混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的性能與設(shè)計

1、河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容預(yù)應(yīng)力的分類及預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力的分類及預(yù)應(yīng)力損失 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計算預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計算 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件提要基本概念基本概念預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類p 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料p 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點預(yù)應(yīng)力混凝土的特點河南工業(yè)大

2、學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.1.1 一般概念n普通混凝土普通混凝土RC（Reinforced Concrete）的主要缺點）的主要缺點 抗裂性差抗裂性差 混凝土的極限拉應(yīng)變很小，混凝土的極限拉應(yīng)變很小，在使用荷載作用下受拉區(qū)混在使用荷載作用下受拉區(qū)混凝土開裂凝土開裂，使構(gòu)件的剛度降低，變形增大，影響適用性和，使構(gòu)件的剛度降低，變形增大，影響適用性和耐久性。耐久性。 高強度材料應(yīng)用受到限制高強度材料應(yīng)用受到限制 允許裂縫寬度為允許裂縫寬度為0.20.3mm的構(gòu)件，受拉鋼筋應(yīng)力只的構(gòu)件，受拉鋼筋應(yīng)力只能達(dá)到能達(dá)到150250MPa左右。左右。 在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強度的鋼筋

3、是不能充在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強度的鋼筋是不能充分發(fā)揮作用的。分發(fā)揮作用的。 問題的關(guān)鍵問題的關(guān)鍵：混凝土抗拉能力很低，應(yīng)設(shè)法減小其拉應(yīng)力混凝土抗拉能力很低，應(yīng)設(shè)法減小其拉應(yīng)力 解決方法解決方法：對荷載作用下的受拉區(qū)混凝土施加預(yù)拉應(yīng)力，：對荷載作用下的受拉區(qū)混凝土施加預(yù)拉應(yīng)力，以減小或抵消受荷后的拉應(yīng)力。以減小或抵消受荷后的拉應(yīng)力。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院qk=10kN/mL0跨度為跨度為5.2m的簡支梁，截面尺寸為的簡支梁，截面尺寸為200mm450mm，作用均，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m，均布恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值均布恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=5kN/

4、m?；脽羝脽羝?6河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院產(chǎn)生上述問題原因主要是因為產(chǎn)生上述問題原因主要是因為混凝土的抗拉強度太低混凝土的抗拉強度太低，導(dǎo)致，導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降低。受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降低。鋼筋混凝土梁應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)時，如為增加剛度而加大截鋼筋混凝土梁應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)時，如為增加剛度而加大截面尺寸，會導(dǎo)致自重進一步增大，形成惡性循環(huán)。面尺寸，會導(dǎo)致自重進一步增大，形成惡性循環(huán)。如增加鋼筋來提高剛度，則鋼材的強度得不到充分利用，造如增加鋼筋來提高剛度，則鋼材的強度得不到充分利用，造成浪費。成浪費。采用高強鋼筋，按正截面承載力

5、要求可減少配筋，截面抗彎采用高強鋼筋，按正截面承載力要求可減少配筋，截面抗彎剛度基本與配筋面積成比例降低，故撓度變形控制難以滿足。剛度基本與配筋面積成比例降低，故撓度變形控制難以滿足。裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力基本成正比裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力基本成正比，一般，一般Mk=(0.50.7)My，如，如配筋按正截面承載力計算，配筋按正截面承載力計算，Mk下下sq=(0.450.6)fy。對于。對于HRB335級鋼筋，級鋼筋，fy =300MPa， sq =150210MPa，裂縫寬度，裂縫寬度已達(dá)已達(dá)(0.150.25)mm。如采用高強鋼筋，。如采用高強鋼筋，fy=650MPa，則，則sq =390510MPa

6、，裂縫寬度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過容許限值。，裂縫寬度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過容許限值。幻燈片幻燈片 6幻燈片幻燈片 6河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.1.1 一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土混凝土( (PC) )的概念的概念 預(yù)應(yīng)力混凝土就是在構(gòu)件承受外荷載之前，人為地預(yù)應(yīng)力混凝土就是在構(gòu)件承受外荷載之前，人為地預(yù)先通過張拉鋼筋對結(jié)構(gòu)使用階段產(chǎn)生拉應(yīng)力的混凝土預(yù)先通過張拉鋼筋對結(jié)構(gòu)使用階段產(chǎn)生拉應(yīng)力的混凝土區(qū)域施加壓力，構(gòu)件承受外荷載后，此項預(yù)壓應(yīng)力將抵區(qū)域施加壓力，構(gòu)件承受外荷載后，此項預(yù)壓應(yīng)力將抵消一部分或全部由外荷載所引起的拉應(yīng)力，從而推遲裂消一部分或全部由外荷載所引起的拉應(yīng)力，從而推遲裂縫的

7、出現(xiàn)和限制裂縫的開展?？p的出現(xiàn)和限制裂縫的開展。2hIeNANppppc2hIMc)2(2hIeNANhIMppppccb預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁0pcc)2(2hIeNANhIMppppccbtkpccf0tkpccf由于預(yù)加應(yīng)力pc較大，受拉邊緣仍處于受壓狀態(tài)，不會不會出現(xiàn)開裂；出現(xiàn)開裂；受拉邊緣應(yīng)力雖然受拉，但拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強度，一般不會出現(xiàn)開裂；一般不會出現(xiàn)開裂；受拉邊緣應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度，雖然會產(chǎn)生裂縫，但比鋼筋混凝土構(gòu)件（Np =0）的開裂明開裂明顯推遲，裂縫寬度也顯著減小。顯推遲，裂縫寬度也顯著減小。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.

8、1.1 一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的概念的概念河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.1.1 一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的概念的概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土的定義混凝土的定義p美國混凝土協(xié)會美國混凝土協(xié)會（ACI）對預(yù)應(yīng)力混凝土下的定義是：對預(yù)應(yīng)力混凝土下的定義是：“預(yù)應(yīng)力混預(yù)應(yīng)力混凝土是根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值與分布的內(nèi)應(yīng)力，用以全部或凝土是根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值與分布的內(nèi)應(yīng)力，用以全部或部分抵消外荷載應(yīng)力的一種加筋混凝土部分抵消外荷載應(yīng)力的一種加筋混凝土”。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.1.1 一般概念n 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理p

9、受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件+=n第一種概念：預(yù)加第一種概念：預(yù)加應(yīng)力能使混凝土在應(yīng)力能使混凝土在使用狀態(tài)下成為彈使用狀態(tài)下成為彈性材料；性材料；n第二種概念：預(yù)加第二種概念：預(yù)加應(yīng)力能使高強鋼筋應(yīng)力能使高強鋼筋和高強混凝土結(jié)合和高強混凝土結(jié)合并發(fā)揮各自的潛力；并發(fā)揮各自的潛力；n第三種概念：預(yù)加第三種概念：預(yù)加應(yīng)力實現(xiàn)荷載平衡。應(yīng)力實現(xiàn)荷載平衡。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院1010. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 先張法與后張法先張法與后張法n 全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力n 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力n 體內(nèi)預(yù)應(yīng)

10、力與體外預(yù)應(yīng)力體內(nèi)預(yù)應(yīng)力與體外預(yù)應(yīng)力 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 體外預(yù)應(yīng)力體外預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院先張法先張法 先張法就是張拉鋼筋先于混凝土構(gòu)件澆筑成型的先張法就是張拉鋼筋先于混凝土構(gòu)件澆筑成型的方法。先張法構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋和混凝土之間方法。先張法構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力傳遞。但是這種力的傳遞過程，需要經(jīng)過一的粘結(jié)力傳遞。但是這種力的傳遞過程，需要經(jīng)過一段傳遞段傳遞長度長度 ltr才能完成。才能完成。 先張法

11、先張法10 10. .1 1. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法張拉鋼筋澆筑混凝土剪斷鋼筋河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院后張法后張法 后張法就是在構(gòu)件澆筑成型后再張拉鋼筋的施工后張法就是在構(gòu)件澆筑成型后再張拉鋼筋的施工方法。后張法構(gòu)件中，預(yù)方法。后張法構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力主要靠鋼筋端部的錨具應(yīng)力主要靠鋼筋端部的錨具來傳遞。來傳遞。后張法后張法 后張法按照預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的關(guān)系，可分為有粘后張法按照預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的關(guān)系，可分為有粘結(jié)和無粘結(jié)兩類結(jié)和無粘結(jié)兩類。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院澆筑混凝土穿鋼筋、張拉、錨固灌漿河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工

12、業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院n 先張法先張法n 后張法后張法在臺座上張拉預(yù)應(yīng)在臺座上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至控制應(yīng)力力鋼筋至控制應(yīng)力 在臺座上張拉預(yù)應(yīng)在臺座上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至控制應(yīng)力力鋼筋至控制應(yīng)力 用夾具臨時固用夾具臨時固定預(yù)應(yīng)力鋼筋定預(yù)應(yīng)力鋼筋支模并澆灌混凝土支模并澆灌混凝土蒸汽養(yǎng)護至強度蒸汽養(yǎng)護至強度不低于不低于75%75%設(shè)計設(shè)計值值切斷預(yù)應(yīng)力筋切斷預(yù)應(yīng)力筋鋼筋回縮砼受壓鋼筋回縮砼受壓 先張法的基本工序先張法的基本工序澆灌混凝土制作澆灌混凝土制作構(gòu)件并預(yù)留孔道構(gòu)件并預(yù)留孔道養(yǎng)護混凝土到養(yǎng)護混凝土到規(guī)定的強度值規(guī)定的強度值 孔道穿筋并張拉預(yù)孔道穿筋并張拉預(yù)應(yīng)力筋至控制應(yīng)力應(yīng)力筋至控制應(yīng)力 在張拉端用錨具在

13、張拉端用錨具錨住預(yù)應(yīng)力鋼筋錨住預(yù)應(yīng)力鋼筋在孔道內(nèi)壓力灌漿在孔道內(nèi)壓力灌漿混凝土受壓混凝土受壓后張法的基本工序后張法的基本工序 圖 螺絲端桿錨具圖 JM12 錨具(a) 張拉端 (b) 分散式固定端 (c) 集中式固定端圖 鐓頭錨具圖 錐塞式錨具河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院圖 夾片式錨具河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .1 1. .4 4 錨具錨具n錨具的定義錨具的定義p錨具是錨具是后張法后張法中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝土上的永久性錨固裝置。土上的永久性錨固裝置。n夾具夾具p是是先張法先張法中為保

14、持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在臺座上的中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在臺座上的臨時性錨固裝置；或后張法中夾持預(yù)應(yīng)力筋的臨時性錨固臨時性錨固裝置；或后張法中夾持預(yù)應(yīng)力筋的臨時性錨固裝置。裝置。n夾具的性能要求夾具的性能要求p自錨性、自鎖性、松錨性、重復(fù)使用性、防銹性自錨性、自鎖性、松錨性、重復(fù)使用性、防銹性。錨具（夾具）主要依靠錨具（夾具）主要依靠摩阻摩阻、握裹握裹和和承壓承壓來加住或錨住鋼筋來加住或錨住鋼筋。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .1 1. .5 5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料n 鋼筋鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計值（預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計值（N/mm2）

15、預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力鋼鋼絞絞線線刻刻痕痕鋼鋼絲絲光光面面螺螺旋旋肋肋河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .1 1. .5 5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料n 混凝土混凝土p預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強度等級越高，能夠承受的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強度等級越高，能夠承受的預(yù)壓應(yīng)力也越高；預(yù)壓應(yīng)力也越高；p采用高強度等級的混凝土與高強鋼筋相配合，可以獲得較采用高強度等級的混凝土與高強鋼筋相配合，可以獲得較經(jīng)濟的構(gòu)件截面尺寸；經(jīng)濟的構(gòu)件截面尺寸；p高強度等級的混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也高，這一點對依靠高強度等級的混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也高，這一點對依靠粘結(jié)傳遞預(yù)應(yīng)力的先張法構(gòu)件

16、尤為重要。粘結(jié)傳遞預(yù)應(yīng)力的先張法構(gòu)件尤為重要。p混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定規(guī)定n預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于不應(yīng)低于C30；n當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強度等級凝土強度等級不宜低于不宜低于C40。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .1 1. .6 6 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點預(yù)應(yīng)力混凝土的特點n 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點預(yù)應(yīng)力混凝土的特點n優(yōu)點優(yōu)點p提高了構(gòu)件的抗裂能力提高了構(gòu)件的抗裂能力p增大了構(gòu)件的剛度增大了構(gòu)件的剛度p充分利用高強度材料充分利

17、用高強度材料p擴大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍擴大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍n局限性局限性p施工工序多施工工序多p施工技術(shù)要求高施工技術(shù)要求高p造價高造價高河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力p 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p 預(yù)應(yīng)力損失的分類預(yù)應(yīng)力損失的分類河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .1 1 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力 n 張拉控制應(yīng)力的定義張拉控制應(yīng)力的定義p張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時，張拉設(shè)備的張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時，張拉設(shè)備的測力儀表測力儀表所指示的總所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出的拉應(yīng)力值，以張拉力除

18、以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出的拉應(yīng)力值，以 表示。表示。p對于如鋼制錐形錨具對于如鋼制錐形錨具等一些因錨具構(gòu)造影等一些因錨具構(gòu)造影響而存在錨圈口摩阻響而存在錨圈口摩阻力的錨具力的錨具, , 是是指經(jīng)指經(jīng)過錨具、扣除此摩阻過錨具、扣除此摩阻力后的（錨下）應(yīng)力力后的（錨下）應(yīng)力值。因此值。因此, , 是指張是指張拉預(yù)應(yīng)力筋時的錨下拉預(yù)應(yīng)力筋時的錨下張拉控制應(yīng)力。張拉控制應(yīng)力。 conconconcon河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .1 1 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力n 過大時可能出現(xiàn)的問題過大時可能出現(xiàn)的問題p 個別鋼筋可能被拉斷個別鋼筋可能被拉斷p 施工階段

19、可能會引起構(gòu)件開裂施工階段可能會引起構(gòu)件開裂p 后張法構(gòu)件端部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞后張法構(gòu)件端部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞p 使開裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生脆性破壞使開裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生脆性破壞p 增大預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛損失增大預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛損失n 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力上限值上限值n 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力下限值下限值: : 0.4 fptk 0.5fpyk conconconptk0.75fconpyk0.85fconptk0.70 f河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院 由于預(yù)應(yīng)力的通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，由于預(yù)應(yīng)力的通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，凡是能使預(yù)應(yīng)力筋凡是

20、能使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有：主要有： 錨固損失：錨固損失：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移摩擦損失：摩擦損失：在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，后張法在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦道壁之間的摩擦，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點處，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點處的摩擦，也會使張拉應(yīng)力造成損失。的摩擦，也會使張拉應(yīng)力造成損失?；炷恋氖湛s和徐變引起的損失混凝土的收縮和徐變引起的損失松弛損失松弛損失：長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長期作用下：長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長期作

21、用下會產(chǎn)生會產(chǎn)生松弛松弛，會引起預(yù)應(yīng)力損失。，會引起預(yù)應(yīng)力損失。溫差損失：溫差損失：先張法中的先張法中的熱養(yǎng)護引起的溫差損失熱養(yǎng)護引起的溫差損失彈性壓縮損失：彈性壓縮損失：混凝土彈性壓縮，后張法中后拉束對先張混凝土彈性壓縮，后張法中后拉束對先張拉束造成的壓縮變形而產(chǎn)生拉束造成的壓縮變形而產(chǎn)生分批張拉損失分批張拉損失等。等。1.1.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 l1 預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時，由于錨具受力后變形、墊板縫隙的擠預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時，由于錨具受力后變形、墊板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失記為緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起

22、的預(yù)應(yīng)力損失記為 l1。對直線預(yù)應(yīng)力筋，對直線預(yù)應(yīng)力筋，1lsaEl 當(dāng)為曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋時，由于鋼筋回縮受到曲線當(dāng)為曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋時，由于鋼筋回縮受到曲線孔道反向摩擦力的影響，孔道反向摩擦力的影響，l1要降低要降低, ,而且構(gòu)件各截面所而且構(gòu)件各截面所產(chǎn)生的損失值不盡相同，離張拉端越遠(yuǎn)，其值越小。產(chǎn)生的損失值不盡相同，離張拉端越遠(yuǎn)，其值越小。至離張拉端某一距離至離張拉端某一距離lf，預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失l1降為零，此距離降為零，此距離為反向摩擦影響長度。為反向摩擦影響長度。 )1)(2con1fcfllxrlscon 1000()fcaElr減少減少l1損失的措施有損失的措施有： 1 1） 選

23、擇錨具變形小或是預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具、夾具。選擇錨具變形小或是預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具、夾具。2 2）盡量少用墊板，因每增加一塊墊板，）盡量少用墊板，因每增加一塊墊板，值就增加值就增加1mm1mm。3 3） 對于先張法，可對于先張法，可增加臺座長度。因增加臺座長度。因l1值與臺座長度成反值與臺座長度成反比。采用先張法生產(chǎn)的構(gòu)件，當(dāng)臺座長度為比。采用先張法生產(chǎn)的構(gòu)件，當(dāng)臺座長度為100m100m以上時，以上時，l1可忽略不計?？珊雎圆挥嫛?河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼

24、筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失n預(yù)應(yīng)力筋受力示意圖預(yù)應(yīng)力筋受力示意圖n受力特點受力特點N NF F預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋運動方向運動方向conApconcons sl2l2conApp長度效應(yīng)：長度效應(yīng)：接觸摩接觸摩擦力擦力，與鋼筋的拉，與鋼筋的拉力和長度成正比；力和長度成正比；p曲率效應(yīng)：曲率效應(yīng)：擠壓摩擠壓摩擦力擦力，與表面壓力，與表面壓力成正比；成正比；p距離張拉端越遠(yuǎn)，距離張拉端越遠(yuǎn)，摩擦阻力的累積值摩擦阻力的累積值越大越大2l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p 的公式建立的公式建立n 法向平衡條件法向平衡條件10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失dd

25、 dx xA Ap p x xA Ap p( ( x x+d+d x x) )dPdFd d s sconcons sl2l2sconApx xpp2sindsin2d2ddxxPAA pddxPA n切向平衡條件切向平衡條件pdcdos2dxFA pddxAF n摩擦力由曲率效應(yīng)和長度效應(yīng)兩部分組成摩擦力由曲率效應(yīng)和長度效應(yīng)兩部分組成pdddxPFAxpppdddxxxAAAx dddxxx 2l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p 的公式建立的公式建立n 對上式積分對上式積分10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失xxxxl00ddd2concon)(ln)l

26、n(con2conxlxle11con2n當(dāng)時當(dāng)時0.3x 2conlx 2!1) 1(1ennnxxnxp 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)的的取值取值p 減少減少 的方法的方法n一端張拉另一端補拉一端張拉另一端補拉n兩端同時張拉兩端同時張拉n超張拉超張拉n超張拉的程序超張拉的程序2minconconcon01.10.85 2l2l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p加熱養(yǎng)護時，張拉鋼筋與設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失加熱養(yǎng)護時，張拉鋼筋與設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失n產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因n 減少損失的方法減少損失的方法兩階段升溫養(yǎng)護；采用鋼模

27、生產(chǎn)兩階段升溫養(yǎng)護；采用鋼模生產(chǎn)p升溫時，混凝土未結(jié)硬，臺座固定不動，鋼筋長度不變，因此預(yù)應(yīng)升溫時，混凝土未結(jié)硬，臺座固定不動，鋼筋長度不變，因此預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。力筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。p降溫時，混凝土達(dá)到一定強度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具有粘結(jié)作用，降溫時，混凝土達(dá)到一定強度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具有粘結(jié)作用，兩者共同回縮，已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失無法恢復(fù)。兩者共同回縮，已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失無法恢復(fù)。n計算方法計算方法3lsssslltEEEEtll 5532.0101.010 2lsEttt 3l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 1

28、0. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失n應(yīng)力松弛的定義應(yīng)力松弛的定義n 減少損失的方法減少損失的方法p 超張拉超張拉p 超張拉的張拉程序超張拉的張拉程序p應(yīng)力松弛是指鋼筋受力后，在長度不變的條件下，鋼筋應(yīng)力隨時間的應(yīng)力松弛是指鋼筋受力后，在長度不變的條件下，鋼筋應(yīng)力隨時間的增長而降低的現(xiàn)象。增長而降低的現(xiàn)象。con01.03 2minconcon01.05 n 超張拉的工作原理超張拉的工作原理n超張拉下短時間內(nèi)發(fā)生的損失在低應(yīng)力下需要較長時間；超張拉下短時間內(nèi)發(fā)生的損失在低應(yīng)力下需要較長時間；n持荷持荷2分鐘可

29、使相當(dāng)一部分松弛損失發(fā)生在鋼筋錨固之前，則錨固后松弛分鐘可使相當(dāng)一部分松弛損失發(fā)生在鋼筋錨固之前，則錨固后松弛損失減小。損失減小。4l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失n松弛損失的計算松弛損失的計算松弛損失的計算松弛損失的計算鋼絲、鋼絞線鋼絲、鋼絞線熱處理鋼筋熱處理鋼筋普通松弛普通松弛低松弛低松弛一次張拉一次張拉超張拉超張拉40.4(0.5)conlconptkf 當(dāng)當(dāng)onon0.7fptk時時con4conptk0.1250.5lf 當(dāng)當(dāng)0.7fpt

30、kcon0.8fptk時時con4conptk0.20.5lf 40.05lcon 40.035lcon 4l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失n時間對預(yù)應(yīng)力損失的影響時間對預(yù)應(yīng)力損失的影響10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p考慮時間影響的預(yù)考慮時間影響的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失值，可由上述的預(yù)值，可由上述的預(yù)應(yīng)力損失值計算公應(yīng)力損失值計算公式乘以以下表中相式乘以以下表中相應(yīng)的系數(shù)應(yīng)的系數(shù)( (隨時間隨時間變化的預(yù)應(yīng)力損失變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)系

31、數(shù)) )確定。確定。隨時間變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)隨時間變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)4l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p混凝土收縮和徐變混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失n混凝土的收縮和徐變，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度的混凝土的收縮和徐變，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度的縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。n由于收縮和徐變是同時隨時間產(chǎn)生的，且二者的影響因素、由于收縮和徐變是同時隨時間產(chǎn)生的，且二者的影響因素、變化規(guī)律較為相似，變化規(guī)律較為相似，規(guī)范規(guī)范將二者合并考慮。將二者

32、合并考慮。n影響收縮、徐變損失的主要因素影響收縮、徐變損失的主要因素p 構(gòu)件配筋率構(gòu)件配筋率p 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時混凝土的預(yù)壓應(yīng)力值張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時混凝土的預(yù)壓應(yīng)力值p 混凝土的強度等級混凝土的強度等級5l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p混凝土收縮和徐變混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失n預(yù)應(yīng)力損失的計算方法預(yù)應(yīng)力損失的計算方法560340115pcculf 560340115pcculf 先張法先張法555300115pcculf 555300115pcculf 后張法后張法n 減少損失的措施減少損失的措施

33、p 所有能夠減少混凝土的收縮和徐變的措施都可以降低預(yù)所有能夠減少混凝土的收縮和徐變的措施都可以降低預(yù)應(yīng)力損失應(yīng)力損失5l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p螺旋式預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形構(gòu)件砼局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失螺旋式預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形構(gòu)件砼局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失n環(huán)形構(gòu)件的施工環(huán)形構(gòu)件的施工用混凝土或噴射砂漿建造池壁用混凝土或噴射砂漿建造池壁纏絲機沿圓周方向把鋼纏絲機沿圓周方向把鋼絲纏繞在池壁上并錨固絲纏繞在池壁上并錨固池壁敷設(shè)噴射砂漿作保護層池壁敷設(shè)噴射砂漿作保護層纏絲機的施工纏絲機的施工n損失的計算方法損失的計算方法116lssd

34、ddddEEd 當(dāng)構(gòu)件直徑當(dāng)構(gòu)件直徑 d3m時，時， =30N/mm2;當(dāng)構(gòu)件直徑當(dāng)構(gòu)件直徑 d3m時，時， =0。6l6l6l河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合損失的分階段組合n先張法與后張法的預(yù)應(yīng)力損失組合先張法與后張法的預(yù)應(yīng)力損失組合l3l5l l4 4l1先張法先張法l2l6l5l4l2l1后張法后張法河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合損失的分階段組合n 在實際計算中，以在實際計算中，以“

35、預(yù)壓預(yù)壓”為界，把預(yù)應(yīng)力損失分成兩批。為界，把預(yù)應(yīng)力損失分成兩批。n 預(yù)壓預(yù)壓的定義的定義p對對先張法先張法，指放松預(yù)應(yīng)力筋，開始給砼施加預(yù)應(yīng)力的時刻；，指放松預(yù)應(yīng)力筋，開始給砼施加預(yù)應(yīng)力的時刻；p對對后張法后張法，指張拉預(yù)應(yīng)力筋至，指張拉預(yù)應(yīng)力筋至 concon 并加以錨固的時刻。并加以錨固的時刻。n 各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件后張法構(gòu)件預(yù)壓前預(yù)壓前(第一批第一批)的損失的損失 預(yù)壓后預(yù)壓后(第二批第二批)的損失的損失 n 混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范對預(yù)應(yīng)力損失值的對預(yù)應(yīng)力損失值的最小規(guī)定值最小規(guī)定值p對對先張

36、法先張法構(gòu)件，構(gòu)件，100N/mm2p對對后張法后張法構(gòu)件，構(gòu)件，80N/mm21234llll12ll456lll5lll河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p混凝土的彈性壓縮（或伸長）混凝土的彈性壓縮（或伸長）l0l1ln混凝土、混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)非預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力筋的應(yīng)變變化量相等。的應(yīng)變變化量相等。scps cspspsscEEE pcscsccscpsscEsEEEE n 公式的應(yīng)用：公式的應(yīng)用：n先找出構(gòu)件中這種鋼筋與混凝土先找出構(gòu)件中這種鋼筋與混凝土“協(xié)調(diào)變形協(xié)調(diào)變形”的起點，然后，欲求其的起點，然后

37、，欲求其后任一狀態(tài)的鋼筋應(yīng)力，只需以起點應(yīng)力為基礎(chǔ)，求出相對于起點的后任一狀態(tài)的鋼筋應(yīng)力，只需以起點應(yīng)力為基礎(chǔ)，求出相對于起點的應(yīng)力變化量（含彈性伸縮及預(yù)應(yīng)力損失兩部分），最后疊加即可。應(yīng)力變化量（含彈性伸縮及預(yù)應(yīng)力損失兩部分），最后疊加即可。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時混凝土彈性變形混凝土彈性變形的考慮的考慮n分批張拉的應(yīng)力變化分批張拉的應(yīng)力變化第第批預(yù)批預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力鋼筋如果不計損失，第如果不計損失，第1批預(yù)應(yīng)批預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力大小為力鋼筋的預(yù)應(yīng)力大小

38、為第第2批預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的同時，批預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的同時，構(gòu)件將縮短，第構(gòu)件將縮短，第1批預(yù)應(yīng)力筋批預(yù)應(yīng)力筋的實際預(yù)應(yīng)力將小于的實際預(yù)應(yīng)力將小于第第批預(yù)批預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力鋼筋n后張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用分批張拉時，應(yīng)考慮后批張拉鋼筋所產(chǎn)生的后張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用分批張拉時，應(yīng)考慮后批張拉鋼筋所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮混凝土彈性壓縮( (或伸長或伸長) )對先批張拉鋼筋的影響；對先批張拉鋼筋的影響；n考慮方法：考慮方法：p將先批張拉鋼筋的張拉控制應(yīng)力值將先批張拉鋼筋的張拉控制應(yīng)力值 增加增加(或減小或減小) 。p 為后批張拉鋼筋在先批張拉鋼筋重心處產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力為后批張拉鋼筋在先批張拉鋼筋重心

39、處產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力。conconEpci pciconcon河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .3 3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布p先張法先張法預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度ltr 和錨固長度和錨固長度lan傳遞長度傳遞長度 ltr 的概念：的概念：p 有效預(yù)應(yīng)力的分布有效預(yù)應(yīng)力的分布p指從預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力指從預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為零的端部到應(yīng)力為為零的端部到應(yīng)力為 的這一段長度的這一段長度。p傳遞長度內(nèi)粘結(jié)應(yīng)力傳遞長度內(nèi)粘結(jié)應(yīng)力的合力應(yīng)等于預(yù)應(yīng)力的合力應(yīng)等于預(yù)應(yīng)力鋼 筋 的 有 效 預(yù) 拉鋼 筋 的 有 效 預(yù) 拉力力 。n傳遞長度

40、傳遞長度 ltr 的計算的計算ltrltrs spe e粘結(jié)粘結(jié)應(yīng)力應(yīng)力混凝土混凝土預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力s spepe預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力petrtkldf 鋼筋的外形系數(shù)鋼筋的外形系數(shù)ppeApe河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .3 3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布p先張法先張法預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度ltr 和錨固長度和錨固長度lan預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固長度預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固長度 la 的概念的概念p當(dāng)構(gòu)件在外荷載作用下達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)當(dāng)構(gòu)件在外荷載作用下達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力達(dá)到抗拉強

41、度設(shè)計值力達(dá)到抗拉強度設(shè)計值 fpy，為了使預(yù)應(yīng)力鋼筋不致被拔出，預(yù)應(yīng)力，為了使預(yù)應(yīng)力鋼筋不致被拔出，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力從端部的零到鋼筋應(yīng)力從端部的零到 fpy 的這一段長度的這一段長度 la 。n計算先張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜計算先張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜截面受彎承載力時，錨固長度范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強度截面受彎承載力時，錨固長度范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強度設(shè)計值在錨固起點處應(yīng)取為零，在錨固終點處應(yīng)取為設(shè)計值在錨固起點處應(yīng)取為零，在錨固終點處應(yīng)取為 fpy，兩點之間可按線性內(nèi)插法確定。兩點之間可按線性內(nèi)插法確定。n預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固長度預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固長

42、度 la 的計算公式的計算公式pytafldf 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .3 3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布p后張法構(gòu)件有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布后張法構(gòu)件有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布n后張法構(gòu)件中，摩擦損失在張拉端為零，然后逐漸增大，至后張法構(gòu)件中，摩擦損失在張拉端為零，然后逐漸增大，至錨固端達(dá)最大值；錨固端達(dá)最大值；n若為直線預(yù)應(yīng)力鋼筋，則沿構(gòu)件長度其他各項損失值不變。若為直線預(yù)應(yīng)力鋼筋，則沿構(gòu)件長度其他各項損失值不變。n因此，沿構(gòu)件長度預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力是不同的，在混因此，沿構(gòu)件長度預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力是不同

43、的，在混凝土中建立的有效預(yù)應(yīng)力也是變化的凝土中建立的有效預(yù)應(yīng)力也是變化的n張拉端最大，錨固端最小張拉端最大，錨固端最小n其分布規(guī)律同摩擦損失其分布規(guī)律同摩擦損失n計算后張法構(gòu)件時，必須特別注意針對的是構(gòu)件哪個截面。計算后張法構(gòu)件時，必須特別注意針對的是構(gòu)件哪個截面。若為曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋，則沿構(gòu)件長度若為曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋，則沿構(gòu)件長度sl5也也是變化的，應(yīng)力分是變化的，應(yīng)力分布較復(fù)雜。布較復(fù)雜。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .4 4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工的施工板板面面預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋

44、筋固固定定端端板板面面預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋張張拉拉端端錨錨具具板板面面預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋張張拉拉端端河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .4 4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)板板面面預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力筋筋張張拉拉端端模模板板p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工的施工河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10 10. .2 2. .4 4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)nJGJ 92-2004無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)程的技術(shù)規(guī)

45、程p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點的優(yōu)點n結(jié)構(gòu)自重輕結(jié)構(gòu)自重輕n施工簡便、速度快施工簡便、速度快n抗腐蝕能力強抗腐蝕能力強n使用性能良好使用性能良好n防火性能滿足要求防火性能滿足要求n抗震性能好抗震性能好n應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p 先張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析先張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析p 后張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析后張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析p 先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院p本節(jié)符號的規(guī)定本節(jié)符號的規(guī)定n Ap預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積n As非預(yù)

46、應(yīng)力鋼筋的截面面積非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積n Ac混凝土截面面積混凝土截面面積n 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力n 非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力n 混凝土的應(yīng)力混凝土的應(yīng)力n 以受拉為正以受拉為正n , 以受以受壓壓為正為正pepepcsspc河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.1 10.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)特定時刻的特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)施工階段施工階段 使用階段使用階段 放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，壓縮混凝土放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，壓縮混凝土（完成第一批預(yù)應(yīng)力損失）（完成第一批預(yù)應(yīng)力

47、損失） 完成第二批預(yù)應(yīng)力損失完成第二批預(yù)應(yīng)力損失加荷至砼預(yù)壓應(yīng)力被抵消加荷至砼預(yù)壓應(yīng)力被抵消 繼續(xù)加荷至砼即將開裂繼續(xù)加荷至砼即將開裂 加荷直至構(gòu)件破壞加荷直至構(gòu)件破壞 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.1 10.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，壓縮混凝土放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，壓縮混凝土( (完成第一批預(yù)應(yīng)力損失完成第一批預(yù)應(yīng)力損失lI) ) 134llll pepcpcconEpcEspcsl pcespscpAAA spcEscpcppcEcon)(AAAlAsss Apspe n 由平衡條件得由平衡條件得 n此應(yīng)力狀態(tài)為此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段

48、承載能力計算的依據(jù)施工階段承載能力計算的依據(jù)。copnpcEssEpc()lAAAA p00conP()lANAA cEs0sEpAAAA n A0為為換算截面面積換算截面面積 pc河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.1 10.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p完成第完成第二二批預(yù)應(yīng)力損失批預(yù)應(yīng)力損失l 5,lllll I II II II II IpcespscpAAA conEpcIIppcIIcEspcII5s()()llAAA spc Asss Apspe n 由平衡條件得由平衡條件得 n先張法構(gòu)件中最終建立的混凝土先張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓

49、應(yīng)力有效預(yù)壓應(yīng)力pcpcconEpcEsp5pecsll conp5sPpc00()llAANAA 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.1 10.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p加荷至加荷至混凝土混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消預(yù)壓應(yīng)力被抵消時時 p0sspeANA 0conp5s()llNAA Asss Apspe n 由平衡條件得由平衡條件得 nN0 為為“消壓拉力消壓拉力”pespccon05p0ll conp5s0pc00()llAANAA N0N0n 外荷載產(chǎn)生的軸向拉力為外荷載產(chǎn)生的軸向拉力為N0 0p0c0AN 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑

50、學(xué)院10.3.1 10.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p繼續(xù)加荷至繼續(xù)加荷至混凝土混凝土即將即將開裂開裂 psrcsceppcANAA Asss Apspe n 由平衡條件得由平衡條件得 上式可作為使用階段對構(gòu)件進行上式可作為使用階段對構(gòu)件進行抗裂驗算的依抗裂驗算的依據(jù)據(jù)。spctkconEtkspe5Etkllfff NcrNcrn 外荷載產(chǎn)生的軸向拉力為外荷載產(chǎn)生的軸向拉力為 Ncrcrspc =ftkcrconEtkptkc5Estksconp5stkcEpEsspc0tk00tk0pctk0()() ()() ()llllNfAf AfAAAfAAAAf ANf AfA

51、河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.1 10.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p加荷至加荷至構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞 Asfs Apfpy NuNun由于軸心受拉構(gòu)件的由于軸心受拉構(gòu)件的裂縫沿正截面貫通，裂縫沿正截面貫通，則開裂后裂縫截面混則開裂后裂縫截面混凝土完全退出工作。凝土完全退出工作。隨著荷載繼續(xù)增大，隨著荷載繼續(xù)增大，當(dāng)裂縫截面上預(yù)應(yīng)力當(dāng)裂縫截面上預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力先后達(dá)到各的拉應(yīng)力先后達(dá)到各自的抗拉強度設(shè)計值自的抗拉強度設(shè)計值時，貫通裂縫驟然加時，貫通裂縫驟然加寬，構(gòu)件破壞。相應(yīng)寬，構(gòu)件破壞。相應(yīng)的軸向拉力極限值的軸向拉力極

52、限值( (即即極限承載力極限承載力) )為為Nu。 n 由平衡條件得由平衡條件得 upypysNfAf A n上式可作為使用階段對構(gòu)件進行上式可作為使用階段對構(gòu)件進行承載承載能力極限狀態(tài)計算能力極限狀態(tài)計算的依據(jù)。的依據(jù)。 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)特定時刻的特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力狀態(tài)施工階段施工階段 使用階段使用階段 張拉鋼筋至張拉鋼筋至 同同時壓縮砼時壓縮砼完成第一批預(yù)應(yīng)力損失完成第一批預(yù)應(yīng)力損失加荷至砼預(yù)壓應(yīng)力被抵消加荷至砼預(yù)壓應(yīng)力被

53、抵消 繼續(xù)加荷至砼即將開裂繼續(xù)加荷至砼即將開裂 加荷直至構(gòu)件破壞加荷直至構(gòu)件破壞 完成第二批預(yù)應(yīng)力損失完成第二批預(yù)應(yīng)力損失con河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p構(gòu)件上構(gòu)件上應(yīng)力變化的特點應(yīng)力變化的特點n非預(yù)應(yīng)力筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的非預(yù)應(yīng)力筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點起點在在張拉預(yù)應(yīng)力筋前張拉預(yù)應(yīng)力筋前，此時二者的起點，此時二者的起點應(yīng)力均為零應(yīng)力均為零；n由混凝土彈性壓縮引起的非預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力的變化量等于相應(yīng)時刻混凝土應(yīng)由混凝土彈性壓縮引起的非預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力的變化量等于相應(yīng)時刻混凝土應(yīng)力的力的 aEs 倍。倍。n張拉過程

54、中，混凝土已產(chǎn)生了彈性壓縮，因而在預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力達(dá)張拉過程中，混凝土已產(chǎn)生了彈性壓縮，因而在預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力達(dá) 以前以前，這種彈性壓縮對預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力沒有影響。，這種彈性壓縮對預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力沒有影響。n后張法構(gòu)件施工制作階段，一般后張法構(gòu)件施工制作階段，一般不考慮混凝土彈性壓縮不考慮混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化，的應(yīng)力變化，n近似認(rèn)為，從完成第二批預(yù)應(yīng)力損失的時刻開始，預(yù)應(yīng)力鋼筋才和混凝土近似認(rèn)為，從完成第二批預(yù)應(yīng)力損失的時刻開始，預(yù)應(yīng)力鋼筋才和混凝土協(xié)調(diào)變形。協(xié)調(diào)變形。con河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10.3.2 后張法軸心受

55、拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至 ，同時壓縮混凝土，同時壓縮混凝土 pccccon2peEsccsl pcespscpAAA con2pcccEsccs()lAAA n 由平衡條件得由平衡條件得 n此應(yīng)力狀態(tài)為此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計算施工階段承載能力計算的依據(jù)。的依據(jù)。con2pcccEss()lAAA con2p()nlAA cEssnAAA n An為構(gòu)件凈為構(gòu)件凈截面面積截面面積 Apscon nspc Asss Apspe conpnAA 張拉端張拉端l2= = 0con河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10

56、.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p完成第一批預(yù)應(yīng)力損失完成第一批預(yù)應(yīng)力損失pcpcIconIEspcpIesl pcespscpAAA conIppcIcEspcIs()lAAA n 由平衡條件得由平衡條件得 n這里的這里的pcI應(yīng)用于計算應(yīng)用于計算l5。conlIppcIcEss()AAA conlIpp()nnANAA spc Ass AppeI12lll 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p完成第二批預(yù)應(yīng)力損失完成第二批預(yù)應(yīng)力損失pcpcIIconEspcIIs5pell pcespscpAAA

57、conppcIIcEspcI5s()()llAAA n 由平衡條件得由平衡條件得 npcII為后張法構(gòu)件中最終建立的為后張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力。conp5spcIIcEss()llAAAA spc c Asss s Apspepe II45lll conp5spnn()llAANAA 河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p加荷至加荷至混凝土混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消預(yù)壓應(yīng)力被抵消時時pccopep0nEpcIsI50ll n 由平衡條件得由平衡條件得 n可見，可見，后張法構(gòu)件的后張法構(gòu)件的N

58、0意義及計算公式的形式與先張法構(gòu)件的相同；意義及計算公式的形式與先張法構(gòu)件的相同；n但但 pcII中的計算公式不同；中的計算公式不同；n二者都用構(gòu)件的換算截面面積計算。二者都用構(gòu)件的換算截面面積計算。Ass Appe e N0N0p0sspeANA conEpcp5spcnEpcppc0(llAAAAA ）河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.2 10.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p繼續(xù)加荷至繼續(xù)加荷至混凝土混凝土即將開裂即將開裂pepctkconEtkpc5sEs tk()llfff n 由平衡條件得由平衡條件得 n上式可作為使用階段對構(gòu)件進行上式可作為使

59、用階段對構(gòu)件進行抗裂驗算的依據(jù)抗裂驗算的依據(jù)。Ass s Appepe NcrNcrtk0cr0pctk0()NfNf AA Asfs Apfpy NuNup加荷加荷直直至至構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞pupyysf Af AN nNu是使用階段對構(gòu)件進行是使用階段對構(gòu)件進行承載能力極限狀承載能力極限狀態(tài)計算態(tài)計算的依據(jù)。的依據(jù)。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.3 10.3.3 先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較p各種計算面積的比較各種計算面積的比較n 后張法后張法 cEssnE0cpsnAAAAAAAAAA 孔孔n 先張法先張法 cEssEp0pscAAAAAAA

60、AAbh n構(gòu)件的凈截面面積構(gòu)件的凈截面面積An的物理意義：混凝土截面面積的物理意義：混凝土截面面積Ac與非預(yù)與非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算成的具有同樣變形性能的混凝土面積之和。應(yīng)力鋼筋換算成的具有同樣變形性能的混凝土面積之和。n而構(gòu)件的換算截面面積而構(gòu)件的換算截面面積A0 ，是將預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋，是將預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋都換算成具有同樣變形性能的混凝土面積后與混凝土截面面都換算成具有同樣變形性能的混凝土面積后與混凝土截面面積之和。積之和。河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院10.3.3 10.3.3 先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化預(yù)應(yīng)力鋼筋