考虑预应力筋拉应变滞后的混凝土梁刚度统一

发布时间：2020-03-23 11:19

【摘要】：根据裂缝间钢筋平均应变符合平截面假定,分别考虑预应力筋与非预应力筋处于相同和不同水平位置处,详细推导了裂缝截面处后张有黏结预应力筋的拉应变滞后系数.结合前期完成的刚度计算规范比较结果,借鉴精度较好的刚度计算模式,并通过大量挠度试验数据,提出了考虑预应力筋拉应变滞后特点的混凝土梁刚度计算公式.结果表明:不论对钢筋混凝土梁,还是对各类预应力混凝土梁,该刚度公式计算值与实测值均符合较好,从而将钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁的刚度公式统一起来;特别是对后张有黏结和无黏结预应力混凝土梁,相比现行混凝土结构设计规范刚度公式,该刚度公式计算精度更高,可为规范修订提供参考.
【图文】：

文献［８］认为在计算后张有黏结预应力混凝土梁的刚度时应考虑这一滞后现象．在混凝土梁刚度计算统一性方面，研究者们提出了各种计算方法和公式［９－１２］，但都未考虑上述滞后现象对刚度计算的影响．为此，本研究首先参考文献［８］的研究思路，推导了裂缝截面处后张有黏结预应力筋的拉应变滞后系数，然后对混凝土梁的刚度计算统一性进行研究，为修订规范提供参考．１预应力筋拉应变滞后系数推导１．１预应力筋与非预应力筋在相同水平位置混合配筋的后张有黏结预应力混凝土梁如图１所示，图中：ｈｓ和ｈｐ分别为非预应力筋合力点和预应力筋合力点到截面受压边缘的距离；ｌｃｒｍ为平均裂缝间距．当纵向受拉预应力筋与非预应力筋在相同水平位置时（即ｈｓ＝ｈｐ），ｌｃｒｍ范围内钢筋图１后张有黏结预应力混凝土梁应变分布和ｌｃｒｍ／２范围内钢筋受力分别如图２和图３所示［８］．图２和图３中：Δεｐｍ和εｓｍ分别为ｌｃｒｍ范围内的消压后预应力筋平均拉应变增量和非预应力筋平均拉应变；Δεｐ和εｓ分别为裂缝截面处预应力筋拉应变增量和非预应力筋拉应变；ｘ为距裂缝截面的距离；σｓ，０．５和σｓ分别为非预应力筋在ｌｃｒｍ／２处和裂缝截面处的拉应力；Δσｐ，０．５和Δσｐ分别为预应力筋在ｌｃｒｍ／２处和裂缝截面处的拉应力增量；τｓｍ和τｐｍ分别为ｌｃｒｍ／２范围内非预应力筋和预应力筋的平均黏结应力；Ａｓ和Ａｐ分别为非预应力筋和预应力筋面积．图２ｌｃｒｍ范

均拉应变增量和非预应力筋平均拉应变；Δεｐ和εｓ分别为裂缝截面处预应力筋拉应变增量和非预应力筋拉应变；ｘ为距裂缝截面的距离；σｓ，０．５和σｓ分别为非预应力筋在ｌｃｒｍ／２处和裂缝截面处的拉应力；Δσｐ，０．５和Δσｐ分别为预应力筋在ｌｃｒｍ／２处和裂缝截面处的拉应力增量；τｓｍ和τｐｍ分别为ｌｃｒｍ／２范围内非预应力筋和预应力筋的平均黏结应力；Ａｓ和Ａｐ分别为非预应力筋和预应力筋面积．图２ｌｃｒｍ范围内钢筋应变分布图３ｌｃｒｍ／２范围内钢筋受力图由图２可知：当ｈｓ＝ｈｐ时，Δεｐｍ＝εｓｍ，但由于预应力筋和非预应力筋各自接触的黏结介质不同，且构件中又配有波纹管，导致在ｌｃｒｍ范围内两者的拉应变分布不同，使得Δεｐ滞后于εｓ．此处暂不考虑预应力筋束的概念．由图３可得非预应力筋和预应力筋的受力平衡方程，，见文献［８］．将平衡方程进行整理，并定义裂缝截面处和ｌｃｒｍ／２处的预应力筋拉应变滞后系数分别为λｐ＝Δεｐ／εｓ和λｐ，０．５＝Δεｐ，０．５／εｓ，０．５［８］，式中：Δεｐ，０．５和εｓ，０．５分别为ｌｃｒｍ／２处预应力筋拉应变增量和非预应力筋拉应变．于是有λｐ，０．５＝λｐ－２τｐｍｌｃｒｍＥｐεｓｄｐ，ｅ（）ｑ１－２τｓｍｌｃｒｍＥｓεｓｄｓ，ｅ（）ｑ，（１）·４６·华中科技大学学报（自然科学版）

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本文编号：2596646