降温法施加预应力例题

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2-3课程设计(预应力)参考例题

非顶应力钢筋：R235 和 HRB335 钢筋。预应力混凝上空心板采用先张法施工，张拉台座有效长度为 50m。空心板采用加热养护方法，取预应力钢筋与张拉台座
2.5 2.5 8 12 7 7
9.8
R= 19
26
60
8
图2
38
7 99
38
8
99
等效工字形截面图(单位：cm)
1/4 跨处相应 M ( kN .m ) 147.7 65.24 212.94 124.02 99.77 1.2 429.16 69.84 39.91 支点相应 M ( kN .m ) 110.8 48.9 159.7 122.43 98.5 1.2 363.04 68.95 39.4
空心板截面图(单位：cm) 图3 表 1 空心板计算内力及其组合
跨中序号 (1) (2) (3)
项目一期恒载标准值 SG1K 二期恒载标准值 SG 2 K 恒载总和汽车荷载标准值 S
M max ( kN .m )
147.7 65.21 212.94 195.57 157.34 1.2 529.33 110.14 62.94
1 107 0.012211ey 1.848193 Np
表 2 空心板毛截面几何特性
名称毛截面面积毛截面重心至上边缘距离毛截面惯性矩对上缘毛截面抗弯模量对下缘回转半径符号单位计算值 306271 300 1.3907×1010 4.6355×107 4.6355×107 45406
Np
由式（B）得 1 107 3.9
Np
由式（C）得 1 107 8.26
Np
、（B）、（C）的关系图。显然，取 1 107 8.26 即满足麦尼尔不等式计算要求。图 4 式即为式（A） Np 当 1 107 8.26 、 N p f pd Ap 时，可得到

混凝土预应力例题题-

例9-1 某24m 预应力混凝土屋架下弦杆的计算。

屋架下弦杆如图-1所示，设计条件见表。

试对该下弦杆进行使用阶段承载力计算、抗裂验算，施工阶段验算及端部受压承载力计算。

图1 屋架下弦杆(a)受压面积图 (b)下弦端节点（c ）下弦截面配筋（d ）钢筋网片设计条件1216050JM12锚具20 50 50 50 50 100 140垫板S 220 80 8080 80220φ8（b ）（d ）解：(1) 使用阶段承载力计算轴向拉力设计值)1804.14202.1(1.1)4.12.1(Q K G K 0⨯+⨯⨯=+=N N N γkN 6.831=由 s y p py u A f A f N N +=≤ 得 23pysy p mm 3.5481220452360106.831.=⨯-⨯=-≥f A f N A选用2束高强低松弛钢绞线，每束4φs1×3 d=12.9mm 钢绞线，2p mm 2.683=A (2) 使用阶段抗裂度计算 1）截面几何特征22c mm 683494525442160250=-⨯⨯-⨯=πA预应力钢筋 65.51045.3/1095.145c s E1=⨯⨯==E E α 非预应力钢筋 8.51045.3/100.2/45c s E2=⨯⨯==E E α2s E2c n mm 375904528.534968=⨯+=+=A A A α2p E1n 0mm 414502.68365.537590=⨯+=+=A A A α 2) 计算预应力损失 ① 锚具变形损失1l σ查表JM-12锚具得 mm a 5=，则 251mm 63.401095.1240005=⨯⨯==s l E l a σ ② 孔道摩擦损失2l σ按锚固端计算该损失，所以m l 24=，直线配筋00=θ，=⨯=240014.0kx 0.0336 <0.2则)(2μθσσ+=kx con l ＝)0240014.0(1290+⨯34.43= 2/mm N 则第一批损失为97.8334.4363.4021=+=+=I l l l σσσ 2/mm N③预应力钢筋的应力松弛损失 con ptkconl f σσσ)575.0(2.04-=1290)575.017201290(2.0⨯-=15.45= 2/mm N④ 混凝土的收缩和徐变损失5l σn p l con pc A A )(I I -=σσσ375902.683)97.831290(⨯-92.21=2/mm N5.04384.05092.21<=='Icupc f σ 015.037590)4522.683(5.0)(5.0=+⨯=+=n s p A A A ρρσσ151300555+'⨯+=Icupc l f 26.152015.01514384.030055=⨯+⨯+=2/mm N则第二批损失为41.19726.15215.4554=+=+=II l l l σσσ 2/mm N总损失为38.28141.19797.83=+=+=II I l l l σσσ 2/mm N 2/80mm N >3) 验算抗裂度计算混凝土有效预压应力nsl p l con pc A A A 5)(σσσσ--=II =3759045226.1522.683)38.2811290(⨯-⨯-5.16=2/mm N在荷载标准组合下600180420=+=+=Q k G k k N N N kN48.14414501060030=⨯==A N k ckσ 2/mm N tk pc ck f mm N <-=-=-II 2/02.25.1648.14σσ =2.64 2/mm N 满足要求(3) 施工阶段验算最大张拉力kN N A N p con p 3.8818813282.6831290≈=⨯=⨯=σ截面上混凝土压应力23/44.2337590103.881mm N A N n pcc=⨯==σ 2/92.254.328.08.0mm N f ck=⨯='⨯< 满足要求锚具下局部受压验算1）端部受压区截面尺寸验算JM-12型锚具的直径为100mm ，锚具下垫板厚20mm ，局部受压面积可按压力l F 从锚具边缘在垫板中按045扩散的面积计算，在计算局部受压计算底面积时，近似地可按图-1（a ）两实线所围的矩形面积代替两个园面积。

桥梁计算(常用的计算方法)

＊＊＊桥梁仿真单元类型 (1)一、建议选用的单元类型 (1)二、常见桥梁连接部位 (2)三、桥梁基础的处理方式 (2)＊＊＊桥梁常见模型处理 (2)一、桥梁中常用的模型可以用相应的单元 (2)二、桥梁建模要综合运用各种合适的单元 (3)三、选用合适的分析方法 (3)施加预应力的方式 (3)一、预应力的模拟方式 (3)二、建立预应力的模型 (5)＊＊＊土弹簧的模拟 (5)＊＊＊混凝土的模拟 (5)工况组合 (6)一、典型的荷载工况步骤 (6)二、存储组合后的荷载工况 (6)风荷载的确定 (7)地震波的输入 (7)初应力荷载 (8)Ansys可采用两种方法来实现铰接： (8)AUTOCAD模型输入 (9)用ANSYS作桥梁计算十三（其他文件网格划分） (12)(一)时间选项 (13)(二)子步数和时间步大小 (13)(三)自动时间步长 (14)(四)阶跃或递增载荷 (14)关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的说明： (14)一、用于动态和瞬态分析的命令 (14)二、非线性选项 (14)三、输出控制 (15)重新启动一个分析 (16)一、重启动条件 (16)二、一般重启动的步骤 (17)三、边界条件重建 (17)在Ansys单元库中，有近200种单元类型，在本章中将讨论一些在桥梁工程中常用到的单元，包括一些单元的输人参数，如单元名称、节点、自由度、实常数、材料特性、表面荷载、体荷载、专用特性、关键选项KEYOPl等。

＊＊＊关于单元选择问题这是一个大问题，方方面面很多，主要是掌握有限元的理论知识。

首先当然是由问题类型选择不同单元，二维还是三维，梁，板壳，体，细梁，粗梁，薄壳，厚壳，膜等等，再定义你的材料：各向同性或各向异性，混凝土的各项’参数，粘弹性等等。

接下来是单元的划分与网格、精度与求解时间的要求等选择，要对各种单元的专有特性有个大概了解。

使用Ansys，还要了解Ansys的一个特点是笼统与通用，因此很多东西被掩盖到背后去了。

用等效降温法模拟预应力来实现张弦梁结构找形

第36卷第5期2008年10月浙江工业大学学报J OURNAL OF ZH E J IAN G UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GYVol.36No.5Oct.2008收稿日期:2007212211作者简介:吴祖咸(1983—),男,浙江江山人,硕士,研究方向为结构工程.用等效降温法模拟预应力来实现张弦梁结构找形吴祖咸1,高子−2(1.台州电业局,浙江台州,317000;2.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州,310032)摘要:主要采用等效降温法来模拟预应力完成预应力张弦梁结构找形问题,并将此方法和力模拟法、初应变模拟法进行比较,发现等效降温法更加有效.从而采用等效降温法获得零状态几何放样,和相应的初始态预应力分布来完成张弦梁结构的施工.同时将考虑几何非线性计算和线性计算的结构位移进行比较,得出在张弦梁结构找形分析时考虑几何非线性的结果.关键词:张弦梁结构;预应力;找形;等效降温法中图分类号:TU32/399 文献标识码:A 文章编号:100624303(2008)0520587204Application of the equivalent low ering temperature method in simulatingpre 2stress tension procedure to solve the form 2search of BSSWU Zu 2xian 1,GAO Zi 2jun 2(1.Taizhou Electric Power Bureau ,Zhejiang Taizhou ,317000,China ;2.College of Civil Engineering and Architecture at Zhejiang University of Technology ,Hangzhou ,310032,China )Abstract :Beam st ring st ruct ure (abbrev.BSS )is an inner equilibrium system whose bending resistance member and tension member is linked by brace st rut.Application of t he equivalent lowering temperat ure met hod in simulating pre 2st ress tension procedure to solve t he form finding of BSS was st udied in t he paper.This met hod ,force met hod and initial st rain met hod were compared.It is found t hat t he equivalent lowering temperat ure met hod is most effective.It makes use of t he equivalent lowering temperat ure met hod to obtain initial geomet ry in zero stat us and st ress distribution in initial equilibrium state which can finish construction of BSS.St ruct ure displacement based on geomet ric linear and non 2linear calculations were compared ,it is proposed t hat considering geometric non 2linear is necessary in form 2search of BSS.K ey w ords :beam st ring st ruct ure ;p re 2st ress ;form 2search ;equivalent lower temperat ure met hod0　前　言张弦梁结构是一种由刚性构件上弦(通常为梁、拱)和柔性拉索中间连以撑杆形成的大跨度预应力空间结构体系.其结构组成是一种新型的自平衡体系.此结构由于具有高强钢索抗拉强度高、刚性构件上弦抗弯性能好、结构体系的刚度和稳定性大等一系列优点,已被广泛地应用于国内外的大跨度、大柱网公共和工业建筑中.其中我国代表的工程有上海浦东国际机场航站楼钢屋架和广州国际会议展览中心展览大厅钢屋架.张弦梁结构在施加预应力时存在比较突出的几何非线性问题,从而很难实现结构从初始态中计算得到零状态放样几何.由于这种非线性,使得目前还没有比较成功的找形方法.张弦梁结构作为一种预应力结构形式,其刚度主要表现为两种:一种是源于结构材料及其布置的刚度,另一种就是几何刚度.几何刚度不仅取决于结构材料与初始几何,更大程度取决于受载后的应力分布.因此,张弦梁结构的找形分析不同于一般柔性张拉结构的找形,笔者采用等效降温法来模拟预应力完成张弦梁结构的找形分析,从而得出零状态放样几何和初始态的预应力分布.1　等效降温法模拟预应力张拉原理1.1　结构的形态定义在解决张弦梁结构的找形问题中,根据结构的各个状态的受力不同通常分为三种状态,一般定义如下:零状态:体系在无自重、无预应力作用时的放样状态;初状态:体系在自重和预应力作用下的自平衡状态;荷载态:体系在初状态的基础上,承受其它外荷载之后的受力状态.通常把建筑图纸上的几何尺寸定义为初始态的几何尺寸,把施工放样的几何尺寸定义为零状态几何尺寸,在建造完成后试用的状态通常定义为荷载态.1.2　等效降温法在张弦梁结构中用有限元模拟预应力通常有力模拟法、初应变模拟法和等效降温法三种方法.力模拟法通常是在两端索段加上力来模拟预应力.该模拟法能够比较好的模拟张拉过程中的索拉力-位移曲线,但是该方法不能在预应力张拉完接着进行施工阶段的加载分析.初应变法是通过某些索段或者整个索段施加初应变.该模拟法能够实现预应力张拉完毕后接着进行施工阶段的加载分析,但是它只能用于一次预应力张拉施工,无法完成实际工程中的多次预应力张拉.等效降温法是根据物体的热胀冷缩特性,对张弦梁下弦的钢索进行降温使之收缩,对这种收缩进行限制从而产生了下弦受拉、腹杆受压、上弦受到压弯作用的效果,于是便可有效地模拟施加预应力的张拉过程.该方法能够很好的模拟预应力张拉过程,完成多次张拉预应力,并且能够保持结构的完整性,在结构张拉完毕后接着进行荷载态分析.研究表明,结构如果在施工过程中分级施加预应力,将有可能使得张弦梁结构对支撑结构作用力减少到最小程度.所以等效降温法对于实际工程的预应力模拟比较准确且有价值.2　逆迭代找形分析2.1　逆迭代原理通过等效降温法来模拟预应力,采用逆迭代法来完成张弦梁结构的找形分析.对结构索段进行整体降温,然后进行找形分析迭代.具体逆迭代思想为:假定图纸给定的结构初始态坐标表示为{X　Y Z},经过第k次迭代后所得的零状态几何坐标为{X　Y　Z}0k,初始态坐标为{X　Y　Z}k,位移为{U x　U y　U z}k.(1)首先假设当前的几何即为零状态几何,即令{X　Y　Z}01={X　Y　Z},进行第一次迭代.(2)不施加温度荷载时计算出结构的下弦索拉力为P0k,在全部索段上施加温度荷载得出下弦索拉力为P1k,若满足P1k-P0k=T预则转下一步,若不满足则重新施加温度荷载,直到满足为止.计算结构位移时,考虑结构自重.(3)在全部索段上施加温度荷载,对几何为{X　Y　Z}0k的结构计算得位移为{U x　U y　U z}k,k=1.(4)计算结构降温后的位移{X　Y　Z}k={X Y　Z}0k+{U x　U y　U z}k,令{Δx　Δy　Δz}= {X　Y　Z}-{X　Y　Z}k.(5)判别Δ是否满足给定的精度.若满足,则{X　Y　Z}0k即为所求的零状态几何坐标;若不满足,则令{X　Y　Z}0,k+1={X　Y　Z}0k+{Δx　Δy Δz},转第3步,并令k=k+1.2.2　计算分析笔者采用与文献[1]中相同的算例.在有限元模型中上弦采用Beam4单元,撑杆采用Link8单元,下弦高强度钢索采用只能受拉不能受压的Link10单元.建立的初始状态有限元模型如图1所示.已知上弦梁单元弹性模量E=2.1×108kN/m2,面积A =0.0282m2,EI=2.14×106kN・m2,撑杆的弹性模量E=2.1×108kN/m2,面积A=0.0025m2;索单元的弹性模量E=1.8×108kN/m2,面积A= 0.001256m2.该模型索段的预应力采用800kN,边界条件为一端固定铰支座,另一端水平可动铰支座.结构的初始态几何坐标见文献[1].・885・浙江工业大学学报第36卷图1　初始状态几何尺寸Fig.1　G eometry of initial equilibrium state2.2.1　考虑几何非线性分析采用等效降温法来模拟预应力实现逆迭代,对全部索段进行降温,使张弦梁下弦索段收缩,由于结构对这种收缩进行了限制从而产生下弦受拉,上弦压弯的效果.这使结构变为扁平状态,结构向上提升,从而使得结构产生刚度.在计算考虑几何非线性的影响,本文设定计算得出的初状态坐标与实际初状态坐标的差值不大于0.5mm.计算得到的结果与文献[1]结果比较如表1.本模型迭代四次完成计算,由此可见,等效降温法的收敛速度比较快.计算分析得出结构零状态几何如图2所示.在文献[1]中采用的只是在边缘两个索段施加初应变来达到设计的预应力值,笔者认为张弦梁结构在受力过程中所有的索段都会产生应变,与实际受力状态不相符,所以不应该局限于只在一部分索段施加初应变来模拟预应力.本文通过在张弦梁结构的下弦所有索段降温来达到施加预应力的效果,这种处理与实际受力作用效果更加符合.从上面计算结果可见,张弦梁结构在从零状态到初始态的变形比较大,尤其是竖向位移,最大值达到2.043m ,出现在中间节点26,所以在找形分析时应该考虑大位移小应变的问题,计入几何非线性的影响.从表中可以看出上弦梁的节点位移与文献[1]基本接近,但是下弦拉索的节点零状态几何水平坐标和节点水平位移与文献[1]差别较大,水平向位移最大达到0.7m ,出现在支座边缘节点.由零状态几何位置将该位移值加在索段上,平衡后所得到的状态即为结构初状态.求得的结构预应力分布见图(3)所示,图中所列的为上弦梁、腹杆和下弦索单元的轴力值.表1　考虑几何非线性、线性计算所得结构位移和文献[1]的比较T able 1　The comparison of structure displacement of consid 2ering geometry non 2linear and geometry linear and paper[1]节点文献1X /m Y /m几何非线性X /m Y /m线性X /m Y /m100000020.040.4280.040.4280.0550.41630.0540.7950.0540.7940.0820.77490.181 2.0410.181 2.0350.238 1.988100.18 2.0390.18 2.0350.237 1.989110.165 1.9730.165 1.9690.223 1.92618-0.580.480.1580.4020.1710.38919-0.3630.8590.2450.7530.270.7320-0.196 1.1780.307 1.0790.342 1.048250.197 2.0380.219 2.0290.279 1.981260.213 2.0330.141 2.0430.202 1.996270.218 1.9630.052 1.9910.116 1.946320.2850.699-0.3680.847-0.2640.826330.3430.253-0.420.485-0.3010.47334-0.4540-0.453-0.316图2　计算求得零状态几何Fig.2　G eometry of zero state图3　考虑几何非线性初始态结构轴力Fig.3　The axial force of initial equilibrium state considering geometry non 2linear 从上图可以看出用等效降温法模拟预应力得出的初始态预应力分布和张弦梁结构通过初应变法得出的初始态预应力分布吻合的相当好.所以可以通过等效降温法来模拟预应力求的结构零状态放样几何和初始态预应力分布.・985・第5期吴祖咸,等:用等效降温法模拟预应力来实现张弦梁结构找形2.2.2　线性分析为了分析几何非线性对张弦梁结构找形的影响,根据上面的迭代步骤,计算得出结构的部分节点的位移如表1.从表中可以看出,张弦梁结构的位移与考虑几何非线性的计算结果比较,竖向位移两者基本接近,水平向最大差别为0.14m,出现在34节点,因此,建议在张弦梁结构找形分析时考虑几何非线性.3　结　论(1)笔者把张其林先生[2]的逆迭代法和等效降温法模拟预应力相结合,采用了一种新型的适合张弦梁结构的计算方法,即等效降温法.并用此方法进行了算例分析,与文献[1]的零状态几何坐标及结构初始态的预应力分布基本一致,本方法不仅可以进行初始态的分析,而且可以在此基础上进行荷载态的分析,而逆迭代法却只能进行初始态的分析.(2)线性迭代计算结果与考虑几何非线性计算结果在水平位移差别较大,因此在张弦梁结构的找形中考虑几何非线性.(3)采用等效降温法来模拟预应力能够更好模拟实际工程中的预应力多次张拉,并且能够在分析计算中保持结构的完整性.而在文献[1]中初始应变法只能一次施加预应力,不能很好的反应实际施工过程.参考文献:[1]　杨睿,董石麟,倪英戈.预应力张弦梁结构的形态分析———改进的逆迭代法[J].空间结构,2002,8(4):29234.[2]　张其林,张莉,罗晓群.预应力梁———索屋盖结构形状确定[C]//浙江大学结构研究所.第九届全国空间结构学术会议论文集.浙江杭州:浙江大学结构研究所,2000.9:3872394. [3]　齐永胜,刘爱华,张弦梁结构预应力张拉有限元方法模拟比较[J].山西建筑,2005,31(9):324.(责任编辑:翁爱湘)(上接第586页) (1)对于大跨度钢管混凝土拱桥,拱脚和拱顶都必须设置横向联系,以提高拱桥的横向动力特性和稳定性.(2)拱脚附近横撑对面内基频的影响不大,但对面外基频的影响较大,而且对结构的稳定性影响也比较大;拱顶附近横撑对面外和面内竖弯基频以及结构的稳定性影响不大,主要影响面内扭转基频.(3)“K”撑对横向刚度、扭转刚度和稳定性能的影响比“米”撑显著,不过,“米”撑对竖向刚度的影响较大.建议在不改变横撑数量的情况下采用“K”撑.参考文献:[1]　彭卫,张新军.大跨径钢管混凝土拱桥的稳定与振动[J].公路,2006,(4):1202124.[2]　陈水盛,陈宝春.钢管混凝土拱桥动力特性分析[J].公路,2001,(2):10214.[3]　欧碧峰,赵灿晖,乐建平.大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性分析[J].公路交通技术,2005,(3):84287.[4]　赵跃宇,金波,劳文全.横撑对钢管混凝土拱桥力学性能的影响分析[J].湖南交通科技,2006,32(3):1002102.[5]　吕建根,赵跃宇.有推力钢管混凝土拱桥的动力特性分析[J].公路交通科技,2006,(3):1002102.[6]　尹浩辉,吴滨生.丫髻沙大桥主拱拱肋钢管混凝土的灌注与线形控制[J].桥梁建设,2000,(4):49251.[7]　陈宝春,韦建刚.钢管混凝土(单圆管)拱肋刚度对其动力特性的影响[J].地震工程与工程振动,2004,24(3):1052109.[8]　李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京:中国铁道出版社,1992.[9]　陈宝春.钢管混凝土拱桥计算理论研究进展[J].土木工程学报,2003,36(12):47257.[10]　梅青.大跨度上承式钢管混凝土拱桥的稳定性分析与计算[D].南京:东南大学,2000.(责任编辑:翁爱湘)・95・浙江工业大学学报第36卷。

ANSYS——预应力施加方法

ANSYS——预应力施加方法一、预应力的基本概念预应力是指在结构承受荷载之前，预先对其施加的压力或拉力。

通过施加预应力，可以提高结构的承载能力、抗裂性能和刚度，从而优化结构的性能。

在实际工程中，预应力结构广泛应用于桥梁、建筑、水利等领域。

例如，预应力混凝土桥梁通过在混凝土中预先施加拉力，有效地减小了混凝土在使用过程中的拉应力，提高了桥梁的跨越能力和耐久性。

二、ANSYS 中预应力施加方法的分类在 ANSYS 中，预应力的施加方法主要可以分为以下几类：1、初应变法初应变法是将预应力等效为初应变施加在结构上。

通过计算预应力筋的伸长量，并将其转换为初应变，然后在有限元模型中施加相应的初应变。

这种方法相对简单，但在处理复杂的预应力结构时可能不够精确。

2、降温法降温法基于热胀冷缩的原理。

假设预应力筋的拉伸变形是由于温度降低引起的收缩。

通过计算预应力筋的伸长量，根据材料的热膨胀系数和温度变化量，确定降温值，并在有限元模型中对预应力筋所在的单元施加相应的温度降低。

这种方法在实际应用中较为常见，尤其适用于线性分析。

3、等效荷载法等效荷载法将预应力转化为等效的节点荷载或单元荷载施加在结构上。

通过分析预应力筋的布置和张拉力，计算出等效的荷载值，并在模型中相应的位置施加。

这种方法在一些简单的预应力结构分析中较为方便，但对于复杂的结构可能会导致较大的误差。

4、生死单元法生死单元法是先建立预应力筋的模型，在施加预应力的过程中将其激活，从而实现预应力的施加。

这种方法适用于模拟预应力筋与混凝土之间的相互作用，但计算量较大，对计算机性能要求较高。

三、不同预应力施加方法的应用场景和优缺点1、初应变法应用场景：适用于简单的预应力结构，如单向预应力梁。

优点：计算简单，容易实现。

缺点：对于复杂的预应力分布和非线性问题，精度较低。

2、降温法应用场景：广泛应用于各类预应力结构的线性分析。

优点：计算精度较高，能够较好地模拟预应力的效果。

缺点：对于非线性材料和复杂的边界条件，可能需要结合其他方法进行修正。

湘潭大学预应力计算题

17.68MPa
由 s peI s con s l1 Es pc 得
510 s con s l I 5.54 17.68
则
s con s l I 608MPa
8 预应力混凝土结构
（3）求完成第二批预应力损失后钢筋的应力
所受预压应力
s pcII
s pe II 及混凝土
s pcII
s con
15 预应力混凝土结构
（3）施工阶段应力校核
s cc
s con Ap
An
0.75 1230 982 48403
18.72 MPa
0.8
f
ck
0.8
26.8
21.44
MPa
满足要求。
讨论：
（1）本例是后张法构件，故计算混凝土受到的预压应力spc时用的是An；（2）抗裂验算是预应力构件十分重要的计算内容，要熟悉规范对不同构件的
slI slII
A0
Ap
608 130 804
27650
13.90
MPa
s peII scon slI slII Es pcII 608-130-5.5413.90 401 MPa
（4）求加荷至混凝土应力为零时的轴力N0
N0 s pcII A0 13.90 27650 384335N 384.335kN
9 预应力混凝土结构
（5）求Ncr
Ncr spcII ftk A0 13.90 2.40 27650 450695N=450.695kN
（6）求Nu
Nu fpy Ap 700804 562800N 562.8 kN
讨论：（1）熟悉并掌握预应力构件各阶段截面应力情况非常重要，对于不同阶段，要用相应的公式计算；（2）预应力构件开裂荷载和破坏荷载比较接近，本例结果就说明了这一点，同时也说明了预应力构件的延性比普通钢筋混凝土构件差。

降温法模拟预应力

贴一个用降温法模拟预应力的例子，这个例子中的预应力钢筋为一条直线 /prep7    egjx=2e11    agjx=60e-4   ehnt=3.5e10 xzxs=1.2e-5 yjl=200000   et,1,link8    et,2,solid95 r,1,agjx r,2   mp,ex,1,egjx mp,prxy,1,0.3    mp,dens,1,7800    mp,alpx,1,xzxs    mp,ex,2,ehnt mp,prxy,2,0.1667 mp,dens,2,2500    BLC4,0,0,1,2,30   /VIEW, 1 ,1,1,1   /ANG, 1   KWPAVE,6 wpoff,-0.3    wprot,0,0,90 vsbw,1    wpoff,0,0,-0.4    vsbw,2    wpoff,0,0.4   wprot,0,90    vsbw,all    nummrg,all,,,,low    numcmp,all    esize,0.3    lsel,s,,,28,38,10      latt,1,1,1    lmesh,all    allsel,all   gplot    vsel,s,,,all vatt,2,2,2    MSHAPE,0,3d   MSHKEY,1 vmesh,all   finish    /SOLU    dl,3,,all dl,16,,all dl,23,,all dl,2,,uy dl,15,,uy dl,22,,uy bfl,28,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx)    bfl,38,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx)    allsel    acel,,9.8    solve    finish    /post1    pldisp    pln!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !*************************通过面与面的切割生成横向力筋!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!    !!记录最大线数及面号 ALLSEL,ALL *GET,LINE0,LINE,0,NUM,MAX *GET,AREA0,AREA,0,NUM,MAX    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!*****横向力筋平面 *GET,KPMAX11,KP,0,NUM,MAX *GET,LINE1,LINE,0,NUM,MAX *GET,AHP,AREA,0,NUM,MAX K,KPMAX11+1,9.4,5.42,100 K,KPMAX11+2,0.3,5.555,100 K,KPMAX11+3,-0.3,5.555,100 K,KPMAX11+4,-9.4,5.42,100 L,KPMAX11+1,KPMAX11+2 LARC,KPMAX11+2,KPMAX11+3,KPMAX11+1,20 L,KPMAX11+3,KPMAX11+4 *GET,LINE2,LINE,0,NUM,MAX LSEL,S,LINE,,LINE1+1,LINE2 LCOMB,ALL *GET,LINE3,LINE,0,NUM,MAX *GET,KPMAX22,KP,0,NUM,MAX K,KPMAX22+1,9.4,5.42,-100 L,KPMAX11+1,KPMAX22+1 ADRAG,LINE3,,,,,,LINE3+1    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!*****横向力筋立面 *GET,KPMAX11,KP,0,NUM,MAX *GET,LINE1,LINE,0,NUM,MAX *GET,AHL,AREA,0,NUM,MAX K,KPMAX11+1,9.4,-10,-0.25 K,KPMAX11+2,-9.4,-10,-0.25 L,KPMAX11+1,KPMAX11+2 K,KPMAX11+3,9.4,10,-0.25 L,KPMAX11+1,KPMAX11+3 ADRAG,LINE1+1,,,,,,LINE1+2 AGEN,27,AHL+1,,,0,0,-0.5    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!*****切割生成横向力筋!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!生成底板力筋－按纵向排列，从-0.25m到-13.5m，共27根 ASBA,AHL+1,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H1力筋 ASBA,AHL+2,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H2力筋 ASBA,AHL+3,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H3力筋 ASBA,AHL+4,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H4力筋 ASBA,AHL+5,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H5力筋 ASBA,AHL+6,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H6力筋 ASBA,AHL+7,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H7力筋 ASBA,AHL+8,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H8力筋 ASBA,AHL+9,AHP+1,,DELETE,KEEP                  !生成H9力筋 ASBA,AHL+10,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H10力筋 ASBA,AHL+11,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H11力筋 ASBA,AHL+12,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H12力筋 ASBA,AHL+13,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H13力筋 ASBA,AHL+14,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H14力筋 ASBA,AHL+15,AHP+1,,DELETE,KEEP                !生成H15力筋 ASBA,AHL+16,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H16力筋 ASBA,AHL+17,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H17力筋 ASBA,AHL+18,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H18力筋 ASBA,AHL+19,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H19力筋 ASBA,AHL+20,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H20力筋 ASBA,AHL+21,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H21力筋 ASBA,AHL+22,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H22力筋 ASBA,AHL+23,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H23力筋 ASBA,AHL+24,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H24力筋 ASBA,AHL+25,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H25力筋 ASBA,AHL+26,AHP+1,,DELETE,KEEP                 !生成H26力筋 ASBA,AHL+27,AHP+1,,DELETE,DELETE               !生成H27力筋    !!记录最大线数及面号 ALLSEL,ALL *GET,LINE1,LINE,0,NUM,MAX *GET,AREA1,AREA,0,NUM,MAX    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!*****整理图形!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ASEL,S,AREA,,AREA0+1,AREA1 ADELE,ALL ALLSEL,ALL    LSEL,S,LOC,Y,-10 LSEL,A,LOC,Y,10 LSEL,R,LINE,,LINE0+1,LINE1 LDELE,ALL ALLSEL,ALL    LSEL,S,LOC,Z,-100 LSEL,A,LOC,Z,100 LSEL,R,LINE,,LINE0+1,LINE1 LDELE,ALL ALLSEL,ALL    LSEL,S,LOC,X,-9.4 LSEL,A,LOC,X,9.4 LSEL,R,LINE,,LINE0+1,LINE1 LDELE,ALL ALLSEL,ALL LPLOT    LSEL,S,LINE,,LINE0+1,LINE1 NUMCMP,LINE ALLSEL,ALL    !!!!!!!!!输入顶板部分横向力筋 *DO,I,1,27 LSEL,S,LOC,Y,5.42,5.6 LSEL,R,LOC,Z,-0.25-0.5*(I-1) LSEL,R,LINE,,LINE0+1,LINE0+27 *GET,LJNUM(56+I),LINE,0,NUM,MAX *ENDDO    !!!!!定义力筋属性 *DO,I,1,27 LSEL,S,LINE,,LJNUM(56+I) LATT,3,13,3 *ENDDO ALLSEL,ALL    !!!!!划分横向力筋单元 LSEL,S,LINE,,LINE0+1,LINE0+27 LESIZE,ALL,,,50 LMESH,ALL    这是我做的一段命令流，就是用面切线做的sol,s,1  。

预应力例题

• 3．减少预应力摩擦损失的措施有关。
两端张拉，超张，钢材品种有
拉。钢筋应力松弛与张拉控制应力
• 4．后张法构件σl5的取值比先张法低，因为后张发构件
在施加预应力时混凝土的收缩已完成了一部分
受拉构件与普通钢筋混凝土构件的极限承载力
。
相同，
• 5．材料强度等级和截面尺寸相同时，预应力混凝土轴心
Huaihai Institute of Technology
• 10．划分第一批和第二批预应力损失是以预压是否完成分界的。
• 11．锚具变形损失σl1 =a*Es/l.式中l对先张法,应取台座
长,对后张法一端张拉时应取构件长。
• 12．预应力损失的最低限值,先张法为 100N/㎜2 ,后张法
为 80N/㎜2 。
淮海工学院土木工程系（/jiangong/index.htm）
预应力混凝土结构设计
Huaihai Institute of Technology
二、单项选择题(24×2分=48分) • 1. 所谓预应力构件是指构件上 • (C)对外载作用下产生拉应力部位的混凝土施应力达2.0 N/mm2,此时轴心拉力为: N ( PC 2.0) A0 332.4 KN
（3）该构件裂缝控制等级为二级，在荷载标准组合下轴向力NK=300KN，在荷载准永久组合下轴向力Nq=200KN,验算抗裂度是否符合要求：
N K 300 103 7.09N / mm 2 A0 42287.5
ck
ck pcⅡ 6.86 5.34 1.52N / mm 2 f tk 2.45N / mm 2
cq
200 103 4.57 N / mm 2 A0 43760

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可编辑
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mshape,0,3d!将体划分单元的形状定位 HEX mshkey,1!采用 MAPPED 划分器 vmesh,all!对体进行划分单元 finish!退出前处理模块 /solu!进行求解模块 dl,3,,all!对线 link3 施加约束(UX UY UZ) dl,16,,all!对线 link16 施加约束(UX UY UZ) dl,23,,all!对线 link23 施加约束(UX UY UZ) dl,2,,uy!对线 link2 施加约束(UY) dl,15,,uy!对线 link2 施加约束(UY) dl,22,,uy!对线 link2 施加约束(UY) bfl,28,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx)!对钢绞线施加温度荷载 bfl,38,temp,-yjl/(xzxs*egjx*agjx)!对钢绞线施加温度荷载 allsel!全选 acel,,9.8!定义加速度 solve!求解 finish!退出求解 /post1!进入后处理 pldisp!绘制变形图 plnsol,s,1!绘制第一主应力云图
-------------精选文档-----------------
下面是我学习 ansys 时做的通过降温施加预应力的小例题，供大家参考。 !简支梁实体与预应力钢筋分析 /filname,pcl /prep7 /title,简支梁实体与预应力钢筋分析! 定义标题 egjx=2e11!定义钢铰线的弹性摸量 agjx=60e-4! 钢铰线面积 ehnt=3.5e10!定义混凝土的弹性摸量 xzxs=1.2e-5!定义线膨胀系数 yjl=2e5!定义预加力 et,1,link8!定义 link8 单元 et,2,solid95!定义 solid95 单元 r,1,agjx!定义 link8 单元的面积 r,2!定义第 2 中实常数 mp,ex,1,egjx!定义 link8 的弹性模量 mp,prxy,1,1,0.3!定义 link8 的泊松比 mp,dens,1,7800!定义钢筋的质量密度 mp,dens,2,2500!定义混凝土的质量密度 mp,alpx,1,xzxs!定义钢筋的线膨胀系数 mp,ex,2,ehnt!定义混凝土的弹性模量 mp,prxy,2,0.3!定义混凝土的泊松比 blc4,,,1,2,30!生成梁体 /view,1,1,1,1!定义 ISO 查看 /ang,1 kwpave,6!工作平面移动到关键点 6 wpoff,-0.3!工作平面移动-0.3m wprota,0,0,90!工作面旋转 vsbw,1!分割梁体 wpoff,o,0,-0.4!工作平面移动-0.4m vsbw,2! 分割梁体 wpoff,0,0.4!工作平面移动 0.4m wprota,0,90!工作平面旋转 vsbw,all!分割梁体 wpstyl!关闭工作平面显示 nummrg,all,,,,low!整理 numcmp,all!压缩编号 esize,0.3!定义网分时边长控制 lsel,s,,,28,38,10!定义 line28 和 38 为新的选择集 latt,1,1,1!定义选择集的属性 lmesh,all!对线划分单元 allsel,all!新的选择集为所有实体 gplot!绘制所有的实体 vsel,s,,,all!定义所有体为选择集 vatt,2,2,2!定义所有选择集的属性
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