
預應力混凝土構件正截面的抗裂驗算按式(11-3)~式(11-5)進行。應用這些公式前,需先求混凝土的法向應力k或。。和預壓應力ae。
1.混凝土的法向應力
開裂前,預應力混凝土構件基本上處于彈性工作階段,所以混凝土法向應力可用材料力學公式計算。計算時采用換算截面A。及相應慣性矩W。。
(1)軸心受拉構件
Nk0k=。(11-6)
_Na a一六(11-7)
(2)受彎構件
M a小一。(11-8)M。
a一W。(11-9)式中N,M——按荷載效應標準組合計算的軸向力值、彎矩值;N,M。——按荷載效應準永久組合計算的軸向力值、彎矩值;A。,W。——抗裂驗算截面的換算面積、換算截面的受拉邊緣彈性抵抗矩。
2.預壓應力
預壓應力。mn為扣除全部預應力損失后,抗裂驗算截面受拉邊緣的混凝土預壓應力,按第10章中有關公式計算。
【例11-1】試作圖11-5所示后張法預應力I形截面梁的抗裂驗算(裂縫控制等級二級)。混凝土強度等級C55,配置4”5光面消除應力鋼絲為預應力鋼筋。已知梁跨中截面承受彎矩M=2600kN·m。并已計算得到其他數據如下:
A。=3184.7×102mm2,I,=7041714×10'mm',y。=821.1mm A。=3394.7×10°mm2,Io=7847869×10mm',yo=790.5mm oa1=0%n=1177.5N/mm21號筋:a1=405.2N/mm2;2,3號筋:a,=378.4N/mm2;4,5號筋:a,=364.0N/mm2;
8~11號筋:0/=385.8N/mm2;6,7號筋:a,=248.0N/mm2。
圖11-5例題11-1圖
【解】(1)Non,eon 計算
Non=ZNo1:=2947585N=2948kN eon=2No1:ypmi/Non
=(272.6×406.1+564.2×541.1+574.3×721.1+1118.7×721.1一437.8×528.9)/2948=477mm
(2)pc計算
NoL4Noneon,2948×103 2948×103×477×821.1=25.7N/mm'(壓)Opc A,I'n 3184.7×107041714×101
(3)ok計算
M=M,=2600×10°×790.5=26.2N/mm?
ock-W7-0=7847869×10
(4)抗裂驗算
0k-qc=26.2-25.7=0.5N/mm2≤fk=2.74N/mm2滿足要求。
【例11-2】試驗算例10-1中屋架下弦桿的抗裂度。
【解】N:=340+140=480kN N480×103
=11.60N/mm20k=A。41373
qk-qe=11.60一9.76=1.84N/mm2<fk=2.39N/mm2滿足要求。
【例11-3】試驗算例10-2中預應力混凝土梁正截面的抗裂度(梁承受的均布荷載標準值為qk=30kN/m,要求一般不出現裂縫,為方便計算,仍取fk=2.39MPa)。
【解】扣除全部損失后預應力鋼筋的合力:
Non =(on-0)An+(oion-of)A%
=(880-254.57)×708.5+(880-141.65)×212.5=600017N預應力鋼筋的合力點至復合截面重心的距離:
(0on-a,)Aayn-(on-01)Anyc=197.
eon=一5mmNon混凝土下邊緣的預壓應力為
Non LNon eol_600017,600017×197.5×450
ocl AoIo"-99106835780×10
=12.43N/mm2在荷載效應的標準組合下的截面邊緣拉應力的計算為Mk=5×30×8.752=287.11kN·m M
287.11×1060k=7-Y=835780×10×450=15.46N/mm2
Ck-Opel=15.46-12.43=3.03>fk=2.39N/mm2不滿足一般不出現裂縫要求,應對設計方案作相應修改。如提高張拉控制應力、提高混凝土強度等。
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