產(chǎn)品詳情
預(yù)應(yīng)力[prestressing forces]: 預(yù)應(yīng)力是為了改善使用結(jié)構(gòu)期間的表現(xiàn),在施工期間給結(jié)構(gòu)預(yù)先施加的壓力,結(jié)構(gòu)在使用期間預(yù)加壓應(yīng)力可全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力,避免結(jié)構(gòu)破壞。常用于混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),是在結(jié)構(gòu)承受荷載之前,預(yù)先對其施加壓力,使其在外荷載作用時的受拉區(qū)混凝土內(nèi)力產(chǎn)生壓應(yīng)力,用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫或者裂得比較晚。
結(jié)構(gòu)
在工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載之前,對受拉模塊中的鋼筋,施加預(yù)壓應(yīng)力,提高構(gòu)件的剛度,推遲裂縫出現(xiàn)的時間,增加構(gòu)件的耐久性。對于機械結(jié)構(gòu)來看,其含義為預(yù)先使其產(chǎn)生應(yīng)力,其好處是可以提高構(gòu)造本身剛性,減少振動和彈性變形這樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強度,使原本的抗性更強。
在結(jié)構(gòu)承受外荷載之前,預(yù)先對其在外荷載作用下的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力,以改善結(jié)構(gòu)使用的性能的結(jié)構(gòu)型式稱之為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。
如木桶,在還沒裝水之前采用鐵箍或竹箍套緊桶壁,便對木桶壁產(chǎn)生一個環(huán)向的壓應(yīng)力,若施加的壓應(yīng)力超過水壓力引起的拉應(yīng)力,木桶就不會開裂漏水。在圓形水池上作用預(yù)應(yīng)力就像木桶加箍一樣。同樣,在受彎構(gòu)件的荷載加上去之前給構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力就會產(chǎn)生一個和與荷載作用產(chǎn)生的變形相反的變形,荷載要構(gòu)件沿作用方向發(fā)生變形之前必須最先把這個與荷載相反的變形抵消,才能繼續(xù)使構(gòu)件沿荷載方向發(fā)生變形。這樣,預(yù)應(yīng)力就像給構(gòu)件多施加了一道防護一樣。
折疊編輯本段膜結(jié)構(gòu)
折疊編輯本段體外預(yù)應(yīng)
體外預(yù)應(yīng)力是后張預(yù)應(yīng)力體系的重要分支之一,體外預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點,預(yù)應(yīng)力筋套管布置簡單,調(diào)整容易,簡化了后張法的操作程序,大大縮短了施工時間;同時由于預(yù)應(yīng)力筋布置于腹板外面,使得澆筑砼方便;由于預(yù)應(yīng)力筋的位置,減少了施工過程中的摩擦損失且更換預(yù)應(yīng)力筋方便易行。但目前國內(nèi)對這一方面的研究很少,對于體外預(yù)應(yīng)力筋的受力性能研究不多,因此為了使得體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)得到更大的使用,有必要對這一結(jié)構(gòu)形式進行研究。體外和體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的根本區(qū)別就是預(yù)應(yīng)力筋位于混凝土結(jié)構(gòu)的外部,僅在錨固及轉(zhuǎn)向塊處可能與結(jié)構(gòu)相連,因此,體外索的應(yīng)力是由結(jié)構(gòu)的整體變形所決定的;而在體內(nèi)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中,力筋位于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,與結(jié)構(gòu)完全粘結(jié),在任意截面處都與結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào),因此力筋的應(yīng)力是與某個混凝土截面息息相關(guān)的。傳統(tǒng)上來說,體內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋是不被看作一個單獨構(gòu)件的。而體外筋在混凝土體外,自然成為一個相對于組成結(jié)構(gòu)整體的單獨構(gòu)件,其較體內(nèi)筋要重要許多。所以在承受動力荷載的體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計中,必須考慮到體外筋與結(jié)構(gòu)是獨立振動的,應(yīng)防止二者共振,而且當(dāng)體外預(yù)應(yīng)力筋在動力荷載(如車輛等)作用下發(fā)生共振時,就易發(fā)生錨具的疲勞破壞和轉(zhuǎn)向構(gòu)件處的預(yù)應(yīng)力筋的彎折疲勞破壞。在地震區(qū)時設(shè)計還必須考慮采取相應(yīng)措施,提高體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗震性能。如圖為某橋體外預(yù)應(yīng)力的布置形式。
折疊計算特點
1、截面計算和預(yù)應(yīng)力損失計算
體外預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土截面變形不協(xié)調(diào),在應(yīng)力計算中不能將體外預(yù)應(yīng)力鋼束面積計入換算截面的特征。
由于管道在結(jié)構(gòu)體外,直線段體外預(yù)應(yīng)力鋼束的摩阻損失小,幾乎可以忽略不計,而曲線段體外預(yù)應(yīng)力鋼束的摩擦系數(shù)與采用的體外預(yù)應(yīng)力鋼束類型有關(guān)。
由于截面變形造成的預(yù)應(yīng)力損失需根據(jù)體外預(yù)應(yīng)力體系與結(jié)構(gòu)的粘結(jié)關(guān)系來計算。這部分包括混凝土彈性壓縮損失和混凝土徐變、收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。若體外預(yù)應(yīng)力鋼束為無粘結(jié)形式,則這部分損失計算與錨固點間相對位移差有關(guān)。故其計算方法與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束不同。
2、體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處的滑移
體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處是否產(chǎn)生滑移以及由于滑移引起的應(yīng)力重分布,需根據(jù)體外預(yù)應(yīng)力體系與結(jié)構(gòu)的粘結(jié)關(guān)系來判斷。若鋼束在轉(zhuǎn)向點固定,則體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處無滑移發(fā)生;若在轉(zhuǎn)向處可以滑移,則需要根據(jù)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)兩端的鋼束拉力差和鋼束在轉(zhuǎn)向處的摩阻來判斷是否發(fā)生滑移。
3、體外預(yù)應(yīng)力鋼束的二次效應(yīng)
體外預(yù)應(yīng)力鋼束僅在錨固和轉(zhuǎn)向位置處,才能與結(jié)構(gòu)的豎向位移相協(xié)調(diào),豎向約束點越少,結(jié)構(gòu)變形時體外預(yù)應(yīng)力鋼束偏離原位置就越多,這就是體外預(yù)應(yīng)力鋼束的二次效應(yīng)。二次效應(yīng)是體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在彈性階段區(qū)別于體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特征之一。由于二次效應(yīng)考慮的是體外預(yù)應(yīng)力鋼束與結(jié)構(gòu)豎向變形的差異,故這種效應(yīng)是非線性的,對二次效應(yīng)的研究必須考慮結(jié)構(gòu)的非線性影響。
體外預(yù)應(yīng)力在有限元計算中的實現(xiàn)
目前體外預(yù)應(yīng)力的有限元計算主要有兩種方法:
1、以等效荷載的形式添加體外預(yù)應(yīng)力;
2、單獨建立體外束單元的方式實現(xiàn)。
方法1能近似的計算預(yù)應(yīng)力損失,但無法考慮轉(zhuǎn)向塊的作用(粘結(jié)滑移),且由于方法1是以荷載形式表達的(沒有實際的結(jié)構(gòu)),所以難以考慮鋼束的二次效應(yīng)。
方法2用結(jié)構(gòu)來模擬預(yù)應(yīng)力,因此能較好的考慮鋼束的二次效應(yīng),但預(yù)應(yīng)力損失的計算與轉(zhuǎn)向塊的模擬存在一定的技術(shù)門檻,但是這并不是不能克服的,這一點在WISEPLUS中已經(jīng)提供了相關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)。155-0307-8751