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目前的预应力平板结构计算模式,时于预应力效应的计葬多朱用等效荷载法的棍念,不适宜进行结构平面布!不规刘、预应力未集中布1、有效预应力沿预应力束变化较大等情况下的内力分析计算,探求一种较好的预应力束作用分析埃式成为急需解决的问题。本文基于预应力结构两阶段受力思想和有限元分析理论,针对预应力阶段的后张预应力泥凝土平板结构,从凝土体受力分析出发,运用应功等效原理,推导了预应力束在预应力阶段所产生的等效结点待载积分表达式,从而为平板结构预应力效应的计界提供了一种断的求解思路。另外从预应力束受力分析出发,运用应位移
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第
3
1
卷第
6
期
20
0
3
年
12
月
浙江工业大学学报
]OURNAL OF ZHEjJANG UNIVERSITY
OF
TECHNOLOGY
文章编号
:1006
-
4303(2003)06-0652-06
Vo
1.
31
No
. 6
Dec.
2003
平板结构预应力等效结点荷载计算探讨
俞忘松
1
,欧新新
2
.
刘
勇
1
<1
.
浙江工业大学机电
工
程学院电浙江杭州
310032
,
2.
浙江工业大学建筑工程学院.浙江杭州
310032
)
摘要:目前的预应力乎板结构计算模式、对于预应力效应的计算多采用等效荷樵法的概念.
不适宜进行结构平面布置不规则、预应力来集中布置、有效颈应力沿预应力求变化较大等
情况下的内为分析计算,探求一种较好的预应力来作用分析模式成为急需解决的问题
。
本
文基于预应力结构两阶段受力思想和有限元分析理论,针对预应力阶段的后张预应力混凝
J:.乎板结构,从混凝土体受力分析出发,运用虚功等效J.f.、理.~鼻导了预应力求在预应力阶段
所产生的等效结点荷戴和、分农达式,从而为平板结构预应力效应的计算提供了一种新的求
解思.$.
.
另外从预
J!L
力未受力分析出发,运用虚位移原
Z
里,并区分有粘给与无私结情况,提
出了另二种形式更为简洁的预应力等效结点砖载积分表达式
。
关键词:预应力
g
平板结构;等效结点符章良
中回分类号
:TU378.1
文献标
i
只码
:A
Discussion on the computation of prestressing equivalent
nodal loads of slab structure
YU
Zhi-song
1
,
OU
Xin-xin
2
,
LIU
Yong
1
(]
.
Co
llege
01
Mechanical
&.
Electri
c
al
Engineering.Zh
町
iang
Uni
v
ersity
01
Technology.
Hangzhou
310032.China;
2.
College
0/
Architecture
&.
civil
Engineering.Zhejiang
University
0/
Technology.Hsngzhou
310032
.
China)
Abstract:
The
current
calculation
mode
of
prestressed
slab
employs
the
concept
of
the
e-
quilvant
load
method
,
which
ìs
not
applicahle
to
some
cases
such
as
the
irregular
arrange-
ment
of
structure
,
the
centrally
laid
tendons
,
and
the
change
of
efficient
stress
along
the
tendons.
The
sound
analysis
mode
Ior
the
effect of
tendons
is
demanded.
From
the
analy
-
sis of the
concrete
body
under
load, a
mathematical
integral
expression
based
on
the
idea
of
two
-
phrase
loading
and
the
theory
of
FEA
is
established
for
equivalent
nodal
loads in
duced by
prestressing
tendons
with
the
application
of
the
virtual
work
principle
to
post-
prestressed
slab
during
the
phrase
of
prestressing
.
The
offers
a new
way
to analyze
pre
stressed
slab.
Another
mathematical
integral
expression
is
also
achi
e
ved
with
the
applica-
tion
of
the
virtual
displacement
principle
to
the
tendons
,
which
has
a
simpler
forrn
and
dìs-
tinguishes
the
difference
between
bonded
and
unhonded
tendons.
Key words:
pr
e
stressìng;
slab;
equivalent
nodal
loads
收稿日期
:
200
2-11-1
9
,修订日期:
20
03-
04
-15
侍者简介
s
俞志松(J
9
7
8
一
).男.浙江杭州人.硕士研究生.
万方数据
第
6
期
俞志松.等
z
平板结构预应力等效结点荷载计算探讨
• 653 •
。引言
根据元粘结预应力混凝土结构在受荷前后不同的受力特性,可将其从开始张拉预应力钢筋至
加载失效的整个过程划分为不同的两个受力阶段,即预应力阶段和使用阶段。预应力阶段从张拉预
应力筋至张拉完毕止,使用阶段从张拉完毕、结构加载直至失效止。在预应力阶段,可将预应力束和
铺具作为施力体,将混凝土和非预应力束组成的结构作为受荷体来计算预应力效应。在施加预应力
后的使用阶段,预应力束、锚具、混凝土和非预应力筋已组合成整体结构(受荷体〉共同承受外荷载,
可求得外荷载在这一整体结构中产生的外载效应。结构总的作用效应为预应力效应与外载效应的
组合
[
1)。
传统的预应力效应计算方法,基本都是在
60
年代林同炎数授提出的荷载平衡法∞基础上,结
合各种经典的结构力学求解模式发展而得的。由于荷载平衡法理论基于梁的内力分析,当应用于平
板结构时,需对结构做出许多假设,如等代框架法
[
3];
此外荷载平衡法不考虑有效预应力沿预应力
束的任意变化,或垦有考虑[.
.
,)但计算较为繁琐,所以当平板楼盖平面布置不规则〈如异形板等)、预
应力束在板内集中布置、有效预应力沿预应力束变化较大时,上述分析计算方法的精度较差,且不
适于进行各种优化设计和计算程序的编制。
本文基于上述两阶段受力思想和有限元分析理论,对于预应力阶段的后张预应力混凝土平板
结构,从混凝土体受力分析出发,运用虚功等效原理,推导了预应力束在预应力阶段所产生的等效
结点荷载积分表达式,为平板结构预应力效应的计算提供一种新的求解思路;另外从预应力束受力
分析出发.运用虚位移原理,并区分有粘结与无粘结情况,提出了另一种形式更为简洁的预应力等
效结点荷载积分表达式.
1
预应力束对混提土体的作用力分析
1.
1
预应力束受力分析
在预应力混凝土平板结构中,将预应力束与周围的混凝土体各自视为自由体
[
口,两者之间存在
相互作用力,任取一预应力束徽段进行分析,如图
1
所示:
(之
;x
阳)飞
dP
(s)
P(
s)+~&.'.ds
----
_1
气\-立~
图
1
预应力来很元受力示意图
图中
t
、
n
为自然坐标单位向量
,
t
为预应力束的切线方向
,
n
为预应力束的法线方向,指向局部
剧率中心
;p
,
(s
川.
(5)
,.为混凝土体对预应力束的单位弧长作用力
;IC
为局部曲率
zt
为曲率半径。
由于预应力束横截面较小,自身可视为不能抵抗弯矩,所以预应力束任-横截面上只存在轴力;且
由子各种因素(如摩擦、锚具回缩等〉的存在,轴力沿束形是变化的,是束形长度的函数,记为
P(s)
•
由于于微小,放可认为
mfzlmf=
咛=子,则由图
1
所示的几何关系可得手=
万方数据
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