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预应力构件在 Detail 中的自重

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在本文中,您将了解为什么将自重设置为预应力荷载类型如此重要,尤其是在后张的情况下。

荷载工况根据所分配的荷载类型分3个增量施加。在下图中,您可以看到用于正常使用极限状态的应力-应变图,并显示了弹性模量的增量和变化。

  • 预应力荷载类型
  • 永久荷载类型
  • 可变荷载类型

以单跨后张梁为例,说明将自重设置为永久荷载类型或预应力荷载类型之间的差异。 

短期损失设置为用户自定义,短期损失后的值为1225MPa。正常使用极限状态的长期损失设置为0%。

自重设置为永久荷载类型

在计算的第一步(第一增量)中,施加预应力荷载类型(P100%)。由于我们将自重设置为永久类型,因此此时仅施加预应力。在下图中,您可以看到计算后钢束中的合应力(短期损失后)。

Z方向的变形为正值(未施加自重)。

在计算的第二步(第二增量)中,施加包含自重的永久荷载类型(G100%)。梁的变形如下:

第二增量中钢束的应力为1365 MPa,为设定值的111%。这是因为钢束中的应力增大了,增大量等于计算第一步与第二步之间紧邻钢索的混凝土纤维应变差(由梁挠曲引起的附加应力)。

 如何避免这种情况?请参见下文。

自重设置为预应力荷载类型

在相同情况下,仅将自重指定为预应力荷载类型。

在计算的第一步中,施加预应力荷载类型。在此情况下,自重和预应力均设置为预应力荷载类型。钢索中的应力为设定值1225 MPa。

由于自重已在计算第一步中定义,梁在第一步和第二步计算中的变形将相同。(未定义其他长期荷载)。

结论

如果自重在预应力荷载类型中指定,则P100%+G100%状态下的钢束应力等于设定值。其他长期荷载可包含在永久荷载类型中,这些荷载将在后期施加于结构,因此可能影响钢束应力。

在软件中可以为第一和第二计算阶段设置不同的徐变系数,从而可以模拟其他永久荷载的后期施加时间。

请注意,示例中使用的两个徐变系数均为2.5。

值得一提的是,第二阶段计算中变形的差异(-50.1 mm 与 -58.3 mm),这些数值表明存在一定的误差。

推荐的工作流程是始终将自重设置为预应力荷载类型。

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