密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力计算方法

第25卷第4期 建筑结构学报 V ol.25,No.4 2004年8月 Journal of Building Stuctures Aug.,2004

基金项目：国家自然科学基金资助项目(50178026)

作者简介：郑文忠(1965－ )，男，天津市蓟县人，工学博士，教授。 收稿日期：2003年8月

文章编号：1000-6869（2004）04-0060-06

密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力

计算方法

郑文忠1，张吉柱2

(1.哈尔滨工业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨 150090；2.中国建筑科学研究院结构所,北京 100013)

摘要：针对广大结构工程师在应用规范公式计算密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力时所遇到的问题，通过对应用ANSYS 软件计算结果的分析，得出了密布预应力束锚具下混凝土的横向拉应力的分布规律，为探讨密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力何时按“整体计算法”考虑，何时按“分别计算取和法”考虑提供了依据。利用已有试验数据，经大量试算和归纳，提出了计算密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力的“整体计算法”和“分别计算取和法”，各自的适用范围清晰、设计步骤明确，可操作性强，可用于工程设计。 关键词：锚具；混凝土；局部受压承载力

中图分类号： 文献标识码：

Calculating method of the local bearing capacity of concrete

under closely spaced anchorages

ZHENG Wenzhong 1，ZHANG Jizhu 2

(1.School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China ； 2., China Academy of Building Research, Institute of Building Structures, Beijing 100013, China)

Abstract ：To solve problems with which some engineers meet when calculating the local bearing capacity of concrete under closely spaced anchorages by use of the Code formulae, the transverse tensile stress distribution law of concrete in the local zone under closely spaced local loads is found by applying ANSYS software. At the same time, it can be as principles to tell the usage range of ‘the whole calculating method’ and ‘sum of each single calculating method’ of the local bearing capacity. On the basis of existing experimental data and lots of calculation and conclusion, ‘the whole calculating method’ and ‘sum of each single calculating method’ of calculation of the local bearing capacity are developed. Both them own clear applying range, explicit computation procedures and convenient applications in practice. Keywords ：anchorage ，concrete ，local bearing capacity

1 问题的提出

各国设计标准中所给混凝土局部受压承载力计算公式确切地讲在进行预应力混凝土工程设计时只适用于单束(根)预应力锚具下混凝土局部受压承载力计算或局部受压计算底面积A b 不重叠时的预应力锚具下混凝土局部受压承载力计算。实际后张预应力混凝土工程中的结构构件多为布置多束(根)预应力筋，且相邻束(根)预应力锚具下混凝土局部受压计算底面积A b 是重叠的(我们称这

种情况为“密布”)。在计算密布预应力束(根)锚具下混凝土局部受压承载力时，何时按“整体计算法”考虑，何时按“分别计算取和法”考虑；及按“分别计算取和法”考虑时，中束、边束、角束应分别如何计算，这一直是困扰结构工程师的技术难题之一。

2 密布预应力束锚具下局压区混凝土横向拉应力分布及计算准则

多个密布荷载作用下的局压区混凝土应力分

布与单个荷载作用下的局压区混凝土应力分布有一定差别，明确多个密布荷载作用下的局压区混凝土横向拉应力分布规律，对确定密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力是按“整体计算法”考虑，还是按“分别计算取和法”考虑至关重要。影响多个密布荷载作用下的局压区混凝土应力分布的主要参数为局压荷载个数、局压荷载间距与局压荷载相应分布长度的比值等。本文采用ANSYS软件，对板端(板厚为100mm，混凝土强

构件将发生局压破坏，因此这种情况的局压承载力计算应按“整体计算法”考虑。对于两个局压荷载的情况，当局压荷载净距与单个局压荷载相应分布长度之比大于0.6时，在两个局压荷载的下方出现了各自的横向峰值拉应力，故此时的混凝土局部受压承载力应按“分别计算取和法”考虑。对于三个及三个以上局压荷载的情况，当局压荷载净距与单个局压荷载相应分布长度之比介于0.5至2.0之间时，在两个边端局压荷载下方出现

由有限元分析[1]可知，当局压荷载净距与单个局压荷载相应分布长度之比不大于0.5(对于两个局压荷载的情况，不大于0.6)时，其局压区混凝土的横向峰值拉应力位于局压荷载合力的正下方，当该横向峰值拉应力达到混凝土抗拉强度时，构件就会出现劈裂裂缝，随着裂缝向上、下发展，载下方的横向峰值拉应力，通过试算，表明可以偏于安全地将这种情况各预应力锚具下混凝土局部受压承载力也按“分别计算取和法”考虑。

单个局压荷载作用下的局压区混凝土横向应力分布，两个局压荷载作用，局压荷载净距与单个荷载分布长度之比分别为0.6、0.8的局压区混