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预应力混凝土结构当前面临的问题和对策
 发布日期:2012-7-6    查看次数:4 
预加应力的目的主要在于提高使用荷载下构件的性状。现代预应力混凝土构件的截面设计(包括截面形状、尺寸和预应力筋),国际上一般都是按使用荷载下混凝土与钢材应力不超过容许应力限值确定的。这些应力限值是材料实际强度的某一百分率。由于在使用荷载了混凝土和钢材的应力都相对较低,可以假定两者都具有弹性性能,因此应力的计算采用材料力学弹性计算公式是合乎逻辑的。尽管截面是以容许应力为基础确定的,但也要枚核有足够的极限强度,以及校核使用荷载下的构件挠度与抗裂性。如极限强度不足,可以增加普通钢筋弥补。预应力筋的初始张拉应力可按使用荷载下要求的总预加力,通过永存预应力(一般选用0.55~0.6fpu)反算来确定,张拉应力值可造当调整以满足对摩擦损失和永存预应力的要求。50年代原苏联的规范与教材,热衷于推广破损阶段设计法而排斥、否定用弹性理论的容许应力设计法,这对预应力混凝土设计计算造成很大困难,形成既要避免采用许可应力法(称之为旧法)而事实上又不得不采用的尴尬局面。当时为什么要提出要用δan(即相当于混凝土应力为0时预应力筋中的预应力)这一抽象的概念?为什么用严格要求不出现裂缝和一般要求不出现裂缝来划分构件预加应力的程度而不直接用应力划分?原因可能就在这里。这就为设计计算带来很多麻烦。我国对预应力构件截面设计一般都是按极限强度确定的,然后再核算使用荷载下的抗裂性与挠度。对抗裂性的计算,则以张拉控制应力为基点,再求出永存预应力值与抗裂性。这样的计算过程往往要经过多次反复才能获得满意结果,计算工作量大。

  4.2  计算的繁琐与简化

  如果对预应力混凝土的原理、生产工艺和生产过程以及各个阶段的预应力损失有所认识与理解,只需用几个基本公式就可以计算直到使用荷载各个阶段的应力与变形。国外教材对简支架预应力截面混凝土应力计算的示意图只配底面预应力筋以示计算公式的来源与应用,简单明了。因为对高强钢材而论,都用曲线或拆线筋,须面没有配预应力筋必要,普通钢筋的影响理论上该用换算截面,但实际上多忽略不计;至于混凝土收缩徐变对普钢的影响是 有的,但也忽略不计。这样做之后,大大简化了公式,对计算精度影响很小。因为高强钢材的配筋率比较小,非预应力普通钢筋配筋率也小,考虑不考虑,对截面特征值和所算的混凝土应力影响都不大,忽略后仍有足够的精度。 我国规范与教科书对简文梁截面应力计算的示意图,底面与项面都配有预应力筋与非预应力普通钢筋,加之要考虑混凝土收缩徐变对普通钢筋引起的压力,单单计算预应力的合力与偏心距就不胜其烦,计算公式之长,令人望而生畏!所谓精确与简化的计算差距,对低强钢材预应力筋的截面应力可能达百分之十几,但对采用高强钢材做预应力筋的截面应力一般仅百分之几而已。裂缝宽度的计算本来就不很精确,完全可以名义拉应力法来代替。其他计算公式也有类似情况,可见我国设计计算方法的简化潜力很大。

 
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