本栏目很多网友都探讨过预应力是否会对构件的极限抗弯承载能力有提高, 绝大多数网友都认为不能, 而且言之凿凿, 论据似乎也很充分, 本人昨天也是刚看到这类贴子, 当时把我吓了一跳, 刚好手头有本93年版的结构设计原理, 在232页的倒数第5和第6行也有相同描述, 如果这种认知是正确的,那我从前的设计和认识就错了. 以前还真没有细想过这个问题. 随后我反复检查了以前做的几个设计, 得出了一个和上述认知完全想反的结论: 预应力混凝土抗弯构件, 由于有预应力筋的存在, 不仅增强了结构的刚度, 延缓了开裂,
本栏目很多网友都探讨过预应力是否会对构件的极限抗弯承载能力有提高, 绝大多数网友都认为不能, 而且言之凿凿, 论据似乎也很充分, 本人昨天也是刚看到这类贴子, 当时把我吓了一跳, 刚好手头有本93年版的结构设计原理, 在232页的倒数第5和第6行也有相同描述, 如果这种认知是正确的,那我从前的设计和认识就错了. 以前还真没有细想过这个问题. 随后我反复检查了以前做的几个设计, 得出了一个和上述认知完全想反的结论: 预应力混凝土抗弯构件, 由于有预应力筋的存在, 不仅增强了结构的刚度, 延缓了开裂,
更为重要的是大大增加了受弯构件的极限抗弯承载能力(往往提高数倍). 核心依据就是预应力筋的抗拉设计强度是很高的, 因此预应力筋产生的拉力就远高于同等面积的普通受拉钢筋, 合理的预应力设计往往在构件破坏时预应力筋可以达到甚至超过张拉时的应力, 这数倍于普通钢筋400MPa的屈服应力, 这个高应力和面积及内力臂的乘积就是预应力构件抵抗外力矩的主体, 这个内力偶和同面积的普通钢筋屈服应力产生的内力偶相比大数倍,
关键是这个抵抗矩的基数非常之大, 有人会说那预应力会使受压区混凝土受压高度增大, 内力臂随之减小, 没错,
但由于内力臂减小而造成的抵抗矩降低远小于前面所说的由于预应力筋高强应力带来的总体抵抗矩的增加,这个就是预应力混凝土构件极限抗弯承载能力提高的关键. 我把公式中这部分列下, 比较一下就清楚了.
公式的含义大家都明白,不多说, 把他分解为前后两部分
预应力构件
Ay*fp*(h-x/2)=Ay*fp*h - Ay*fp*x/2
相同面积同等位置普通钢筋混凝土构件
As*fy*(h-x/2)=As*fy*h-As*fy*x/2
这里h是预应力筋或普通钢筋形心到混凝土受压区边缘的距离
Ay=As
fp>>>fy , x增大, 前一部分的增加远大于后一部分的增加, 双方根本不是一个数量级的增加, 梁高越大, 预应力筋的偏心越大越明显. 有兴趣的网友可以找个例子, 把预应力筋用同等面积的钢筋替换, 把钢束应力替换成钢筋屈服应力, 重新算一下混凝土受压区高度, 比较一下就清楚了.
不知我这样说大伙是否明白, 欢迎指正.
2楼
这样说的话我们很多大跨的梁也不用做预应力，直接上钢绞线代替普通钢筋就行了
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3楼
楼主你好，一楼想表达的意思，我仔细解释下：我们讨论是否提高承载力，是对同一构件，同一外荷，这些边界条件相同的情况下讨论的。或者应该这样说：楼主你以前设计的预应力构件，只取消一个步骤——施加预应力，那么它们的承载能力跟不取消该步骤的比，承载能力是否有高下之分呢（只单纯讨论承载力，不考虑挠度裂缝等变形范畴）？
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4楼
小手一挥，金币拿走！！！！
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5楼
xyf45 发表于 2016-5-7 11:52 楼主你好，一楼想表达的意思，我仔细解释下：我们讨论是否提高承载力，是对同一构件，同一外荷，这些边界条 …承载力是构件本身属性，预应力属于外荷载，尽管在作用时间上，等效于横载，受弯构件外力作用下，无法改变其破坏状态对应时候的破坏路径，所以无法提高。
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6楼
xyf45 发表于 2016-5-7 11:52 楼主你好，一楼想表达的意思，我仔细解释下：我们讨论是否提高承载力，是对同一构件，同一外荷，这些边界条 …如果预应力钢筋都不施加预应力了，等效的外荷载就直接消失了，相当于没有施加反向的外荷载，施加预应力相当于梁体放在水中（2次曲线预应力筋），会受到水的浮力一样的反向力，现在没有预应力了，浮力消失了。
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7楼
这要从预应力的施加实际上是用来抵消相反方面作用的，它可以先平衡掉不利的一面，然后仍然存在构件的承载能力。这样承载能力较构件自身的承载能力要高；另外，施加预应力后可能在裂缝的开展上得到改善，即刚度能够得到保证，其裂缝的限值容易得到控制。
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8楼
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