[發(fā)明專利]預應力混凝土結構的承載力設計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410668409.0
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104408245B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 鄭文忠;王英;周威
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F19/00;E04C3/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發(fā)明涉及一種預應力混凝土結構的承載力設計方法。

背景技術

房屋建筑中的預應力混凝土結構很大部分為超靜定預應力混凝土結構，而超靜定預應力混凝土結構設計的已有方法中引入了主內力、綜合內力及次內力等概念，存在計算理論抽象，不易為工程技術人員所掌握。這種基于連續(xù)梁工作原理建立起來的超靜定預應力混凝土結構的設計方法，難以確定柱、墻、筒等側限結構對預應力混凝土結構的傳遞影響和設計計算結果的影響，對施工工程造成安全隱患。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的超靜定預應力混凝土結構的設計方法中，難以確定柱、墻、筒等側限結構對預應力混凝土結構的傳遞影響以及對設計計算結果的影響的問題，而提出一種預應力混凝土結構的承載力設計方法。

一種預應力混凝土結構的承載力設計方法，所述預應力混凝土結構的承載力設計方法通過以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：對所述混凝土結構進行判斷，若所述混凝土結構確定為無限側結構的混凝土結構，則執(zhí)行步驟二至六的方法，若所述混凝土結構確定為有限側結構的混凝土結構，則進行步驟二至步驟七的計算；

步驟二：計算受張拉區(qū)縱向預應力筋的截面面積A_p；

步驟三：確定由張拉預應力筋引起的端部預加力及跨內等效荷載作用下控制截面的彎矩值M_p，并確定控制截面外荷載彎矩設計值M_load，從而計算控制截面的彎矩值與控制截面外荷載彎矩設計值之和M_load+M_p；

步驟四：將預應力筋作為能動的作用者，其張拉引起的端部預加力及跨內等效荷載作為外荷載，進行由張拉到預應力筋有效預應力σ_pe的建立，完成預應力筋工作的第一階段；

步驟五：當步驟四所述第一階段的預應力過程結束后，預應力筋抗拉強度設計值f_py中高于有效預應力σ_pe的部分f_py-σ_pe被動地提供抗力，完成預應力筋工作的第二階段；

步驟六：由控制截面的外荷載彎矩設計值M_Load，及步驟三張拉預應力筋引起的端部預加力及跨內等效荷載作用下控制截面的彎矩值M_p，利用無側限結構中矩形截面預應力混凝土受彎構件正截面承載力計算公式：

進行計算，式中：

f_c為混凝土軸心抗壓強度設計值，

f_py為預應力筋抗拉強度設計值，

f_y為非預應力筋抗拉強度設計值，

σ_pe為預應力筋的有效預應力，

b為矩形截面寬度，

e_p為預應力筋合力點至截面形心軸的距離，

h_s為非預應力筋合力點至截面受壓邊緣的距離，

h_p為預應力筋合力點至截面受壓邊緣的距離，

x為混凝土受壓區(qū)高度，

A_s為受拉區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積，

A_p為受張拉區(qū)縱向預應力筋的截面面積，

α₁為矩形應力圖系數(shù)，當混凝土強度等級不超過C50時，α₁取為1.0，當混凝土強度等級為C80時，α₁取為0.94，當混凝土強度等級為C50-C80之間按線性內插法確定；

步驟七：對步驟六的無側限結構中矩形截面預應力混凝土受彎構件正截面承載力計算公式引入側限影響系數(shù)η進行修正，得到有側限結構中矩形截面預應力混凝土受彎構件正截面承載力計算公式：

式中：

η為側限影響系數(shù)，具體為梁或板在具有側限影響下的軸力計算值與不具有側限影響下的軸力計算值的比值，

σ_con為預應力筋張拉控制應力，

σ_l為預應力總損失。

本發(fā)明的有益效果為：