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???? ?? 开封强力集团锚固技术股份有限公?#23616;?#35201;生产各种预应力锚具,预应力张拉设备,先张梁卡具及配套使用各?#20013;?#21495;的预应力锚具产品.联系电话:138-3783-5896
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预应力组合梁的受力性能

预应力组合梁的受力性能

作者:admin????来源:未知????发布时间:2018-07-13 14:33????浏览量:

  1.截面分类

  Climanhaga等发现由于钢梁失稳的影响,组合梁截面?#21644;?#30697;一曲率特性可分为四类:第Ⅰ类是梁腹板和冀缘的局部失稳不影响组合梁的极限荷载和截面延性,可按塑性极限理论进行设计,截面最大?#24615;?#21147;Mu大于全塑性弯矩MP1,称为塑性截面plasticsec-lion );第Ⅱ类是在预应力锚具的弹塑性阶段发生局部屈曲后?#21644;?#30697;区截面Mu仍可达到塑性抗弯极限状态MP1,但梁截面延性会因局部失稳或混凝土破坏而减小,称为密实截面(compactsection );第Ⅲ类截面在弹塑性阶段发生局部失稳后,?#21644;?#30697;区截面抗弯能力明显降低,截面最大抗弯能力Mu仅能达?#38477;?#24615;弯矩Me1,称为半密实截面(se-mi-compact section);第Ⅳ类截面处于弹性状态时即发生局部失稳,截面最大抗弯能力Mu达不?#38477;?#24615;弯矩Me1,称为非密实或柔细截面(non-compact or slender section)。截面分类取决于弯矩梯度、构件宽厚比以及材料屈服强度等,EC .4采纳了上述分类方法,并且规定了轧制型钢和焊接钢截面不同类别受压翼缘和腹板的宽厚比;根据总力不变和应变相等的原则,可将混凝土截面按照钢与混凝土两者弹性模量之比n=Es/Ec换算为等效钢截面(称为换算截面法);对于受压翼缘和腹板均为第Ⅰ、Ⅱ类的普通组合梁,换算截面中可以采用塑性应力分布,而对于第Ⅲ, Ⅳ类截面的普通组合梁,则换算截面中采用弹性应力分布。

  我国(钢结?#32929;?#35745;规范)(GBJ 17-88)中采用塑性设?#21697;?#27861;的组合梁截面,相当于EC. 4的第Ⅰ类截面?#22351;?#32771;虑截面的部分塑性发展时,则相当介于EC. 4的第Ⅱ类截面和第Ⅲ类截面之间;如果取截面的塑性发展系数,则和EC.4的第Ⅲ类截面相当。

  2.混凝土板的有效宽度

  组合梁受弯时,由于剪力滞后的影响,混凝土翼板的纵向弯曲应力沿宽度方向的分布不均?#21462;?#24367;曲分析时考虑剪力滞后的效应,?#35805;?#29992;有效宽度来表示。

  我国《钢结?#32929;?#35745;规范》(GBJ 17-88)中对于钢--混凝土组合梁混凝土板有效宽度的取值基本上是参照《混凝土结?#32929;?#35745;规范》(GBJ 10-89)规定的,其取值分别考虑了组合梁跨度、混凝土板厚度以及相邻梁的净距等的影响;AASNPO的“荷载与抗力系数设?#21697;?rdquo;的规定与GBJ 17-88相似,而?#20998;?#35268;范4中混凝土板有效宽度的取值主要取决于跨度以及相邻梁的间距,同时还考虑连续梁中?#21644;?#30697;的不利影响,有效宽度与板的厚度无关。从总体看,我国规范关于有效宽度的取值偏大一些。

  3.施工方法和预加力?#25215;?#23545;受力性能的影响

  在确定预应力组合梁中混凝土板、钢梁和预应力钢索的应力时,施工方法与预加力?#25215;?#26159;非常重要的。组合梁的施工方法主要有以下三种:(1)?#38454;?#28151;凝土时钢?#21512;?#19981;设临时支撑;(2)?#38454;?#28151;凝土时钢?#21512;?#26550;设临时支撑;(3)?#38454;?#28151;凝土时钢?#21512;?#26377;临时支撑,但在?#38454;?#28151;凝土时支撑已受压,其反力使钢梁产生反拱。通常施加预应力的?#25215;?#20063;有下列三种:(1)混凝土板和钢梁分别施加预应力,然后通过剪力连接件将混凝土板连接到钢梁顶冀缘上,称为预制先张梁;(2)钢?#21512;?#26045;加预应力,再?#38454;?#28151;凝土顶板,?#21644;?#30697;区还可通过混凝土板中的无枯结钢索对混凝土板进行张拉,称为现浇先张梁;(3)在钢梁上现浇混凝土板形成普通组合梁,然后利用混凝土板中或钢梁中的钢索对组合梁后张拉预应力,称为后张梁。对普通组合梁采用后张法需要较多的预应力筋才能达到一定的效果,?#35805;?#36739;少使用。施工方法和预加力?#25215;?#23558;影响使用阶段预应力组合梁的受力和变?#25105;?#21450;钢梁翼缘进人屈服或丧失稳定的时间,因此对于所有类型截面在正常使用极限状态和?#24615;?#33021;力极限状态的验算,要考虑施工方法和预加力?#25215;?#30340;影响;此外钢梁施加预应力阶段和?#38454;?#28151;凝土时不设临时支撑的组合梁,?#34892;?#39564;算钢梁在施工阶段的强度、挠度和稳定性。

  4.内应力对受力性能的影响

  在组合梁中,混凝土徐变将导致截面中的内力重分布,在长期荷载作用下,混凝土板的部分应力将转移给钢梁,从而使得混凝土板的应力降低,钥梁应力增加。另外混凝土的收缩和温度变化在静定体系中只引起初始内应力,在超静定体系中还将引起?#25991;?#24212;力。在?#24615;?#33021;力极限状态下,初始内应力和?#25991;?#21147;的存在将导致Ⅰ、Ⅱ类组合梁的钢梁提前进人塑性状态,但不影响组合梁的最终?#24615;?#21147;;Ⅲ、Ⅳ类截面的组合梁,EC.4Partl规定:(1)计算截面?#24615;?#21147;时忽略初始内应力的影响;(2)第Ⅳ类截面的组合梁应考虑?#25991;?#21147;的影响;(3)第Ⅲ类截面组合梁可以忽?#28304;文?#21147;的影响。在正常使用极限状态下混凝土的裂缝和变形特征明显受到初始内应力和?#25991;?#21147;的影响,因此对于所有截面在正常使用极限状态的验算必须考虑由于收缩、徐变和温差引起的?#25991;?#21147;。

  5.预应力对受力性能的影响

  钢梁部?#36136;?#21152;预应力后,在外荷载作用下,预应力钢索中产生应力增量,该锚具的预应力增量产生和外荷载效应相反的附加弯矩,使得组合梁截面上的应力降低,从而明显地提高了组合梁的屈服荷载;同时在疲劳阶段应力循环可能由单纯的拉应力循环转为压应力循环或拉压应力循环,这增强了钢梁的疲劳强度;预加反拱度的存在减小了组合梁在使用荷载下的挠度。此外,在新建桥梁设计和旧桥加固中,为了提高?#21644;?#30697;区段混凝土板的抗裂性和耐久性,通常也对混凝土板施加预应力。当采用上述第(2)种施加预应力?#25215;?#26102;,会对连续组合梁内支座区域产生次弯矩,如果预应力大小及预应力筋长度合适,则混凝土板预应力对内支座区域产生的效应就如同?#21644;?#30697;区钢梁施加预应力产生的效应一样。

  预应力组合梁中预应力的存在使得钢梁截面受压区高度加大,而腹板受压区高度加大会使截面转动能力明显降低,增大翼缘和腹板局部屈曲和整体失稳的可能性。

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