PHC管樁有效預應力

-.z.PHC管樁有效預應力、允許承載能力、抗裂彎矩、極限彎矩、抗剪和抗拉強度理論計算方法嚴志隆有效預應力〔Effectivepre-stress〕〔參照JISA5337方法計算〕此方法主要考慮PHC管樁混凝土的彈性變形、混凝土徐變、混凝土收縮及預應力鋼筋的松弛等因素引起的預應力損失。先張法張拉后，混凝土壓縮變形后預應力鋼筋的拉應力式1式中：——先張法張拉后，混凝土壓縮變形后，預應力鋼筋〔建立的〕拉應力，N/mm2；——預應力鋼筋初始張拉時，〔千斤頂施加的〕張拉應力，N/mm2；現預應力筋的＝1420N/mm2，＝1275N/mm2。千斤頂預應力張拉時，控制應力取值：；或；按JISA5337要求，上述控制應力值取兩者之中小者，即994N/mm2?！碴P于實測鋼筋屈服強度，屈服點，抗拉強度的問題〕圖1預應力鋼筋受拉的應力-應變曲線——預應力鋼筋的截面積，mm2；現以Ф500×100mm管樁為例，A級配筋為Ф9.2mm×10根，則?！軜痘炷两孛娣e，mm2。Ф500×100mm管樁混凝土截面積為125700mm2。——放張時，預應力鋼筋和混凝土的彈性模量比，預應力筋彈性模量取2×106(Kg·f/cm2)，混凝土的彈性模量取4×105(Kg·f/cm2)，則?！碴P于有資料用3×105Kg·f/cm2，而后期管樁為4×105Kg·f/cm2的問題〕因混凝土徐變、收縮〔干縮〕引起的預應力損失式2式中：——因混凝土徐變、收縮〔干縮〕引起的預應力損失，N/mm2；——張拉后的混凝土預〔壓〕應力，N/mm2；——預應力筋和混凝土的彈性模量比，取5；——混凝土徐變系數，取2.0；——混凝土收縮〔干縮〕率，取1.5×10-4，即；——預應力鋼筋彈性模量取2×106(Kg·f/cm2)=1.96×105N/mm2。預應力鋼筋松弛引起的預應力損失式3式中：——因預應力鋼筋松弛引起的預應力損失；——預應力鋼筋的凈松弛系數〔即松弛率，rela*ation〕。圖2預應力鋼筋的松弛率隨時間變化曲線取值問題，按照日本新標準JISG3137測試方法，如用SBPDL1275/1420系列鋼筋在加荷載、常溫〔20℃〕、加荷1000小時試驗條件下，其的最大值≤2.5%〔如用老標準JISG3109測試方法≤1.5%〕；在JISA5337-1993編制說明中強調："當預應力鋼筋在應用時有溫度影響的場合下，對這因松弛引起的損失必須考慮〞。本人認為，PHC管樁是經初級蒸汽養(yǎng)護〔80℃左右，6小時〕、二次壓蒸養(yǎng)護〔180℃，共計10小時左右〕條件下進展制作的，盡管未見到有關上述"蒸養(yǎng)—壓蒸〞模擬試驗條件下的值有多大的試驗研究資料，但可以肯定有個相當大的值。我國鋼筋混凝土構造標準規(guī)定，對于熱處理鋼筋，其松弛引起的預應力損失為。考慮我們目前使用的是低松弛管樁用PC鋼棒，其松弛引起的預應力損失可能會小于。目前國產PC鋼棒的實際的試驗值〔按JISG3137，1000小時〕，在0.8~1.0％左右?，F取0.025，，；則?！碴P于有人用問題〕預應力筋的有效〔拉〕應力式4混凝土的有效預〔壓〕應力式5總結：上述計算的預應力損失〔以％表示〕如有人取，則所以預應力損失理論計算值大約在12~15％。與實測值比，上述預應力損失理論計算值偏小，實際的預應力損失會大一些，原因是：PC鋼筋自身的質量穩(wěn)定性及被張拉鋼筋長短不一；預應力張拉時，目前國內張拉時夾具的變形〔包括螺母擰得不緊等〕；熱養(yǎng)護條件苛刻〔溫度高、時間長〕而促使PC鋼筋的應力松弛也較大；混凝土的品質不一；張拉板孔深不一致及孔座質量不佳等等。這些因素會影響混凝土的最終的有效預應力值。根據目前日本的經歷，A級樁預應力損失的實測值大致在16～30％，而且是隨管樁的等級越高，損失越大。即A級管樁預應力損失偏小，C級管樁預應力損失偏大。附："預應力混凝土管樁根底技術規(guī)程"關于管樁有效預應力推薦估算公式——預應力管樁〔混凝土〕的有效預應力，MPa；——鋼筋根數；——單根鋼筋公稱面積，mm2；——預應力鋼筋抗拉強度標準值，取1420MPa；——管樁橫截面積，mm2；仍以Ф500×100mm，10Ф9.2配筋為例：管樁允許承載能力〔AllowableBearingCapacity〕根據BSCP2004計算式6式中：——管樁允許承載力，KN；——管樁混凝土抗壓強度，MPa；——預應力筋對混凝土的有效預〔壓〕應力，MPa；——管樁的橫截面積，mm2；附：日本建筑標準中驗算長期允許承載力的方法日本建筑標準施工法則的公式〔建築標準法施工令〕式7式中：——管樁長期允許承載力，tf；——錘擊能量，錘擊法：——錘重，t；——錘落距，m；——最后貫入度，m。現以Ф500×100管樁，用KB-60型6t錘施打，錘落距為2.3m，最后貫入度為30mm/10擊〔0.003m/擊〕。則管樁開裂彎矩〔BendingMomentorCrackBendingMoment;BendingCapacityorCrackBendingCapacity〕按JISA5337法式8國外也有資料這樣寫——開裂彎矩，KN·m；——幾何慣性矩，或譯管樁幾何慣性矩〔又稱管樁混凝土截面中心軸的附加力矩〕Geometricalmomentofinertia，mm4；——樁外半徑，mm；——預應力筋對混凝土的有效預〔壓〕應力，N/mm2；——〔在抗彎下〕混凝土抗拉強度(N/mm2)，取7.35N/mm2，Tensilestrengthofconcreteinbending；式9——樁外半徑，mm；——樁內半徑，mm；——預應力鋼筋面積，mm2；——鋼筋與混凝土的彈性模量比——主筋所在的半徑，mm；也有用，圖3Ф500×100mm管樁截面示意圖極限彎矩〔UltimateCapacity〕式10——各級樁的極限系數；A級樁系數取1.50，AB級樁系數取1.65，B級為1.80。——開裂彎矩，KN·m；例如：?？辜魪姸取睸hearingCapacity〕式11〔也有資料寫成，另外有些資料上公式有錯誤〕。——管樁抗剪強度，KN；——樁身壁厚，mm；——幾何慣性矩，mm4；——剪切抗拉強度，對抗壓強度為80MPa的混凝土，取5.39N/mm2〔日本取值〕ShearingTensileStrength；——日本大同〔Daido〕管樁計算實例中為樁直徑，PileDiameter(取值為m)，因此本例為0.5，非系數0.5；——混凝土有效預應力，N/mm2；——截面靜矩〔也有人稱中心軸以上的截面靜矩〕，mm3，Staticmomentofarea；前面抗拉強度〔TensileCapacity〕