后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍.ppt

第二篇 预应力混凝土结构 第15章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的基本概念及分类 无粘结预应力混凝土梁是指主筋采用单根或多根 高强钢丝、钢绞线或粗钢筋等预应力钢筋，预应力 钢筋沿全长涂有专用防腐油脂涂料层和外包层。与 混凝土无粘结，张拉时可以发生相对滑移。 无粘结预应力混凝土梁分为纯无粘结预应力混凝 土梁和无粘结部分预应力混凝土梁。前者是指受力 主筋全部采用无粘结预应力钢筋；而后者是指其受 力主筋采用无粘结预应力钢筋与适当数量非预应力 有粘结钢筋的混合配筋配筋梁。 13.9 后张无粘结预应力 13.9.2 无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能 及破坏特征 1）纯无粘结预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土 梁受力性能及破坏特征的比较 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 2）无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能 后张无粘结预应力 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 无粘结预应力混凝土受弯构件 的受力性能与有粘结预应力混 凝土受弯构件的受力性能是有 所区别的。不附加有粘结非预 应力筋的无粘结预应力混凝土 受弯构件在最大弯矩区段内将 只出现一条或很少的几条裂缝 ，其中一条主裂缝一经产生即 迅速展开，其上部呈叉型。 后张无粘结预应力 裂缝发展及破坏形态的比较 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 纯无粘结预应力混凝土受弯构件裂缝的展开情况，随着 裂缝的迅速展开，裂缝宽度与高度的急剧增加，截面中性轴 上升，混凝土受压应变增加很快，受压混凝土压碎而引起的 破坏，具有明显的脆性破坏特征。 挠度增加较快，但预应力筋的应变增加较慢，最后无粘结 预应力混凝土受弯构件产生类似带拉杆的扁拱那样的破坏型 式。 后张无粘结预应力 荷载跨中挠度曲线 的比较 有粘结预应力混凝土 梁的荷载挠度曲线具有 三直线形式，而纯无粘 结预应力混凝土梁的曲 线不仅没有第三阶段， 连第二阶段也没有明显 的直线段。 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 后张无粘结预应力 荷载跨中挠度曲线的比较 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 有粘结后张预应力混凝土受弯构件在承受荷载时，任一截 面预应力筋的变形与它周围混凝土的变形是协调的，有粘结 预应力筋的最大应力出现在最大弯矩截面处。有粘结预应力 混凝土受弯构件的裂缝分布较均匀，间距较小，裂缝和挠度 增加较慢。试验表明，与相同配筋无粘结预应力混凝土受弯 构件相比，开裂后在相同荷载下有粘结预应力混凝土受弯构 件的挠度较小，且极限承载能力比相应无粘结预应力混凝土 受弯构件高10%30%。 后张无粘结预应力 梁最大弯矩截面上 钢筋应力随荷 载变化的规律的比 较无粘结预应力筋 的应力增量，总是 低于有粘结预应力 筋的应力增量，而 且随着荷载的增大 ，这个差距也会越 来越大。在梁的最 大弯矩截面处，无 粘结筋的应力增量 比有粘结筋少。 （图153） 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 无粘结预应力 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 后张无粘结预应力 在构件混凝土开裂之前，由荷载作用引起无粘结筋的 应力增量，可以通过纵向变形协调条件，即无粘结筋的总 伸长应与沿其整个长度周围混凝土的总伸长相等的条件来 求得。 设无粘结筋梁任一截面上的弯矩为M，则M对 该截面上任一一点引起的混凝土应变为 这时，沿无粘结筋全长，构件混凝土的总伸长为 无粘结筋长度为 ,则无粘结筋的应变增量为 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 后张无粘结预应力 无粘结筋相应的应力增量为 令 ，则可得到 15-1 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 后张无粘结预应力 设梁跨中截面弯矩为,预应力筋在跨中截面处的偏心矩为 则跨中截面为处的弯矩（M）为 由式（151）得无粘结筋的 应力增量为 式中 恰为跨中截面处有粘结筋的应力增量。 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 后张无粘结预应力 相同弯矩下无粘结筋应力增量较有粘结筋小。 直线布筋时无粘结筋的应力增量是有粘结筋的2/3。 抛物线形布筋时无粘结筋应力增量是有粘结筋的8/15。 总结：纯无粘结筋梁的抗弯强度较有粘结筋梁要低； 在荷载作用下，裂缝少且发展迅速；破坏呈明显脆性。这 些不足，可采用附加有粘结非预应力钢筋的方法改变，即 采用混合配筋的无粘结部分预应力混凝土梁，以获得较好 的结构性能。 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 v2）纯无粘结部分预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土 梁受力性能及破坏特征的比较 v v弯矩挠度曲线和有粘结部分预应力混凝土梁一样也具 有三直线的形状。 v裂缝开展由于受到非预应力普通钢筋的约束，其数量及 裂缝间距与配有同样钢筋的普通混凝土梁非常接近 v一般情况的破坏形式为：普通钢筋先屈服，裂缝向上延 伸直到受压区边缘混凝土达到极限压应变，呈现弯曲破坏 。 v无粘结部分预应力钢筋，虽仍具有沿全长应力相等（忽 略摩擦的影响）和在梁破坏时极限应力不超过条件屈服强 度的特点，但极限应力的量值较纯无粘结梁要大的多。 第十五章 后张无粘结预应力混凝土受弯构件介绍 包括无粘结部分预应力混凝土梁的截面极限承载能力计 算、施工阶段和使用阶段的应力验算，以及变形、裂缝最大 宽度验算（B类构件）。 计算方法可参照公路桥规中有关条文或其它设计规 范来采用。 无粘结预应力钢筋的极限应力 无粘结预应力钢筋的极限应力值是无粘结部分预应力混 凝土梁抗弯承载能力计算的关键值，影响因素较多，如无粘 结筋的有效预应力、综合配筋指标、构件的跨比、加载条件 等。 受弯破坏时无粘结筋的极限应力必须