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关于预应力次内力的理解

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crun2008 发表于 2007-9-9 08:54:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:23 编辑 <br /><br />关于预应力次内力的理解
我参考了一些资料,给出了以下几种对预应力次内力的理解,欢迎大家讨论指正.
    可以这样理解预应力作用引起的次内力:(1)由于预应力作用,结构中的冗余约束对结构的变形趋势产生附加约束,可以将这种约束作用视为类似于温度改变、支座沉陷、杆长误差或材料收缩的一种作用,它使得超静定结构在无外荷载作用时产生了原始内力;(2)如果将预应力作用转化为等效荷载,则等效荷载本身在任何情况下都是自平衡的,而将这个自平衡力系施加于超静定结构,不仅在预应力梁中会产生内力,而且还会使结构的其它部分产生内力(如与之相连的框架柱);(3)若将预应力构件抽掉预应力筋和锚具作为隔离体,则在梁上作用的不仅有等效荷载,而且还有支座提供的次反力。由于隔离构件必须满足平衡条件,预应力本身是自平衡力系,因此作用在隔离梁端部的次反力也必然是自平衡力系;(4)上述隔离构件中等效荷载引起的内力就是主内力,次反力引起的内力就是次内力。
综合弯矩Mr,主弯矩M1和次弯矩M2概念问题。
目前,大多数教科书中的计算公式,都是以静定结构为基础给出的,设计者在计算中误用Mr、M1和M2的情况不少见,有必要作些说明。Mr是施加在结构上的预应力在结构中产生的弯矩,可测可量,如果把预应力看作一特殊工况,则Mr就是这个工况下的弯矩值;M1≈Npeep为预应力产生的偏心弯矩,与结构形式和约束无关;次弯矩M2是Mr与M1的差值部分,即M2=Mr-M1,其物理意义是,结构在M1作用下的变形受到结束而引起的弯矩,静定结构M2=0。M1和M2都是Mr的一部分,二者整体存在,是人为划分成两部分。在结构计算中,除了强度计算外,凡是要用预应力效应的地方,都直接用Mr求出,如截面边缘应力可按下式求出:
预应力混凝土结构比普通混凝土结构计算工作量大,主要原因之一就在于要求算Mr,精确计算Mr一般用等效荷载法,根据经验估算M2时,用Mr=M1+M2求出Mr。
在强度计算时,如果把预应力作为一个工况,将Mr与外荷载弯矩M直接组合,建立计算式时就要考虑预应力构件有初应力且是压弯问题,现行规范及及绝大多数教科书在抗弯强度计算式中采用了另外的方式,即等式左端是M+M2,右端表达式与普通结构纯弯计算式相似,从而“避开”了初应力及压弯问题。从正常使用极限状态计算用Mr到承载能力极限状态计算用M2,这个突然的变化,在概念上造成了一点混乱,使不少设计人员产生疑惑。从设计实用的角度,不妨可以简单地这样理解:等式左端用M+M2(而不是M+Mr)就是为了等式右端得到形如普通结构纯弯计算的表达式。对于这个问题,郑文忠教授有精辟见解并提出了统一方法[4]。
一般情况下,框架结构预应力次弯矩对支座是有利的,对跨中不利  转自(纵横土木)

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 楼主| crun2008 发表于 2007-9-9 08:55:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:23 编辑 <br /><br />关于预应力次内力的理解
我参考了一些资料,给出了以下几种对预应力次内力的理解,欢迎大家讨论指正.
    可以这样理解预应力作用引起的次内力:(1)由于预应力作用,结构中的冗余约束对结构的变形趋势产生附加约束,可以将这种约束作用视为类似于温度改变、支座沉陷、杆长误差或材料收缩的一种作用,它使得超静定结构在无外荷载作用时产生了原始内力;(2)如果将预应力作用转化为等效荷载,则等效荷载本身在任何情况下都是自平衡的,而将这个自平衡力系施加于超静定结构,不仅在预应力梁中会产生内力,而且还会使结构的其它部分产生内力(如与之相连的框架柱);(3)若将预应力构件抽掉预应力筋和锚具作为隔离体,则在梁上作用的不仅有等效荷载,而且还有支座提供的次反力。由于隔离构件必须满足平衡条件,预应力本身是自平衡力系,因此作用在隔离梁端部的次反力也必然是自平衡力系;(4)上述隔离构件中等效荷载引起的内力就是主内力,次反力引起的内力就是次内力。
综合弯矩Mr,主弯矩M1和次弯矩M2概念问题。
目前,大多数教科书中的计算公式,都是以静定结构为基础给出的,设计者在计算中误用Mr、M1和M2的情况不少见,有必要作些说明。Mr是施加在结构上的预应力在结构中产生的弯矩,可测可量,如果把预应力看作一特殊工况,则Mr就是这个工况下的弯矩值;M1≈Npeep为预应力产生的偏心弯矩,与结构形式和约束无关;次弯矩M2是Mr与M1的差值部分,即M2=Mr-M1,其物理意义是,结构在M1作用下的变形受到结束而引起的弯矩,静定结构M2=0。M1和M2都是Mr的一部分,二者整体存在,是人为划分成两部分。在结构计算中,除了强度计算外,凡是要用预应力效应的地方,都直接用Mr求出,如截面边缘应力可按下式求出:
预应力混凝土结构比普通混凝土结构计算工作量大,主要原因之一就在于要求算Mr,精确计算Mr一般用等效荷载法,根据经验估算M2时,用Mr=M1+M2求出Mr。
在强度计算时,如果把预应力作为一个工况,将Mr与外荷载弯矩M直接组合,建立计算式时就要考虑预应力构件有初应力且是压弯问题,现行规范及及绝大多数教科书在抗弯强度计算式中采用了另外的方式,即等式左端是M+M2,右端表达式与普通结构纯弯计算式相似,从而“避开”了初应力及压弯问题。从正常使用极限状态计算用Mr到承载能力极限状态计算用M2,这个突然的变化,在概念上造成了一点混乱,使不少设计人员产生疑惑。从设计实用的角度,不妨可以简单地这样理解:等式左端用M+M2(而不是M+Mr)就是为了等式右端得到形如普通结构纯弯计算的表达式。对于这个问题,郑文忠教授有精辟见解并提出了统一方法[4]。
一般情况下,框架结构预应力次弯矩对支座是有利的,对跨中不利。

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 楼主| crun2008 发表于 2007-9-9 08:56:57 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:23 编辑 <br /><br />预制预应力混凝土在国外的应用
预制预应力混凝土协会(PCI)是总部设在芝加哥的一个研究推广预制预应力结构的组织。具体应用领域主要有:
1)建筑覆盖层体系:
建筑预制混凝土
薄壁混凝土
玻璃纤维混凝土(耐碱)
预制砖或石料
面板石料
建筑与装饰构件
2)建筑构件:
预制板和楼板
预制墙面板
预制隔热板
预制拱板
预制梁、柱
预制支架
预制特殊结构
3)专门预制产品:
预制桩
预应力桩
预应力空心板
联合剪力墙
快速框架装配
混凝土枕木
预制围墙
预应力路杆
混凝土储存罐
4)重型预制结构部件:
桥架
桥面混凝土板
柱和梁
预制混凝土桥梁面板和人行道面板
5)特殊预制建筑系统:
办公大楼
混凝土牢房
寝室及住房
酒店及汽车旅馆
教学楼及二级中学
制造业与仓储结构
停车场搭建
零售商店和剧院结构
体育场及场馆
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ljmtidilgw 发表于 2007-9-9 09:57:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:23 编辑 <br /><br />crun2008帅哥出手不凡,该资料真是很精辟!让大家把抽象的东西迅速理解!支持一下!

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kakatootoo 发表于 2007-12-3 18:48:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:24 编辑 <br /><br />理解的不错

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zhskun001 发表于 2008-11-3 21:55:25 | 显示全部楼层
谢谢,受教了。 不过有点意犹未尽感觉
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redrate 发表于 2008-11-17 01:42:16 | 显示全部楼层
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yxyyxy 发表于 2008-12-1 14:49:26 | 显示全部楼层
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tiger4232 发表于 2009-2-22 20:58:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:24 编辑 <br /><br />谢谢分享

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wxplodder 发表于 2009-4-2 13:59:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:24 编辑 <br /><br />说得很透彻,不过有一处,即“(4)上述隔离构件中等效荷载引起的内力就是主内力,次反力引起的内力就是次内力。”其中等效荷载引起的内力应当是综合内力,而非主内力(只有当结构为静定结构时,等效荷载作用下的内力值的大小才可以同时等于综合内力,也等于主内力,因为此时没有次内力)。也就是说,对于一个超静定结构,其在等效荷载作用下的内力是综合内力,而如果取该超静定结构对应的任何一个静定基本结构(如同结构力学力法取基本结构一样),其在等效荷载作用下的内力就是主内力。


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wxplodder 发表于 2009-4-2 14:10:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2015-11-8 23:24 编辑 <br /><br />这里附上郑文忠老师的论文:预应力混凝土结构承载能力极限状态设计统一公式

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预应力混凝土结构承载能力极限状态设计统一公式.pdf

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yxyyxy 发表于 2009-4-8 22:13:27 | 显示全部楼层
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catparrot 发表于 2009-4-17 20:48:48 | 显示全部楼层
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chenhui 发表于 2011-5-19 13:06:47 | 显示全部楼层
谢谢楼主的阐述,希望我们这个论坛不仅大家共享自己的资料,也共享自己的对结构概念的理解,互相讨论。
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fox3021 发表于 2019-8-19 09:24:50 | 显示全部楼层
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zspkd 发表于 2019-8-19 10:32:11 | 显示全部楼层
终于有了更详尽的解释。
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