《新桥规》JTGD的学习和使用PPT课件

.,1,预应力混凝土的裂缝控制及抗裂设计,（新桥规JTGD62的学习和使用之四）浙江省交通规划设计研究院,.,2,本讲主要内容,1.前言荷载作用效应组合正截面拉应力和斜截面主拉应力计算裂缝控制规定关于预应力限值的讨论部分预应力混凝土结构裂缝控制斜截面抗裂性和斜向主压应力验算预应力混凝土箱梁截面抗裂效应,.,3,1.前言,裂缝工程实例裂缝特征：具有规律性；属于结构性；有发展趋势；腹板裂缝居多；斜裂缝为主；倾角较小；缝宽较大。裂缝原因：计算误差；荷载因素；材料因素；构造因素；施工因素；温度影响；综合影响。控制措施：严格掌握规范和规程中抗裂控制标准；对一些无法准确确定的不利因素留有适当余地；选择适当的结构抗裂安全度。,.,4,荷载作用效应组合,.,5,荷载作用效应组合,.,6,永久作用,.,7,正截面拉应力计算stMs/W00.8tltMl/W00.8tMsMG1MG20.7Ma1.0MpMlMG1MG20.4Ma0.4Mp注意：抗裂验算时，汽车荷载不计冲击系数。与新桥规第七章“应力计算”意义不同；对于超静定结构考虑效应组合时应计及次应力影响；荷载长期效应组合时，不考虑间接施加作用影响；B类构件在自重下不得消压。,正截面拉应力和斜截面主拉应力计算,.,8,3.2斜截面主拉应力计算,全预应力及部分预应力A类构件混凝土法向应力cx,.,9,混凝土竖向压应力cy混凝土剪应力同一计算截面、同一水平纤维处、由同一荷载产生的应力值。,.,10,裂缝控制规定,正截面抗裂全预应力混凝土构件，短期效应组合：预制构件st0.85pc0分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件st0.80pc0A类预应力混凝土构件，短期效应组合：stpc0.7ftk荷载长期效应组合：ltpc0,.,11,裂缝控制规定,斜截面抗裂全预应力构件，短期效应组合：预制构件tp0.6ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件tp0.4ftkA类和B类构件，短期效应组合：预制构件tp0.7ftk现场浇筑（包括预制拼装）构件tp0.5ftk,.,12,关于预应力限值的讨论,按应力状态把预应力混凝土分为三类：全预应力；A类预应力；B类预应力。正截面抗裂的应力限值（新、老桥规比较）：老桥规：全预应力hl0A类预应力，荷载组合：hl0.8Rlb荷载组合或：hl0.9Rlb,.,13,斜截面抗裂的应力限值,新桥规C40C50C60全预应力(短期效应)预制：tp0.6ftk1.441.591.71现浇：tp0.4ftk0.961.061.14A类和B类(短期效应)预制：tp0.7ftk1.681.862.00现浇：tp0.5ftk1.201.331.43老桥规C42C52C62组合：tp0.8ftk2.142.482.78组合、：tp0.9ftk2.002.773.13,.,14,国外规范主拉应力的限值,德国DIN(4227)B35B45B55全预应力(剪力扭转、中面)0.90.91.0限制预应力(剪力扭转、中面)2.22.63.0日本国铁(1988)C37C50C60剪力或扭矩1.081.271.47剪力和扭矩1.371.661.96,.,15,部分预应力混凝土结构裂缝控制,国内外常用的方法：直接计算裂缝宽度，并加以限制；计算名义拉应力，间接控制裂缝宽度；限制消压后钢筋的应力或应变增量。新桥规裂缝宽度的限值：在类和类环境条件下，为0.1mm；在类和类环境条件下，不允许采用开裂的B类构件。,.,16,新桥规裂缝宽度计算,B类构件和钢筋混凝土构件：B类构件钢筋应力计算：,.,17,影响裂缝宽度的主要因素,由上述公式可见：受拉钢筋的应力ss和弹性模量Es；钢筋的粘结性能（与表面形状有关）C1；荷载作用特性（长期效应扩大系数）C2；钢筋的直径d与配筋率；构件的受力方式与截面形式C3；保护层厚度（随着保护层厚度的增大，构件表面的裂缝也增大）。本公式按“粘结-滑移理论”未反映这一因素。,.,18,铁路规范裂缝宽度计算,铁路部分预应力混凝土梁设计及验收规定TBJ106-91裂缝宽度计算:式中c纵向钢筋侧面的净保护层厚度(mm);d钢筋直径(mm);钢筋粘结特性系数,钢绞线可取0.06；2特征裂缝宽度与平均裂缝宽度相比的扩大系数,2=1.8;te纵向受拉钢筋的有效配筋率；ss消压后按开裂截面计算的非预应力钢筋的应力增量(MPa)。,.,19,斜截面抗裂性和斜向主压应力验算,主压应力cp：主压应力的限值：cp0.6fck主压应力和主拉应力的限值系数不完全相同；它们的最大值不发生在同一截面同一点处；防止腹板在预加应力和计算荷载下被压坏。,.,20,纵向和竖向预应力（应力莫尔圆）,cy,cx,.,21,预应力混凝土箱梁截面抗裂效应,8.1竖向预应力的强度效应竖向预应力是由主拉应力为零的条件中得到：cy2/cx主拉应力的判别条件：tp0时cxcy2tp0时cxcy2随cy增大tp可大于零,也就是说主拉应力可变为主压应力,此时混凝土处于双轴受压状态,.,22,双向受压状态时混凝土强度,据分析提高约有16%，甚至可提高27%。,.,23,8.2箱梁的“框架效应”,腹板发生较大的弯曲外凸，引起竖向拉应力。,.,24,8.3箱梁截面的空间效应,偏心荷载,弯曲,扭转,变形,正应力,剪应力,截面不变形,截面可变形,自由扭转,约束扭转,局部荷载,纵向截面,横向截面,弯矩,.,25,箱形截面上的总应力,横截面上：纵向正应力ZMWdW剪应力MKWdW纵截面上：横向弯曲应力SdtC,.,26,8.4箱梁截面的剪滞效应,剪滞效应,初等梁理论,正剪力滞,负剪力滞,.,27,翼缘有效分布宽度,.,28,剪滞影响产生裂缝实例,.,29,五座桥有效宽度比及剪滞系数值,.,30,8.5箱梁截面的温度效应,温度梯度模式通用规范：,.,31,温度作用的效应,自约束应力：结构约束应力：（按结构计算）横向温度应力裂缝的主要特征：裂缝与桥轴线平行，呈水平向；裂缝的位置与构造密切相关；纵向预应力导致的横向拉应力。,.,32,8.6预应力箱梁受力的局部效应,锚头和接缝处局部受力裂缝接缝处混凝土抗拉强度要折减。锚后局部拉应力。预应力筋在拼接缝处局部受力。,先浇节段张拉,后浇节段张拉,接缝截面处应力,张拉筋,横向拉力,连接筋,张拉连接筋,横向拉力,.,33,齿块局部受力裂缝,齿板锚块局部受力崩裂钢筋A1；径向推力钢筋A3；中间钢筋A2。,.,34,径向拉力破坏,.,35,齿块后面牵制拉力产生底板裂缝,齿块板体受力平衡体牵制拉力约为锚固力的1550%。