8.对于第(1)个问题:如果在受拉区布置的A
过多,张拉A
时可能会导致受压区(所谓受压区是指在使用荷载作用下受压)产生较大的拉应力而使混凝土开裂,故而,需要在受压区布置A
。从承载力角度看,A
会使受弯承载力降低。
第(2)个问题可以这样理解:受荷前,由于预加力,A
重心处混凝土已经产生的压缩
变形,为
。荷载作用后,受压区混凝土进一步受到压缩,直至受压边缘的应变达到抗压极限变形ε
=0.0033,混凝土被压碎。此时,一般认为A
重心处混凝土的压应变为0.002。这样,从加荷到最后破坏,A
重心处混凝土的压缩变形增量为(0.002-ε
)。由于粘结,A
受到同样大小的压缩,钢筋中的预应力降低为(0.002-ε
)E
。若以压为正,拉为负,则受压预应力钢筋A
的最终应力为:
将
代入上式,并按钢筋抗压强度取值定义,取f
=0.002E
,
则上式可以变形为:
对先张法构件来说,α
σ
相当于弹性压缩损失σ
。
至于A
的应力是拉应力还是压应力,需要看
的取值,《公路混凝土规范》中将A;的应力标为压,也就是以压为正,拉为负;《混凝土规范》中,将A
的应力标为拉,按照
取值,那就是以拉为正,压为负。两者本质上是一样的。
问题(3)情况稍微复杂些。为说明σ
,先解释一下σ
,二者的区别只在于σ
是对于A
而言的,位于受拉区。而解释σ
,从预应力混凝土轴心受拉构件入手比较容易。如下:
对于先张法构件,完成两批预应力损失之后承受外荷载之前为初始状态,此时,预应力钢筋的有效预应力为
,而混凝土则受压,应力为σ
。若承受一逐渐增大的轴心拉力,则某时刻必然会使混凝土的应力为零(称怍"消压"),混凝土的应力由σ
。变为零,变化量为σ
相应地,预应力钢筋应力(拉应力)则会在原来基础上增大α
σ
,成为
。
对于后张法构件,初始时刻,预应力钢筋的有效预应力为
,混凝土受压,应力为σ
。消压时,预应力钢筋应力会在原来基础上增大α
σ
,于是成为
。
如果为预应力混凝土受弯构件,情况与上面类似,只不过,截面上混凝土的应力会因位置不同而不同,因此,需要指明一个位置然后才能谈应力的变化,这个位置取在预应力钢筋合力点处,可保证钢筋应力与混凝土应力之间只差一个α
倍。
必须指出,以上对σ
的分析是基于《混凝土规范》的(该规范中,6项预应力损失中不包括混凝土弹性压缩引起的损失),由于《公路混凝土规范》中将混凝土弹性压缩引起的损失记作σ
,
故按照该规范的规定,对于先张法构件,应是
,这相当于将σ
中包含的σ
减去后再加上;对于后张法构件,仍为
。