预应力混凝土受弯构件设计计算方法
1 引言
在先前的文章中, 讨论了预应力混凝土的一些基本概念, 如下面的链接所示. 这个笔记follow着课程进度[5/3/2021至5/9/2021 Week 9], 简要描述了预应力混凝土受弯构件设计计算方法, 内容仅为教学使用.
预应力混凝土结构的概念(Prestressed Concrete)
预加应力的方法与设备(Prestressed Concrete)
桥梁预应力混凝土结构设计计算采用近似概率极限状态设计法。具体设计计算应满足《公路桥规》规定的承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算的各项要求。预应力混凝土受弯构件设计计算需要特别考虑的问题之一是构件在受力全过程中经历不同的受力阶段，根据预应力混凝土结构或构件采用的施工方法以及预应力钢筋布置，确定设计状况及相应的极限状态后进行设计计算，以反映结构或构件的实际受力阶段和受力状况，这是至关重要的。
2 持久状况计算回顾
持久状况是指在结构使用过程中一定出现且持续期很长的设计状况，其持续期一般与设计使用年限为同一数量级。对公路桥涵而言，是对应于桥涵使用过程正常情况下的设计状况。这个阶段持续的时间很长，要对桥涵结构所有预定功能进行设计，必须进行结构承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计计算。按持久状况设计预应力混凝土受弯构件，应计算其使用阶段的应力，并不应超过限值。详见<持久状况计算>. 此外, 拉压杆模型是一种混凝土构件D区承载力计算模型，按持久状况承载能力极限状态进行配筋计算. 详见<深受弯构件(3)---拉压杆计算模型(Strut-and-Tie Model)>.
3 持久状况承载力计算
(1) 受弯构件的正截面承载力计算: 确定所需要的纵向受力钢筋(预应力钢筋和非预应力钢筋)数量及在正截面上的布置。
(2) 受弯构件的斜截面承载力计算: 确定受弯构件所需要的箍筋数量及布置间距、预应力钢筋的弯起位置，以及截面尺寸是否符合要求。
(3) 端部锚固区承载力计算: 对后张法预应力混凝土构件主要是锚下局部区和总体区计算，确定锚下间接钢筋数量及布置;对先张法预应力混凝土构件，主要是预应力钢筋的锚固长度及传递长度计算。
4 持久状况和短暂状况的构件应力计算
(1) 持久状况构件的应力计算: 基于预应力混凝土受弯构件受力的使用阶段而进行的设计计算，包括：①受弯构件截面的混凝土法向正应力；②预应力钢筋的拉应力；③截面的混凝土主应力计算。计算应力值都不得超过规定的限值。
(2) 短暂状况构件的应力计算: 基于预应力混凝土受弯构件的施工阶段而进行的设计计算；在设计上主要是进行短暂状况构件截面的混凝土应力计算；必要时进行构件的变形计算。
5 持久状况正常使用阶段的计算
(1) 受弯构件的抗裂性验算: 对全预应力混凝土和部分预应力混凝土A类构件，要进行构件正截面和斜截面的抗裂性验算。对部分预应力混凝土B类构件，要进行构件混凝土最大弯曲裂缝宽度的验算。
(2) 受弯构件的挠度与变形的验算。
