折疊計算特點

1、截面計算和預應力損失計算

體外預應力鋼筋與混凝土截面變形不協(xié)調(diào)，在應力計算中不能將體外預應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，直線段體外預應力鋼束的摩阻損失小，幾乎可以忽略不計，而曲線段體外預應力鋼束的摩擦系數(shù)與采用的體外預應力鋼束類型有關。

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

2、體外預應力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處的滑移

體外預應力鋼束在轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)處是否產(chǎn)生滑移以及由于滑移引起的應力重分布，需根據(jù)體外預應力體系與結(jié)構(gòu)的粘結(jié)關系來判斷。若鋼束在轉(zhuǎn)向點固定，則體外預應力鋼束在轉(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、體外預應力鋼束的二次效應

體外預應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)，豎向約束點越少，結(jié)構(gòu)變形時體外預應力鋼束偏離原位置就越多，這就是體外預應力鋼束的二次效應。二次效應是體外預應力結(jié)構(gòu)在彈性階段區(qū)別于體內(nèi)預應力結(jié)構(gòu)的特征之一。由于二次效應考慮的是體外預應力鋼束與結(jié)構(gòu)豎向變形的差異，故這種效應是非線性的，對二次效應的研究必須考慮結(jié)構(gòu)的非線性影響。

體外預應力在有限元計算中的實現(xiàn)

目前體外預應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應力;

2、單獨建立體外束單元的方式實現(xiàn)。

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

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

折疊疲勞評價

體外預應力鋼束體系疲勞評價是決定鋼束在使用階段應力限值的主要因素。目前，對此應力限值的規(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)的體外預應力鋼束應力不超過0.72fpu;日本規(guī)范的體外預應力鋼束限定值為0.70fpu，德國規(guī)范原規(guī)定體外預應力鋼束限定值為0.55fpu，后將該值修訂成0.70fpu，為預應力鋼束的極限抗拉強度;法國規(guī)定除合同外，體外預應力鋼束限定值為0.60 GUTS(Guaranteed Ultimate Tensile Strength 極限抗拉強度)。我國《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62-2004)尚沒有對體外預應力鋼束的應力限值做規(guī)定，對于體內(nèi)預應力鋼束規(guī)定的預應力限值為0.65，為預應力鋼筋抗拉強度標準值。由此可見，結(jié)合我國工程實際，確定合理的體外預應力鋼束使用階段應力限值是很有必要的。而體外預應力鋼束使用階段應力限值一旦確定，便也可以使體外預應力鋼束張拉控制應力、體外預應力鋼束有效應力及





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