8.预应力混凝土梁正截面承载力计算时，为什么会在受压区布置预应力钢筋A的应力为何是

简答题 8.预应力混凝土梁正截面承载力计算时，有两个问题： (1)为什么会在受压区布置预应力钢筋A? (2)A的应力为何是，是拉应力还是压应力？ (3)应该如何理解？

参考答案：

8.对于第(1)个问题：如果在受拉区布置的A过多，张拉A时可能会导致受压区（所谓受压区是指在使用荷载作用下受压）产生较大的拉应力而使混凝土开裂，故而，需要在受压区布置A。从承载力角度看，A会使受弯承载力降低。第(2)个问题可以这样理解：受荷前，由于预加力，A重心处混凝土已经产生的压缩变形，为。荷载作用后，受压区混凝土进一步受到压缩，直至受压边缘的应变达到抗压极限变形ε=0.0033，混凝土被压碎。此时，一般认为A重心处混凝土的压应变为0.002。这样，从加荷到最后破坏，A重心处混凝土的压缩变形增量为（0．002-ε）。由于粘结，A受到同样大小的压缩，钢筋中的预应力降低为(0．002-ε)E。若以压为正，拉为负，则受压预应力钢筋A的最终应力为： 将代入上式，并按钢筋抗压强度取值定义，取f=0.002E，则上式可以变形为： 对先张法构件来说，ασ相当于弹性压缩损失σ。至于A的应力是拉应力还是压应力，需要看的取值，《公路混凝土规范》中将A;的应力标为压，也就是以压为正，拉为负；《混凝土规范》中，将A的应力标为拉，按照取值，那就是以拉为正，压为负。两者本质上是一样的。问题(3)情况稍微复杂些。为说明σ，先解释一下σ，二者的区别只在于σ是对于A而言的，位于受拉区。而解释σ，从预应力混凝土轴心受拉构件入手比较容易。如下：对于先张法构件，完成两批预应力损失之后承受外荷载之前为初始状态，此时，预应力钢筋的有效预应力为，而混凝土则受压，应力为σ。若承受一逐渐增大的轴心拉力，则某时刻必然会使混凝土的应力为零(称怍"消压")，混凝土的应力由σ。变为零，变化量为σ相应地，预应力钢筋应力（拉应力）则会在原来基础上增大ασ，成为。对于后张法构件，初始时刻，预应力钢筋的有效预应力为，混凝土受压，应力为σ。消压时，预应力钢筋应力会在原来基础上增大ασ，于是成为。如果为预应力混凝土受弯构件，情况与上面类似，只不过，截面上混凝土的应力会因位置不同而不同，因此，需要指明一个位置然后才能谈应力的变化，这个位置取在预应力钢筋合力点处，可保证钢筋应力与混凝土应力之间只差一个α倍。必须指出，以上对σ的分析是基于《混凝土规范》的（该规范中，6项预应力损失中不包括混凝土弹性压缩引起的损失），由于《公路混凝土规范》中将混凝土弹性压缩引起的损失记作σ，故按照该规范的规定，对于先张法构件，应是，这相当于将σ中包含的σ减去后再加上；对于后张法构件，仍为。

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相关知识：六、桥梁结构