无粘结预应力混凝土的受弯特性
在后张混凝土中,凡张拉后通过灌浆或其他措施使束与混凝土产生粘结力而不能发生纵向相对滑动的束叫做有粘结束;反之,凡拉张后永远容许预应力束对周围混凝土发生纵向相对滑动束叫做“无粘结”束。
承受弯矩的预应力混凝土构件,临界截面的弯曲破坏形式与配筋率、混凝土与预应力束之间的粘结程度、混凝土的抗压强度和预应力筋的极限抗拉强度等因素有关,弯曲破坏有下列三种形式:
由于拉区预应力筋及非预应力钢筋突然拉断而产生破坏。导致这种破坏发生井式炉的主要原因是截面上的预应力筋和非预应力钢筋的总量过少,它们不能承受已开裂的混凝土转给它们的附加拉力。由于这种破坏很突然,没有任何预兆。各国规范要求在设计时不允许出现这种破坏形式,一般用*小配筋率或M/M,的*小比值来保证、英国CPllo规定*少配筋不小于横截面面积的0.15%,美国规范ACI-318规定*少配筋不少于混凝土毛面积受拉一侧面积的0.4%。
若预应力混凝土构件配有过多的预应力筋和非预应力筋,通常会发生混凝土突然压碎,此时挠度很小,裂缝很细,钢筋没有达到抗拉强度,甚至在有些情况下仍在比例极限之内,这种构件的破坏也没有明显预兆.规范建议不采用这种构件。
一是由于这种构件不经济。二是在超静定结构中无法实现弯矩重分布。因为它取决于临界截面的转动能力,而超筋梁在破坏时转动能力差,往往产生局部破坏,从而影响整个结构的承载能力。
如果截面的配筋率在上述两者之间,预应力混凝土梁在开裂之后,穿心式千斤顶随着荷载的增加,拉区的裂缝不断升高和扩展,中和轴不断升高,受压区不断减小。预应力钢筋应力不断增大,构件挠度也很大,约在破坏荷载的95%时受压区混凝土出现纵向裂缝,混凝土压坏,预应力筋接近破坏强度,非预应力筋屈服,裂缝宽度很宽,导致压区混凝土压碎。破坏前有明显的预兆。因此,规范要求在设计中应设计成适筋梁。在超静定结构设计中.为了保证弯矩**重分布,要求配筋率低一些。