1)混凝土预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：①强度高。因此，《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30。为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋在拉断前，具有一定的伸长率。我国目前用于预应力混凝土构件中的预应力钢材主要有钢绞线、钢丝、热处理钢筋三大类。钢绞线的极限抗拉强度标准值可达1860 N/mm2，在后张法预应力混凝土中采用较多。......
2023-09-19
混凝土结构设计计算-基本假定与应力分布
【摘要】：图3.11混凝土应力-应变设计曲线图3.12钢筋应力-应变设计曲线根据以上条件及图3.13，为简化计算，具体换算结果如图3.14所示。图3.14中，xc为实际受压区高度，《混凝土结构设计规范》规定，取x=β1xc，并取换算矩形应力图的应力为α1fc。图3.13单筋矩形截面梁配筋图3.14等效矩形应力图系数α1和β1的取值如表3.2所示。
1)基本假定
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算，以Ⅲa阶段作为承载力极限状态的计算依据，并引入基本假定：
①平截面假定。构件正截面弯曲变形后，其截面依然保持平面，截面应变分布服从平截面假定，即截面内任意点的应变与该点到中性轴的距离成正比，钢筋与外围混凝土的应变相同。
国内外大量试验也表明，从加载开始至破坏，若受拉区的应变是采用跨过几条裂缝的长标距量测时，所测得破坏区段的混凝土及钢筋的平均应变，基本上符合平截面假定。
②不考虑混凝土的抗拉强度。即认为拉力全部由受拉钢筋承担，虽然在中性轴附近尚有部分混凝土承担拉力，但与钢筋承担的拉力或混凝土承担的压力相比，数值很小，且合力离中性轴很近，承担的弯矩可以忽略。
③受压区混凝土的应力-应变关系。不考虑下降段，并简化为如图3.11所示形式。
④钢筋应力-应变关系(图3.12)。钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其强度设计值。
2)等效矩形应力图
对于受弯构件受压区混凝土的压应力分布图，理论上可根据平截面假定得出每一根纤维的应变值，再从混凝土应力-应变曲线中找到相应的压力值，从而可以求出压区混凝土的应力分布图。为了简化计算，国内、外规范多以等效矩形应力图形来代替压区混凝土应力图形。等效的原则如下：
①等效矩形应力图的面积与理论图形(即二次抛物线加矩形图)的面积相等，即压应力合力大小相等；
②等效矩形应力图的形心位置与理论应力图形的总形心位置相同，即压力的合力作用点不变。
图3.11 混凝土应力-应变设计曲线
图3.12 钢筋应力-应变设计曲线
根据以上条件及图3.13，为简化计算，具体换算结果如图3.14所示。图3.14中，xc为实际受压区高度，《混凝土结构设计规范》(GB 50100—2010)规定，取x=β1xc，并取换算矩形应力图的应力为α1fc。
图3.13 单筋矩形截面梁配筋
图3.14 等效矩形应力图
系数α1和β1的取值如表3.2所示。
表3.2 系数α1和β1
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