折疊計算特點(diǎn)

1、截面計算和預(yù)應(yīng)力損失計算

體外預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土截面變形不協(xié)調(diào)，在應(yīng)力計算中不能將體外預(yù)應(yīng)力鋼束面積計入換算截面的特征。

由于管道在結(jié)構(gòu)體外，直線段體外預(yù)應(yīng)力鋼束的摩阻損失小，幾乎可以忽略不計，而曲線段體外預(yù)應(yīng)力鋼束的摩擦系數(shù)與采用的體外預(yù)應(yīng)力鋼束類型有關(guān)。

由于截面變形造成的預(yù)應(yīng)力損失需根據(jù)體外預(yù)應(yīng)力體系與結(jié)構(gòu)的粘結(jié)關(guān)系來計算。這部分包括混凝土彈性壓縮損失和混凝土徐變、收縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。若體外預(yù)應(yīng)力鋼束為無粘結(jié)形式，則這部分損失計算與錨固點(diǎn)間相對位移差有關(guān)。故其計算方法與體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束不同。

2、體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處的滑移

體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處是否產(chǎn)生滑移以及由于滑移引起的應(yīng)力重分布，需根據(jù)體外預(yù)應(yīng)力體系與結(jié)構(gòu)的粘結(jié)關(guān)系來判斷。若鋼束在轉(zhuǎn)向點(diǎn)固定，則體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處無滑移發(fā)生;若在轉(zhuǎn)向處可以滑移，則需要根據(jù)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)兩端的鋼束拉力差和鋼束在轉(zhuǎn)向處的摩阻來判斷是否發(fā)生滑移。

3、體外預(yù)應(yīng)力鋼束的二次效應(yīng)

體外預(yù)應(yīng)力鋼束僅在錨固和轉(zhuǎn)向位置處，才能與結(jié)構(gòu)的豎向位移相協(xié)調(diào)，豎向約束點(diǎn)越少，結(jié)構(gòu)變形時體外預(yù)應(yīng)力鋼束偏離原位置就越多，這就是體外預(yù)應(yīng)力鋼束的二次效應(yīng)。二次效應(yīng)是體外預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在彈性階段區(qū)別于體內(nèi)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特征之一。由于二次效應(yīng)考慮的是體外預(yù)應(yīng)力鋼束與結(jié)構(gòu)豎向變形的差異，故這種效應(yīng)是非線性的，對二次效應(yīng)的研究必須考慮結(jié)構(gòu)的非線性影響。

體外預(yù)應(yīng)力在有限元計算中的實(shí)現(xiàn)

目前體外預(yù)應(yīng)力的有限元計算主要有兩種方法:

1、以等效荷載的形式添加體外預(yù)應(yīng)力;

2、單獨(dú)建立體外束單元的方式實(shí)現(xiàn)。

方法1能近似的計算預(yù)應(yīng)力損失，但無法考慮轉(zhuǎn)向塊的作用(粘結(jié)滑移)，且由于方法1是以荷載形式表達(dá)的(沒有實(shí)際的結(jié)構(gòu))，所以難以考慮鋼束的二次效應(yīng)。

方法2用結(jié)構(gòu)來模擬預(yù)應(yīng)力，因此能較好的考慮鋼束的二次效應(yīng)，但預(yù)應(yīng)力損失的計算與轉(zhuǎn)向塊的模擬存在一定的技術(shù)門檻，但是這并不是不能克服的，這一點(diǎn)在WISEPLUS中已經(jīng)提供了相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

折疊疲勞評價

體外預(yù)應(yīng)力鋼束體系疲勞評價是決定鋼束在使用階段應(yīng)力限值的主要因素。目前，對此應(yīng)力限值的規(guī)定有較大的不同:如美國AASHTO規(guī)范規(guī)定對于后張的低松弛鋼絞線，使用極限狀態(tài)的體外預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力不超過0.72fpu;日本規(guī)范的體外預(yù)應(yīng)力鋼束限定值為0.70fpu，德國規(guī)范原規(guī)定體外預(yù)應(yīng)力鋼束限定值為0.55fpu，后將該值修訂成0.70fpu，為預(yù)應(yīng)力鋼束的極限抗拉強(qiáng)度;法國規(guī)定除合同外，體外預(yù)應(yīng)力鋼束限定值為0.60 GUTS(Guaranteed Ultimate Tensile Strength 極限抗拉強(qiáng)度)。我國《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62-2004)尚沒有對體外預(yù)應(yīng)力鋼束的應(yīng)力限值做規(guī)定，對于體內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束規(guī)定的預(yù)應(yīng)力限值為0.65，為預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。由此可見，結(jié)合我國工程實(shí)際，確定合理的體外預(yù)應(yīng)力鋼束使用階段應(yīng)力限值是很有必要的。而體外預(yù)應(yīng)力鋼束使用階段應(yīng)力限值一旦確定，便也可以使體外預(yù)應(yīng)力鋼束張拉控制應(yīng)力、體外預(yù)應(yīng)力鋼束有效應(yīng)力及





極限應(yīng)力均有了取用基礎(chǔ)。 體外預(yù)應(yīng)力鋼束疲勞性能的研究分為兩個方面:一是通過對體外預(yù)應(yīng)力鋼束在活載作用下的應(yīng)力變化幅度的分析，來研究體外預(yù)應(yīng)力鋼束組件(包括錨夾具、連接器)的整體疲勞性能;二是分析在轉(zhuǎn)向處體外預(yù)應(yīng)力鋼束的局部應(yīng)力變化，來研究體外預(yù)應(yīng)力鋼束本身的局部疲勞特性。另外，對于由單根無粘結(jié)鋼束組成的體外預(yù)應(yīng)力體系(如OVM-TJ.E)，尚有另外一局部問題，即鋼束在轉(zhuǎn)向處由于來回滑動，造成鋼絞線會對外包PE在高壓應(yīng)力情況下不斷摩擦，可能導(dǎo)致外包PE層磨損甚至損壞，從而失去對鋼絞線的保護(hù)。這個現(xiàn)象雖然與真正的疲勞無關(guān)，但卻與活載作用下體外預(yù)應(yīng)力鋼束在轉(zhuǎn)向處的局部滑移密切相關(guān)，也屬于使用性能范疇。