3d投注计算器:輕松了解預應力結構原理,就是這么easy

2018-02-02  來自: 江苏7位数19113 瀏覽次數:228

江苏7位数19113 www.wmzvx.com 預應力是指在構件尚未作用外荷載前,預先對結構施加的應力。預應力一般與荷載引起的應力相反。日常生活中應用預應力的例子很多。


>>>>木盆 (木桶)


用環箍對木片施加預壓應力,以抵消由水產生的拉應力。

1517534331(1).jpg

>>>>搬書

用手施加預壓應力,以抵消由書自重產生的彎曲拉應力。

1517534371(2).jpg


用預應力鋼筋對混凝土構件施加預壓應力


>>>> 預應力混凝土梁

在荷載作用下產生拉應力的地方,預先用預應力鋼筋對它施加壓應力,來部分或全部抵消荷載產生的拉應力。

1517534395(3.jpg

>>>> 施加預應力

  • 可提高混凝土構件的抗裂性;

  • 利用預應力產生的反拱抵消恒載引起的撓度;

  • 更充分地利用高強鋼材的抗拉性能和高強混凝土的抗壓性能;

  • 可減小截面尺寸,減輕結構自重,以便應用到大跨和高層中。


用預應力鋼筋對混凝土構件施加預壓應力


15175344394.jpg

目前這種預彎型鋼組合簡支梁的跨度已達40m。若應用二次澆筑,形成預彎型鋼組合連續梁,更能充分發揮這種結構的優越性,最大跨度可達80m。

這種新型預應力組合結構自重輕、承載力高、撓度小、結構高度小,又易于施工,在城市立交橋中有很好的應用前景。

>>>>設想在兩山之間要建一座無筋混凝土橋:

  • 搭臨時支架,鋪預制混凝土塊;

  • 用一排千斤頂對預制混凝土塊施加預應力;

  • 在千斤頂之間澆筑混凝土;

  • 達到必要的強度后卸下千斤頂;

  • 在原千斤頂所占位置再補澆混凝土;

  • 拆下臨時支架,一座不用預應力鋼筋的預應力橋梁就建成了。(這和用手搬書的道理是一樣的)


預應力是一個內力


>>>>對一塊薄板施加預應力會不會使薄板失穩呢?

當壓桿有偶然偏心或偶然側向力作用而彎曲后,附加的力矩可能使構件越來越彎曲,甚至導致破壞,這就是失穩。軸向力作用下的薄板或長細桿件有可能發生失穩。

預應力是一個內力,當一塊預應力薄板發生偶然彎曲后,預應力產生的附加力矩以及彎曲后的預應力筋對混凝土板的側壓力與偶然彎曲方向相反,將使構件變直??杉?,預應力不但不會使壓桿失穩,而且會使壓桿更加穩定。這就不難理解為什么有時我們會對預制長柱、長樁施加預應力了。


預應力的其他應用


預應力的概念還有更普遍的意義。上面提到預應力可使不能受拉的木盆拼縫“受拉”,同樣也可使抗拉強度很低的混凝土變得似乎可以承受很大的“拉應力”。事實上,預應力只是把受拉的過程轉變為預壓應力減少的過程。

根據同樣的原理,也可施加預拉應力,使不能受壓的材料變得似乎可以受壓。氣球薄膜本不能受壓,若充氣打壓先使薄膜承受拉應力,只要預拉應力足夠大,超過荷載作用下薄膜的壓應力,則此結構就可以承受荷載。

1517534485(5).jpg

氣承式充氣結構:氣壓較低。取出頂部1m2的屋面來分析,薄膜材料一般自重不會超過q=100N/m2,只要內部氣壓p>q,就可將薄膜托起。大家知道,一個標準大氣壓相當約10m水柱壓力,即100000N/m2,可見只要室內氣壓比室外氣壓高出約1/1000,就可把薄膜托起。這樣的壓差只用一個普通的鼓風機就能實現。通常,這種氣承式充氣結構只要在入口處采用密閉旋轉門,并用風機不斷補氣,保持150~300N/m2的氣壓差,就足以承受覆蓋層的重力,并使薄膜中保持一定的預應力,以保證這種氣承式充氣結構的整體剛度,室內外壓差只有1.5/1000~3/1000,這一點誤差人們是感覺不到的。

氣管式充氣結構:又稱氣壓式充氣結構,氣管內的氣壓約為1.5~2.0 kN/m2。這種氣管有一定的剛度和抗彎、抗壓能力,可用來作為拱圈組合成屋蓋。氣管式充氣結構管內壓力比氣承式結構大得多,但也只有汽車內胎壓力(約為2000 kN/m2)的1/1 000左右,很容易達到。


1517534512(6).jpg

氣管(囊)式充氣結構:這種結構隔熱性能好,但工作壓力稍大,對材料的強度、氣密性等質量要求也較高,造價也比氣承式充氣結構高。

充氣結構與其他結構混合使用,效果也很好。

充氣結構自重輕, 造價低,便于裝拆,特別適合跨度大的市場、展覽、臨時性的演出場地、比賽場館等。

◆ 張拉膜

近年在旅游景點出現的張拉膜結構也是預應力概念的應用實例之一:

1517534552(7.jpg

◆ 預應力錨桿

黃河小浪底工程:預防山體滑坡的預應力錨桿

1517534625(8).jpg

>>>>關于預應力的概念(小結)

  • 預應力是加荷前預先施加給構件的應力;

  • 預應力僅僅只是一個力(不一定要預應力鋼筋) ,例如,用手搬書時就沒有預應力鋼筋;

  • 預應力充分利用了材料的抗壓強度及抗拉強度,可提高混凝土的抗裂性,但不會提高構件的承載力;

  • 預應力引起的構件反拱可以抵消恒載的撓度,但對可變荷載引起的變形,幾乎沒有影響;

  • 預應力在構件中是一個內力,它不會使構件失穩,反而可提高構件的穩定性。例如,可對預制樁施加預應力 ,以提高運輸和打樁時樁的穩定性;

  • 預應力的概念具有普遍意義,例如,懸索結構、膜結構、充氣結構等。

本文來源于網絡,如有侵權請在后臺告知,我們將及時處理。