地基水平阻力引起底板预应力损失的计算方法
【专利摘要】地基水平阻力引起底板预应力损失的计算方法，包括以下步骤：1)根据预应力底板端部预应力钢筋的张拉控制应力和面积，计算底板端部混凝土等效预应力σpc0；2)计算系数β值；3)计算底板混凝土预应力损失σl值，计算底板混凝土有效预应力σx值。本发明的目的在于针对由地基水平阻力引起的预应力损失提出一种计算方法，该方法可方便的计算预应力底板各个截面的预应力损失，计算过程简单，结果准确，从而为预应力混凝土构件的设计提供依据。
【专利说明】地基水平阻力引起底板预应力损失的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及预应力混凝土结构【技术领域】，尤其是涉及预应力混凝土结构技术中混 凝土法向应力的计算方法，可将其用于预应力混凝土底板中由地基水平阻力引起的预应力 损失的计算。
【背景技术】
[0002] 由于受到施工状况、材料性能和环境条件等因素的影响，预应力结构中国预应力 钢筋的预拉应力在施工和使用过程中将会逐渐减少，该种减少的预应力称为预应力钢筋预 应力损失，混凝土的预应力相应产生损失。因此，要使预应力结构长时间获得所需的有效拉 力，除根据承受载荷的情况和结构的使用性能确定张拉控制应力外，关键点还涉及预应力 损失值的准确估算。
[0003] 预应力损失估算准确与否，对预应力结构的安全性能和使用性能（如结构的抗裂 性、裂缝、挠度和反拱等）将产生很大的影响。因为预应力损失预估过大，结构中的混凝土 将承受过高的持续拉力，产生过大的反拱度，对结构和使用产生不利的影响，同时造成材料 的浪费；反之，当预应力损失预估不足时，将导致结构的过早开裂，达不到预压的效果，甚至 影响结构的安全性，故准确地估计和计算预应力的损失在预应力结构设计中是非常重要的 环节。
[0004] 根据目前的研究，预应力损失按照损失完成的时间分为瞬时损失和长期损失两 类，瞬时损失是指预应力施加时短时间内造成的损失，例如锚具变形和钢筋滑移、混凝土弹 性压缩、分批张拉等引起的损失；长期损失指的是考虑了材料的时间效应引起的预应力损 失，主要包括混凝土的收缩、徐变和钢筋预应力松弛引起的损失。《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)中对上述各种预应力损失均给出常规计算方法和计算公式。但是对于一些 特殊的预应力构件，如位于地基上的预应力底板，当水平张拉预应力钢筋时，由于地基与底 板之间存在的摩擦，该摩擦限制了底板的变形，底板中部混凝土的预应力小于端部预应力， 从而产生了预应力损失，及该预应力的损失是由地基的水平阻力引起。该种预应力的计算 在上述《混凝土结构设计规范》没有给出，该预应力的损失计算是目前预应力底板技术的难 点，损失力饿不确定性严重影响了预应力底板的发展。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种由地基水平阻力引起的底板预应力损失的计算方法， 该方法可方便的计算出预应力底板各个不同截面的预应力损失，采用的技术方案是：地基 水平阻力引起底板预应力损失的计算方法，该方法包括以下步骤：（1)根据预应力底板端 部预应力钢筋的张拉控制应力和面积，计算底板端部混凝土等效预应力〇 p。。；
[0006] (2)根据底板厚H、长度L、地基水平阻力系数Cx、混凝土弹性模量E，由公式
【权利要求】
1. 地基水平阻力引起底板预应力损失的计算方法，该方法包括以下步骤：
(1) 根据预应力底板端部预应力钢筋的张拉控制应力和面积，计算底板端部混凝土等 效预应力C p。。； (2) 根据底板厚H、长度L、地基水平阻力系数Cx、混凝土弹性模量E，由公式 计算系数P值；
计算底板混凝土有效预应力〇x值。
2. 按照权利要求1所述的底板预应力损失的计算方法，其特征在于：所述步骤（1)中， 计算底板端部混凝土等效预应力〇 _的计算公式为
其中-端部预应力钢筋的有效预应力（N/mm2); 〇 PC0一端部混凝土的有效预应力（N/mm2); Ap-预应力钢筋面积（mm2); Ac一预应力底板端部面积（mm2)。
3. 按照权利要求1所述的底板预应力损失的计算方法，其特征在于：所述步骤（2)中， 3值的计算为：在底板任意点X处，截取一段dx长的微体，微体的高度取全高H，其厚度 为t，位移为u，微体左右两侧的压应力为预应力钢筋对底板长生的有效预应力，分别为〇 x、〇 x+d〇 x，底部为地基对底板的剪应力T，取水平投影，列平衡方程E X = O : (〇 x+d 〇 x) Ht- 〇 xHt+ T tdx = O，即：
此微分方程的通解： ii = Ach ( P X) +Bsh ( @ X)。
4.按照权利要求2所述的预应力损失的计算方法，其特征在于：所述步骤（3)中，底板 混凝土预应力损失〇 i值的计算为： 由边界条件 X = 0, u = 0, Ach (O) = 0,得 A = O
【文档编号】G06F19/00GK104331610SQ201410571486
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】李玉莹, 高峰, 李清华 申请人:李玉莹