【正文】 構(gòu)形式， PREC軟件為用戶提供了三維整體分析和二維框架連續(xù)梁計(jì)算兩種計(jì)算分析模型，對(duì)不同的實(shí)際工程，可任意選擇使用。 預(yù)應(yīng)力梁的抗彎承載力極限值的精確計(jì)算是以截面應(yīng)彎相容和截面上力平衡為基礎(chǔ)，通過(guò)反復(fù)迭代才能精確計(jì)算出來(lái)。 預(yù)應(yīng)力等效荷載是以材料彈性性質(zhì)為基礎(chǔ)，在截面不開(kāi)裂的情況下是適用的，在不開(kāi)裂的前提下，預(yù)應(yīng)力等效荷載的作用可與外荷載相疊加。計(jì)算以下三種工況下梁的控制彎矩： ? 工況 1：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合（恒載＋活載）＋預(yù)應(yīng)力等效荷載 ? 工況 2：自重＋預(yù)應(yīng)力等效荷載 ? 工況 3：荷載設(shè)計(jì)值 3)．抗裂與承載力驗(yàn)算 ? a．預(yù)應(yīng)力梁正截面抗裂驗(yàn)算 ? b．預(yù)應(yīng)力梁斜截面抗裂驗(yàn)算 ? c．抗彎承載力驗(yàn)算 ? d．撓度驗(yàn)算 ? e．抗剪承載力驗(yàn)算 ? f．施工階段抗裂驗(yàn)算 4)．局部承壓驗(yàn)算 選擇合適的錨具，確定錨固區(qū)的構(gòu)造配筋，進(jìn)行局部承壓驗(yàn)算。 2)．預(yù)加力效應(yīng)分析 選擇預(yù)應(yīng)力工藝類型，預(yù)應(yīng)力筋的形狀，張拉控制應(yīng)力，計(jì)算長(zhǎng)短期預(yù)應(yīng)力損失； 計(jì)算預(yù)應(yīng)力引起的等效荷載，計(jì)算綜合彎矩和次彎矩。 線性轉(zhuǎn)換圖示 超靜定結(jié)構(gòu)次彎矩的工程意義 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要準(zhǔn)確地考慮次彎矩的影響；確切一點(diǎn)講： ①、抗裂計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮綜合彎矩 Mp，它是主彎矩M1和次彎矩 M2的綜合迭加值； ②、強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)將次彎矩 M2作為特殊的 “ 內(nèi)力 ” ，在荷載組合時(shí)迭加到設(shè)計(jì)彎矩中。 吻合束與非吻合束 主彎矩、次彎矩、吻合束、線性轉(zhuǎn)換的概念 線性轉(zhuǎn)換 ： 超靜定梁中，預(yù)加力產(chǎn)生的次彎矩是線形的，由此引起的混凝土壓力線和束筋重心線的偏離也是線形的； 而混凝土梁的壓力線只與束筋的梁端偏心矩和束筋在跨內(nèi)的形狀有關(guān)，與束筋在中間支點(diǎn)上的偏心矩?zé)o關(guān) 。 主彎矩、次彎矩、吻合束、線性轉(zhuǎn)換的概念 吻合束 ： 應(yīng)用線形原理，將預(yù)應(yīng)力束筋的重心線轉(zhuǎn)換至壓力線上（即把由于次力矩引起的壓力線和束筋重心線之間的偏離調(diào)整掉），此時(shí)可以使預(yù)加力的總力矩不變，而次力矩為零。 主彎矩、次彎矩、吻合束、線性轉(zhuǎn)換的概念 主彎矩 ：預(yù)加力在每個(gè)截面上對(duì)重心軸所產(chǎn)生的彎矩值稱為主彎矩。 定理： 連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力筋重心線的線性變換不影響其等效荷載值。如下圖所示。 如果為了平衡相同的荷載，要保持各跨等效荷載 p不變，可從兩個(gè)方面變更預(yù)應(yīng)力筋：一是調(diào)整矢高；二是調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量。 我們將簡(jiǎn)支梁得出的概念推廣到連續(xù)梁，可以看到連續(xù)梁中的預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的等效荷載與簡(jiǎn)支梁是一樣的，但是產(chǎn)生了支座反力的變化。 ? 如果仍將預(yù)應(yīng)力筋的形狀保持不變，使其一端繞另一端轉(zhuǎn)動(dòng)。 拋物線預(yù)應(yīng)力筋及其等效荷載簡(jiǎn)圖如下圖所示。軟件會(huì)根據(jù)布置的預(yù)應(yīng)力筋線型自動(dòng)計(jì)算預(yù)應(yīng)力等效荷載。 預(yù)應(yīng)力等效荷載相關(guān)概念的理解 將預(yù)應(yīng)力筋的作用力視為外荷載作用在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析的方法通常稱為 等效荷載法 。 這種概念把預(yù)應(yīng)力看出是預(yù)先施加的永久性內(nèi)應(yīng)力，鋼材中的拉應(yīng)力與混凝土中的壓應(yīng)力組成一個(gè)自平衡系統(tǒng)。 關(guān)于理解預(yù)應(yīng)力的三種概念 ③ 、 彈性概念 通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋的回彈擠壓，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面受到某種量值與分布的內(nèi)壓力，以局部或全部抵消使用荷載應(yīng)力。但高強(qiáng)鋼材不能有效地用于普通鋼筋混凝土中，因?yàn)殇摬牡拇髴?yīng)變會(huì)引起混凝土過(guò)大的裂縫寬度，不能滿足正常使用狀態(tài)的要求，導(dǎo)致高強(qiáng)鋼材不能完全發(fā)揮其強(qiáng)度。 關(guān)于理解預(yù)應(yīng)力的三種概念 ② 、 強(qiáng)度概念 預(yù)應(yīng)力鋼材的抗拉強(qiáng)度約為普通鋼筋的四倍，但一般來(lái)說(shuō)價(jià)格則不到普通鋼筋的四倍。 將預(yù)應(yīng)力筋的作用力視為外荷載作用在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析的方法通常成為等效荷載法。預(yù)應(yīng)力筋引起的等效豎向分布力和水平分力可由預(yù)應(yīng)力筋的曲率和傾角計(jì)算確定。PREC軟件的功能介紹及其在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 邵光信 中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所 內(nèi)容提要： 一、 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本概念介紹； 二 、 PREC軟件功能模塊介紹； 三 、 PREC軟件計(jì)算分析的依據(jù)及其流程； 四 、用 PREC軟件做預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題； 五 、結(jié)合具體工程介紹如何利用 PREC軟件做預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 一、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本概念介紹 一、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本概念介紹 預(yù)應(yīng)力混凝土三種不同概念的理解 預(yù)應(yīng)力等效荷載相關(guān)概念的理解 預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力概念的理解 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 關(guān)于理解預(yù)應(yīng)力的三種概念 ① 、 等效荷載概念 預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的作用力可以將其分解和簡(jiǎn)化后視為外荷載考慮。預(yù)應(yīng)力筋引起的等效豎向分布力和水平分力一起使混凝土結(jié)構(gòu)保持靜力平衡，是自平衡的力系。它的概念明確易懂，是目前最常用的概念。預(yù)應(yīng)力鋼材是更經(jīng)濟(jì)的材料。 而給混凝土施加預(yù)加力后，混凝土和高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材可以協(xié)同工作至極限破壞狀態(tài)，從而充分發(fā)揮了高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼材的材料強(qiáng)度。在被張拉的預(yù)應(yīng)力筋中存在預(yù)拉應(yīng)力。這可以改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫和變形性能，從而使構(gòu)件更趨于一種彈性材料，提高了其耐久性和正常使用性能。 不同的預(yù)應(yīng)力筋線型對(duì)應(yīng)不同的預(yù)應(yīng)力等效荷載形式。 這里以簡(jiǎn)支梁的拋物線型預(yù)應(yīng)力筋為例來(lái)說(shuō)明如何計(jì)算預(yù)應(yīng)力等效荷載。 將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在二次拋物線預(yù)應(yīng)力筋的中點(diǎn)，則預(yù)應(yīng)力筋重心的曲線方程為： 由此，得出任一點(diǎn)剪力 由材料力學(xué)的概念可知， 224 xley ?xl ePV x ??? 2828lePdxdVp x ??? 我們還可以從前面的圖形中推導(dǎo)出如下兩個(gè)有用的概念： ? 保持預(yù)應(yīng)力筋的形狀不變，將其相對(duì)于梁的重心線上下平行移動(dòng)，那么該預(yù)應(yīng)力筋對(duì)梁橫向作用的等效荷載不變，但兩端偏心力距將隨其偏心距的變動(dòng)而變化。這時(shí)我們?nèi)匀豢梢越频恼J(rèn)為橫向等效荷載不變，而僅在發(fā)生位移的一端產(chǎn)生偏心力矩的變化。 這里要注意不等跨連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力筋的調(diào)整問(wèn)題。 實(shí)際工程中的連續(xù)梁中的預(yù)應(yīng)力筋曲線不可能是簡(jiǎn)單而理想化的拋物線尖角連接，而往往是增加一小段反向拋物線來(lái)平滑連接。 線性變換 定義： 當(dāng)連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力筋在每一跨內(nèi)的形狀保持不變而在各中間支座處被豎直地上下移動(dòng)位置，稱為 線性變換 。 連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力筋變位前的等效荷載簡(jiǎn)圖 連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力筋變位后的等效荷載簡(jiǎn)圖 預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力概念的理解 超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土在預(yù)加力作用下，結(jié)構(gòu)因受到強(qiáng)迫的撓曲變形或軸向伸縮變形，而在結(jié)構(gòu)多余約束處產(chǎn)生多余的約束力，從而引起結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力，這部分附加內(nèi)力一般稱為 預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力 。 次彎矩 ：在超靜定結(jié)構(gòu)中，由于多余約束的存在，約束了結(jié)構(gòu)的變形，產(chǎn)生了贅余反力，贅余反力在梁內(nèi)引起的彎矩值稱為次彎矩。稱這種次力矩為零的束筋位置為吻合束位置。由此可見(jiàn)，只要保持束筋在超靜定梁中的兩端位置不變，保持束筋在跨內(nèi)的形狀不變，只改變束筋在中間支點(diǎn)上的偏心矩，則梁內(nèi)混凝土壓力線不變，亦即主彎矩不變，這稱為超靜定梁中的預(yù)應(yīng)力束筋的線性轉(zhuǎn)換原則。 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1)．計(jì)算模型及參數(shù) 2)．預(yù)加力效應(yīng)分析 3)．抗裂與承載力驗(yàn)