预应力混凝土梁挠度计算研究

规范中预应力混凝土梁 的挠度都是依据养护后混凝土设计强度及整体截面的惯性矩求得［ ｚ 实际上预 １ ｏ 应 力混 凝土 构件 在不 受 力 （ 括不 受 自重 ） 包 状态 下 ， 拱度 计算 时的截 面惯 性矩 与荷 载作 用 下计算 挠度 的截 反
面 惯性 矩 是不 同的 。 准确 计算 预 应力 混凝 土 构件 的挠 度 能 给结 构设 计 提供 指导 ， 件 挠 度测 试 还 能得 到准 构 确 的在役 混凝 土 的残 余 预应力 ； 因此有 必要 对其 在不 同受力 状态 下截 面惯性 矩 的计算 进行研 究 。
Ｆ ｇ２ ｉ ． Ｄｉｔ ｂ ｔ ｎ ｏ ｔ ｅ ｔ ｓ ｔ ｒ ｓ ｉ ｕ ｉ ｆｓ ｌｓ ｅ ｓｍｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｅ ｒ
收 稿 日期 ：００ Ｏ — ６ 修 回 日期 ：０ ０ ０ — ７ ２ １一 １ ２ ； ２ １— ６ １
作者简介 ： 骆城 （９ ５ ）男 ， １８ 一 ， 黑龙江省人 ， 助理工程师 ， 从事港 口、 海岸及近海工程研究 。
（ ２个 ） （ ２ 。 处 图 ）
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图 １ 试 验粱 配筋 及 截 面 尺寸
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在预 应 力 梁放 张 前 ， 踪测 试 的数 据 显 示 钢筋 中 的应 力 已经 稳 定 ， 以 跟 所 放张 后 的测 试应 力完 全是 当时钢 筋 中的残余 预应 力 。
（． １交通 运输 部天 津水运 工程科 学研 究所 水 工构造 物检测 、 断与加 固技 术 诊
交通行 业 重点实验 室 ， 津 ３ ０５ ；． 天 ０４６ ２哈尔滨工 程大 学 船 舶工 程学 院 ， 尔滨 １００ ） 哈 ５ ０ １
摘 要： 预应力混凝土构件受力是钢筋与混凝土相互作用 的结果。 为得到准确的构件挠度计算公式 ， 文章
２２ 物理模 型试 验 ．
表 １ 不 同 时 刻 的 值
测试 预 应力 梁 的 反拱 度 时 ， 别 在 梁 的 分 两பைடு நூலகம்端 及 中间 安装 位 移 计 ， 零 后 开 始放 张 。 调 设 两端 读 数 分别 为 ｎ和 ｂ 中 间读 数 为 ｃ 那 ， ， 么 位移 计 算 式 为 ｃ （ ＋ｂ ／ 。 试 挠 度 一ｏ ） Ｅ 测 ２ 值 见表 ３ 。 由表 ２和表 ３可 以得 出 ： １ 样梁 的数 （ ）１ 据 较其 他 两组 数 据大 ， ２ 、＃数 据 相差 不 但 ＃３
Ｂｉｇ ａ ｈ Ｌ ｈ ｎ （ ９ ５ ， ｌ ａｓｓａ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｏ ｒ ｐ ｙ： ＵＯ Ｃ ｅ ｇ １ ８ －） ｍａｅ，ｓｉ ｎ ｇｎ ｅ． ｔ ｅ
２１ 年 ２ ０１ 月
骆
城， 等
预应力混凝土梁挠度计算研究
６ １
２ 测试 与计算 结果
２１ 规范计 算 ． 计算 结果需 要 借助 于试验 测试 的钢 筋 中残余 预应 力来 获得 。 中心挠 度计 算公 式 如下 其
一
ａ ｄ ｓ ｃｉｎ ｓ ｅ ｏ ｅｔ ｓ ｂ ａ ｎ ｅ ｔ ｉ ｆｔ ｅ ｔ ｅ ｍ ｏ ｚ ｈ
１
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３
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２
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２ ７ ｏ ｍ／ ｏ ｎ
１４ ０ ｍ ５ ｍ
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注： 图中 １２ ３ ４ ５ 、 、 、 、 代表钢筋计的编号。 图 ２ 钢筋计布置图
预 应力 受 弯构 件使 用 阶段 的挠度 由两部 分组 成 ， 即外荷 载产 生 的挠 度 和 预加 应 力 引起 的反拱 度 ， 者 两 可 以互相 抵 消 。 应力 构件 的挠 度 比普通 混凝 土构 件 的挠度 小 ， 预 因此能 够有 效地 控制 构件 裂缝 的产 生 。 在
实 际工 程 当中应用 非常 广泛 。
建立了物理模型和基于 Ａ Ｓ Ｓ 限元软件 的数学模型 ， ＮＹ 有 并进行 了仿真分析 。 结果 表明 ， Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ有限元模 型和物理模型的数据与改进 的挠度公式 吻合较好。 关键词 ： 预应力 ； 反拱 度 ； 物理模 型； Ｎ Ｙ ＡＳＳ
中 图分 类 号 ：Ｖ ３ ２Ｔ ３ Ｔ ３ ；Ｖ ４ １３ － 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ８４ （０ １Ｏ 一 ０ ０ ０ １０ — ４ ３ ２ １ ）ｌ０ ６ — ４
第３ ２卷第 １ 期
２１ 年 ２ 月 ０１
水
道
港 口
Ｖｏ．２ Ｎｏ １ １３ ． Ｆ ｂ． ０ １ ｅ ２ １
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＷ ａ ｅ ｗａ ｎ ｒ ｏ ｏ ｒ ａ ｔ ｒ ｙ ａ ｄ Ｈａ ｂ ｒ ｏ
预 力 凝 梁 度 算 究 应 混 土 挠 计 研
骆 城 ， 冲久 一熊 洪峰 ｔ 赵 ， ， ， ２
１ 试 验 背 景
试验 测 试 了 ３根先 张 法 预应 力 梁 在放 张 后不 同时 刻 的挠 度 及 钢筋 的残
３ ｌ ６ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 中８ ＠２
余预应力。 根试验梁的配筋 、 ３ 截面尺寸完全相同（ １ 。 图 ）３根梁的跨径和混凝 ｌ 土强 度等级 也相 同 ， 径 ／５４ｍ。 跨 ＝ ． 钢筋 的残余 预应 力不 完全 相 同 。 验 中测定 量 试 钢筋 的残余预应力是通过与钢筋焊接一体的钢筋计实现的［］ ３ 在构件 的受拉 。 区 ３根钢筋 上装 有 ５个钢 筋计 ， 筋计 分别 位于 Ｏ２／２ ）０５（ 个 ）０７ ｌ 钢 ． （ 个 ，．１１ ，．３ ７
一
型
（） １
８ ｏ ３４ ｏ ＥＪ ８ ＥＪ
式 中 ： 为预应 力梁 的 自重 集度 ； 为换 算 为不受力 （ 括不 受 自重 ） 态 下随 时 间测得 的预 应力 钢筋 的受力 ； ｇ 包 状
为混凝土弹性模量 ， 其数值为 Ｅ＝ ． ￣０ Ｍ ａｌ Ｊ 。 ８ １ Ｐ ；％ ￣ ２７ ｏ ￣有钢筋及混凝土对其 中心转轴的惯性矩 ， 其数值为 ７ １＋９ ｍ； ． Ｅ ０ ８ ｍ 为预应力钢筋中心到中心转轴的距离 ， 其数值为 ２９ｍ ： 表 １ １ ｍ 。 为物理模型测试得到的挠 度值 ， ２ 表 为根据表 １ 运用规范计算得到的挠度值。