lin提出的建议是平衡掉全部的恒载加一半活载。
这样的结果是,在活载的一半作用下梁没有挠度,活载移走后按活载的一半向上作用考虑。
如果活载是短期性的荷载,将会产生严重反拱。
华东预应力技术开发中心控制反拱、挠度及裂缝出发,提出了活戴(与静载)比与平衡荷载之间的关系建议表:
活载/静载所需预应力筋去平衡的荷载
<0.5 80%
0.5~1.0 全部静载
1.0~1.5 全部静载+10%的活载
1.5~
2.0 全部静载+20%的活载
根据外部荷载,通过上表确定出将由预应力去平衡的原理估算预应力钢筋的数量。
对于那些未被平衡掉的荷载,可以通过名义拉应力的方法检查由它们引起的拉应力。
因此,采用荷载平衡法和名义拉应力控制裂缝法相结合的方法对估算部分预应力梁中预应力钢筋数量更为简单方便。
3 结论
在上述四种估算预应力钢筋用量的方法中,公路桥梁设计中常用的λ法和建筑设计中常用的PPR法虽然在形式上不同,实质是一样的。
对目前实际工程中的混合配筋梁而言,PPR法更快捷方便。
但从理论上讲,λ法的概念清晰,对配有非预应力筋和没配非预应力筋的部分预应力梁都适用。
这两种方法都不可避免地要首先选择预应力度λ或PPR,将名义拉应力法和λ法相结合或采用荷载平衡法可有效地解决这个难题。
笔者认为,λ法、PPR法和平衡荷载法可用来估算预应力筋,要最终确定还应将它们分别和名义拉应力法结合,通过试算得到。
总之,通过设计方法的不断研究改进和高强材料的广泛应用,结构的尺寸越来越小,重量越来越轻。
在混凝土梁中则应合理配置预应力筋和非预应力筋,更经济的发挥预应力钢筋的作用,使外部荷载下形成有利的应力分布,及合理的挠度与裂缝宽度。