预应力混凝土构件承载力

预应力课件

5 预应力混凝土构件承 载能力极限状态计算本章为重点章节， 本章为重点章节，主要介绍 了受弯、受拉、受剪、受扭、 了受弯、受拉、受剪、受扭、截 面计算，局压承载力和冲切承载 面计算， 力计算，以及构件的疲劳验算。 力计算，以及构件的疲劳验算。 重点掌握： 重点掌握：各种不同受力形 式的截面计算， 式的截面计算，局压和冲切承载 力计算及疲劳验算。 力计算及疲劳验算。

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5.1 一般规定《混凝土结构设计规范-2002》 5.2 受弯截面计算 5.3 受拉截面计算 5.4 受剪截面计算 5.5 受扭截面计算 5.6 局压承载力计算 5.7 受冲切承载力计算 5.8 疲劳验算

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5.1 《规范-2002》一般规定5.1.1 基本假定 (1)混凝土构件截面应变保持平面； (2)不考虑混凝土的抗拉强度； (3)混凝土受压的应力-应变关系满足响应的假设(P62)。 5.1.2 受压区混凝土的等效矩形应力图 5.1.3 相对界限受压区高度的计算 5.1.4 纵向钢筋应力计算 5.1.5 由预应力产生的混凝土法向应力与预应力筋应力计算 5.1.6 预应力筋与非预应力筋的合力及合力的偏心矩

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5.2 预应力混凝土受弯构件的计算5.2.

第六章 受压构件承载力计算

一、填空题：

1、小偏心受压构件的破坏都是由于 而造成的。

2、大偏心受压破坏属于 ，小偏心破坏属于 。

3、偏心受压构件在纵向弯曲影响下，其破坏特征有两种类型，对长细比较小的短柱属于 破坏，对长细比较大的细长柱，属于 破坏。

4、在偏心受压构件中，用 考虑了纵向弯曲的影响。 5、大小偏心受压的分界限是 。

?不屈服。 6、在大偏心设计校核时，当 时，说明As7、对于对称配筋的偏心受压构件，在进行截面设计时， 和 作为判别偏心受压类型的唯一依据。

8、偏心受压构件 对抗剪有利。

二、判断题：

1、在偏心受力构件中，大偏压比小偏压材料受力更合理。（ ）

?不大于0.2%bh。2、在偏心受压构件中，As（ ）

3、小偏心受压构件偏心距一定很小。（ ）

4、小偏心受压构件破坏一定是压区混凝土先受压破坏。（ ）

5、在大小偏心受压的界限状态下，截面相对界限受压区高度?b，具有与受弯构件的（ ） ?b完全相同的数值。

第十章 预应力混凝土构件

本章要求

1、预应力混凝土的基本概念，了解预应力混凝土构件工作的原理。 2、了解预应力的施加方法和对钢材及混凝土材料的要求。

3、掌握各项预应力损失产生的原因及各项损失减小的措施和各项损失的不同组合。 4、熟练掌握预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算方法。

5、掌握预应力混凝土受弯构件在受力后的强度、刚度。裂缝及设计计算方面的联系和区别。 6、掌握部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土的基本概念。 7、熟悉预应力混凝土构件的构造要求。 第一节 预应力混凝土结构原理及计算规定 一、预应力混凝土的概念

普通钢筋混凝土构件，在各种荷载作用下，一般都存在混凝土的受拉区。而混凝土本身的抗拉强度及极限拉应变却很小（混凝土抗拉强度约为抗压强度1/10，抗拉极限应变约

-3

为极限压应变的1/12）。其极限拉应变约为（0.1~0.15）×10，因此，对使用上不允许出现裂缝的构件，受拉钢筋的应力仅为20~30N/mm（

），对于允许开裂的构件，当裂缝宽度限制在0.2~0.3

时，受拉钢

2

筋的应力也只能在左右。所以，如果采用高强度的钢筋，在使用阶段钢筋达到

-3

屈服时其拉应变很大，约在2×10以上，与混凝土极限拉应变相差悬殊，裂缝宽度将很大，无法

第十章 预应力混凝土构件

本章要求

1、预应力混凝土的基本概念，了解预应力混凝土构件工作的原理。 2、了解预应力的施加方法和对钢材及混凝土材料的要求。

3、掌握各项预应力损失产生的原因及各项损失减小的措施和各项损失的不同组合。 4、熟练掌握预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算方法。

5、掌握预应力混凝土受弯构件在受力后的强度、刚度。裂缝及设计计算方面的联系和区别。 6、掌握部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土的基本概念。 7、熟悉预应力混凝土构件的构造要求。 第一节 预应力混凝土结构原理及计算规定 一、预应力混凝土的概念

普通钢筋混凝土构件，在各种荷载作用下，一般都存在混凝土的受拉区。而混凝土本身的抗拉强度及极限拉应变却很小（混凝土抗拉强度约为抗压强度1/10，抗拉极限应变约

-3

为极限压应变的1/12）。其极限拉应变约为（0.1~0.15）×10，因此，对使用上不允许出现裂缝的构件，受拉钢筋的应力仅为20~30N/mm（

），对于允许开裂的构件，当裂缝宽度限制在0.2~0.3

时，受拉钢

2

筋的应力也只能在左右。所以，如果采用高强度的钢筋，在使用阶段钢筋达到

-3

屈服时其拉应变很大，约在2×10以上，与混凝土极限拉应变相差悬殊，裂缝宽度将很大，无法

4 受弯构件斜截面承载力计算

4.1 概述

受弯构件在荷载作用下，截面除产生弯矩M外，常常还产生剪力V，在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段，产生斜裂缝，如果斜截面承载力不足，可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。因此，还要保证受弯构件斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。

工程设计中，斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。

4.1.1 斜截面开裂前的应力分析

如图4-1所示为一承受集中荷载P作用的钢筋混凝土简支梁，当荷载较小时，混凝土尚未开裂，钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段，故可按材料力学公式来分析其应力。但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成，因此应先将两种材料换算为同一种材料，通常将钢筋换算成“等效混凝土”，钢筋按重心重合、面积扩大 Ec倍化为等效混凝土面积，将两种材料组成的截面视为单一材料（混凝土）的截面，即可直接应用材料力学公式。

Es图4-1 无腹筋梁在开裂前的应力状态及裂缝示意图

（a） （a） 主应力轨迹线（实线为主拉应力，虚线为主压应力） （b）内力图 (c) 截面及换算截面 （d）正应力和剪应力

梁的剪弯区段截面上的

第六章受 压构承件力载算计61 概. 述

要主承以轴向压力受主,通为还常有矩 弯剪和作用力《筑结建》构

第六 章压构件受载力计算承(aÖ )Ð Ñ á ÄÊ Ü¸ ()µ bÏÆ ÐÊ ¥Ñò « Ä Ü¸

( )Ë ÏcÆ Ð ÊÑ « ò«Ä Ü ¸受压件构(柱)往在结构往具中重要作有，用旦一产生 破坏往往导致整个，构的损坏，结至倒塌甚。建《结构筑》

第

章 受六压构件载承力计

《建算筑构结》

六章第 压构受承件力载算计轴心受压构件纵筋主要作用: 帮助的凝混受土压箍的筋主要作用 :防纵止受力钢筋压屈向

心受压构件偏筋纵主的作用要： 一分纵筋帮部助凝混土受 另压一分纵筋部抗由抵心压偏力产 生弯的矩箍筋的主作要用:抵 抗剪力《筑建构结

》第

六 章压受构承件载计力算62 受压.构一件般造要构求6..21面截式型及寸尺轴心压受：般采

地基容许承载力的确定方法

地基的容许承载力是单位面积上容许的最大压力。容许承载的基本要素是：地基土性质；地基土生成条件；建筑物的结构特征。极限承载力是能承受的最大荷载。将极限承载力除以一定的安全系数，才能作为地基的容许承载力。

浆砌片石挡墙地基承载力达不到设计要求时,将基础改为砼基础是为了增加挡墙的整体性.这也只能是相差不大时才行.一般来说要深挖直至达到要求.如果深挖不行只有扩大基础,降低压强.或者改为其它方案

从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下

面承压的岩土持力层。天然地基是不需要人加固的天然土层，其节约工程造价。人工地基：经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基

地基容许承载力与承载力特征值

所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时，均应满足地基承载力和变形的要求，对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算地基稳定性。通常地基计算时，首先应限制基底压力小于等于

地基容许承载力的确定方法

地基的容许承载力是单位面积上容许的最大压力。容许承载的基本要素是：地基土性质；地基土生成条件；建筑物的结构特征。极限承载力是能承受的最大荷载。将极限承载力除以一定的安全系数，才能作为地基的容许承载力。

浆砌片石挡墙地基承载力达不到设计要求时,将基础改为砼基础是为了增加挡墙的整体性.这也只能是相差不大时才行.一般来说要深挖直至达到要求.如果深挖不行只有扩大基础,降低压强.或者改为其它方案

从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下

面承压的岩土持力层。天然地基是不需要人加固的天然土层，其节约工程造价。人工地基：经过人工处理或改良的地基。当土层的地质状况较好，承载力较强时可以采用天然地基；而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基

地基容许承载力与承载力特征值

所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时，均应满足地基承载力和变形的要求，对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算地基稳定性。通常地基计算时，首先应限制基底压力小于等于

地基容许承载力与承载力特征值

所有建筑物和土工建筑物地基基础设计时，均应满足地基承载力和变形的要求，对经常受水平荷载作用的高层建筑高耸结构、高路堤和挡土墙以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算地基稳定性。通常地基计算时，首先应限制基底压力小于等于地基容许承载力或地基承载力特征值 ( 设计值 ) ，以便确定基础的埋置深度和底面尺寸，然后验算地基变形，必要时验算地基稳定性。 地基容许承载力是指地基稳定有足够安全度的承载能力，也即地基极限承载力除以一安全系数，此即定值法确定的地基承载力；同时必须验算地基变形不超过允许变形值。地基承载力特征值是指地基稳定有保证可靠度的承载能力，它作为随机变量是以概率理论为基础的，分项系数表达的极限状态设计法确定的地基承载力；同时也要验算地基变形不超过允许变形值。因此，地基容许承载力或地基承载力特征值的定义是在保证地基稳定的条件下，使建筑物基础沉降的计算值不超过允许值的地基承载力。 地基容许承载力:定值设计方法 承载力特征值:极限状态设计法

按定值设计方法计算时,基底压力P不得超过修正后的地基容许承载力. 按极限状态设计法计算时,基底压

受弯构件斜截面受剪承载力计算

一、有腹筋梁受剪承载力计算基本公式

1． 矩形、T形和Ⅰ形截面的一般受弯构件，斜截面受剪承载力计算公式为：

V?Vcs?0.7ftbh0?1.25fyvAsvh0 s (5-6)

式中 ft一混凝土抗拉强度设计值；

b一构件的截面宽度，T形和Ⅰ形截面取腹板宽度；

h0一截面的有效高度；

fyv一箍筋的抗拉强度设计值；

Asv一配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，Asv?nAsv1；

n一在同一截面内箍筋的肢数； Asv1一单肢箍筋的截面面积；

s一箍筋的间距。

2．集中荷载作用下的独立梁（包括作用多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况），斜截面受剪承载力按下式计算：

V?Vcs?A1.75ftbh0?fyvsvh0

??1.0s (5-7)

式中 ?一剪跨比，可取??a/h0，a为计算截面至支座截面或节点边缘的距离，计算截面取集中荷载作用点处的截面。当?小于1.5 时，取??1.5；当?大于3.0 时，取

??3.0。独立梁是指不与楼板整浇的梁。

构件中箍筋的数量可以用箍筋配箍率?sv表示:

?sv?Asv bs (5-8)