第六讲预应力混凝土构件的裂缝、疲劳、锚固区计算08

第六讲预应力混凝土构件的裂缝、疲劳、锚固区计算,第一节预应力混凝土构件的裂缝计算对于计算裂缝宽度的理论，以及裂缝因素与裂缝宽度的定性定量关系，尚无定论。部分预应力混凝土构件裂缝控制的两种方法：直接计算裂缝宽度；用规定名义拉应力来限制裂缝宽度。,一、直接计算裂缝宽度,裂缝宽度具有很大的随机性和离散性，“最大裂缝宽度”不够妥当。合理的方法不是确保最大裂缝宽度不超过限值，而是借助数理统计方法计算超过某个宽度裂缝出现的概率，根据要求的保证率和裂缝宽度变异系数形成所谓的“特征裂缝宽度”。通过对“特征裂缝宽度”的控制，以确保构件的裂缝小于某个宽度达到确定的概率（保证率）。,计算所控制的“特征裂缝宽度”与平均裂缝宽度有如下关系：影响裂缝宽度参数：砼土保护层厚度、配筋影响区的含筋率、钢筋的粘结特性（外形与直径）系数及钢筋应力,二、用名义拉应力控制裂缝宽度,开裂的部分预应力混凝土构件，按开裂前截面算得的混凝土拉应力，即所谓名义拉应力。,容许名义拉应力值，不仅与预加应力方式、混凝土标号与裂缝宽度有关，还与梁高和非预应力筋的含筋量有关。所以根据有关规范查出的容许名义拉应力的值还需作如下调整：,（1）根据构件的实际高度，将乘以规定的高度修正系数。对于组合构件，当施工阶段的拉应力不超过规定时，可采用截面全高计算其高度修正系数。（2）当构件受拉边混凝土布置有非预应力筋时，修正后的容许名义拉应力尚可以提高。其提高量值可根据非预应力筋截面面积与混凝土截面面积之百分比计算决定。详见有关规范。,第二节预应力混凝土构件疲劳强度计算,活载与恒载之比值较大的场合，特别是对于经常承受反复荷载的部分预应力混凝土构件来说，疲劳始终是一个应该重视的问题。,一、材料的疲劳强度,1钢筋疲劳强度影响钢筋疲劳寿命（即荷载重复次数）的主要因素是应力变化幅度，其次是最小应力。对于预应力筋来说，其疲劳强度还与其粘结性能密切相关，且与预应力度也有密切关系。,2混凝土疲劳强度,混凝土的疲劳强度一般不起控制作用，不必进行疲劳强度验算。研究成果表明：混凝土没有一个相应于重复荷载次数的所谓“耐劳极限”；数值与混凝土的最大应力的关系更为密切，而不是与应力幅度和最小应力；抗压疲劳强度的折减系数，一般可用于抗弯、抗拉和抗剪的情况。,二、部分预应力混凝土受弯构件的疲劳强度,1受弯构件正截面疲劳强度部分预应力混凝土受弯构件正截面的疲劳强度，是通过应力限制加以保证的。2受弯构件斜截面疲劳强度在正常配筋的情况下，斜截面的疲劳破坏总是从斜裂缝处某一肢箍筋开始发生疲劳断裂而引起的。因此，斜截面的疲劳验算主要是控制箍筋的应力问题。,第三节预应力筋锚固区计算,一、先张法构件预应力筋的传递长度和锚固长度近似计算假定：在传递长度范围内预应力筋的应力按直线从零变化到；在锚固长度区段内预应力筋的抗拉计算强度从零变至。,验算先张法预应力混凝土构件锚固段的截面应力时，应考虑预应力筋传递长度范围内应力的变化；验算锚固段的截面强度时，则应考虑锚固长度范围内预应力筋抗拉设计强度的变化。,二、后张法构件预应力筋锚下局部承压计算,锚具下的混凝土进行局部承压强度和抗裂性计算。1锚固区受力分析,2局部承压计算原理和方法,局部承压，指构件受力表面，仅有部分面积承受压力的受力状态。“套箍强化”“剪切破坏机理”,“剪切破坏机理”,（1）局部承压开裂荷载计算,试验已证明，当构件中配有间接钢筋时抗裂荷载将提高，因此在对间接配筋局部承压构件的抗裂计算时，还应考虑间接钢筋的抗裂能力，即,（2）局部承压强度计