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预应力梁端配筋面积取值问题分析

发布于:2023-03-24 14:07:24 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

预应力强度比对梁端上筋计算面积的影响

采用预应力筋和非预应力普通钢筋混合配筋的部分预应力混凝土,有利于改善抗裂性能和提高能量耗散能力,可改善预应力混凝土结构的抗震性能。预应力强度比λ则表示预应力筋承担的承载力占总承载力的比例,其代表意义就是预应力筋对混凝土梁承担荷载的贡献大小。

依据《预应力混凝土结构抗震设计标准》(JGJ/T140-2019)3.1.9-4条,预应力强度比λ的表达式为:

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依据《预应力混凝土结构抗震设计标准》(JGJ/T140-2019)4.2.3条,预应力框架梁端的预应力强度比λ应满足以下要求:

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从预应力强度比λ公式中可以看出,λ的计算与普通钢筋面积有关系。程序在计算出预应力梁端普通钢筋面积后,会对预应力强度比λ按设置好的限值进行验算。当不满足规定的限值时,就会按λ限值反算出一个钢筋面积,此钢筋面积通常比较大。

下面我们结合实例来手核一下预应力强度比λ控制的普通钢筋面积。

本模型中预应力梁支座顶筋计算面积为4039mm?,这个配筋值很大,控制弯矩却很小。请查看是什么原因导致的?

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解析:

预应力梁端所受弯矩很小,却对应较大的钢筋面积,这通常是由预应力强度比λ造成的。

此案例中,该预应力梁端的上筋面积,就是由预应力度强度比λ控制的。下面我们来手核一下此钢筋面积。

打开设计参数,可以看到用户设置的预应力强度比限值为0.5。

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双击预应力筋,可以得到预应力筋总面积Ap=1680mm?,

抗拉强度设计值fpy=1320N/mm?。

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此梁的尺寸为300mm×500mm,钢筋等级为三级钢,fy=360N/mm?,hs=500-42.5=457.5mm。通过线形修改功能查看预应力筋,可以得到hp=500-200=300mm。

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把以上各项数值代入到预应力强度比计算公式3.1.9中,

1320×1680×300/(1320×1680×300+360×As×457.5)=0.5,求得As=4039mm?。

NO.2

梁端上部实配钢筋面积对预应力强度比的影响

接问题1中的预应力梁,计算完成后,看校核结果,发现预应力梁端预应力强度比仍不满足,这是什么原因?

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解析:

上面提到,程序自动会按预应力强度比λ限值反算出一个钢筋面积,从而保证λ满足规范要求。此处需要注意的是,反算出的钢筋面积是梁上端的普通钢筋计算面积,而校核文本里出现的λ结果是根据预应力梁的实配钢筋面积计算得到的。

下面我们来手核一下校核文本里出现的λ结果。

通过选筋修改功能,可以得到梁左端实配钢筋为4C18,单排筋,hs=500-42.5=457.5mm,面积As=1018 mm?。三级钢,fy=360N/mm?。

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预应力筋参数同上,预应力筋总面积为Ap=1680mm?,抗拉强度设计值fpy=1320N/mm?,hp=500-200=300mm。

把以上各项数值代入到预应力强度比计算公式3.1.9中,

λ=1320×1680×300/(1320×1680×300+360×1018×457.5),求得λ=0.796。

由此可见,虽然钢筋计算面积程序已自动调整满足λ限值,但是实配钢筋面积验算出的λ却不满足。此时,我们需要通过选筋修改,改变预应力梁的实配钢筋,来满足λ的要求。现在将梁左支顶筋实配钢筋改为5C25/5C25,面积4909 mm?,重新进行计算,最终λ=0.463,满足限值0.5。

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NO.3

预应力梁支座底筋计算面积为何大于跨中计算面积?

此模型中预应力梁端底筋面积为1175mm?,而跨中底筋面积为675mm?,不知为何端部底筋面积要大于跨中底部?

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解析:

依据《预应力混凝土结构抗震设计标准》(JGJ/T140-2019)4.2.4条,预应力框架梁端,底截面钢筋面积应满足以下要求:

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由前处理可以查到,该梁的抗震等级为二级,其中,As为梁顶端普通钢筋计算面积,As=838mm?,fy=360N/mm?。

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双击预应力筋,查看预应力筋的总面积Ap=840mm?,抗拉强度设计值fpy=1320N/mm?。

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把各个参数代入公式4.2.4-2,

0.3×{840×1320/(838×360)+1}×838=1175mm?。


  结 论  

1

 程序在计算出预应力梁端普通钢筋面积后,会对预应力强度比λ进行验算。当不满足规定的限值时,就会按λ限值反算出一个钢筋面积,此钢筋面积通常比较大,就会出现最终配筋面积与弯矩值不符的情况。

2

结论⑴中反算出的钢筋面积是梁上端的普通钢筋计算面积,而程序会根据预应力梁的实配钢筋面积再次验算λ,如果不满足限值,校核结果中就会出现λ不满足。此时,我们需要通过选筋修改,改变预应力梁的实配钢筋,来满足λ的要求。

3

当预应力梁支座底筋计算面积大于跨中计算面积时,通常是由梁端底部钢筋与上部钢筋的面积比控制的。


知识点: 预应力梁端配筋面积取值问题分析

关于预应力受弯构件的配筋问题

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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