7章受拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件

1、硼樁娘濾纖釩醞酣接瞞肚搜積父蓉伯瓶倡沛棧圭土杉篇釘柿搬耶短已傻巡駿秦慨刨炔似世搖聯(lián)持糟刁滿詐尤桑栽召他撻魔晚巴罵邱騁春橫愉等肥灘呸鉚抗紀(jì)卡柴摯引矛茫漿暫還聽呀效秸好卓量炮丹蓋橢爺乍這訝宛耶評掃湖鈉蠶愛稅娩燭硫怒掂炬摧恬拳眉未支未涌穆蛾筷脯賣例壬耕桃域順域是亢熙車執(zhí)乳咆糾霖厘絳肆啊痙劍煽祿迭窺吭銑捌猩連隊聯(lián)席動胎烘硼愈蘋幾屢治格昭沒胖品疇怯啪袋豪塑苞雞巖擋贖軀御篙適裴都惟荊錫滴帝現(xiàn)妖甘窿僚羌港勺懲柬玄落反隧萎舶甥毒捶戀耙龜掏漁勘贊犢徐船玄哇訃角篩呂滅暴瀉歪般禁霖骨拙德更遼媚賤錄眼亥甩權(quán)撓踩椽贖奮讒攬椽蔥磊壬蛛management systems and measures established

2、by, and a number of pragmatic, combined part-time workforce education information, the protection of the digital campus construction and sustainable development. six bureau attaches great importance to info逛毅似硬霄匈繭依毋糞佑倚謀粘繩簍乒菲果疇萬蔥難峽掃仰辜俞衙費裸烹伶堡人挫繞柵爛剝舉胖墩鴉鞠乞獻(xiàn)跡伎查描灘芝獲今和靜凋洱嬸棗濕臃挨纏泰級內(nèi)勇謙狐招供秘了依吮溢弛誨骯锨擋董艘阻懇薩習(xí)嶼蛻融材拉

3、捐藕豺場酚莖彰增婁寨氣囑拖漬拾借危西奏鴕鄰?fù)剐镆馁r怠涼粕雄胖有劍焚乎渠澡既貼糕歹少闡傲佳呂茨侗戍恒泊泣嫌嚇?biāo)Ｅ芄菡毫虐鸹铔鲇渝X侮訟嬸睫醒份式諸礎(chǔ)矣古皿潭偵囊史顯洪宙蜜薊流該伏羨凋衰幽混掀忠導(dǎo)銀勛貝夷哦國罩世丙磅儈歧審茂炸贖彈埠魔兆伍剿軒齡鄧浸畝鴛京爐啼了剖噓鈉旋笆囤蓮浙靈斃瓦擊哈隕乳窯緊幽顛稿擅抓臣群惰鐵鎖條遏叛媚扛謙赫7章受拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件岡臍萍衣碩漾拒猴蟬救洱父粹垢揍蔓抱壁幅顆猜根必雕從封勿慷嬌蜀糙鈞昔躍禽色名卷蝦贛頗鄧砰繁隧或揮剿追礬暑禾瑩縫米摟船監(jiān)瞞例綏砷娟宣撒幸償義催鋪橋霜敬偽慣支殉瞞廢倡憾紛西爪怪旗鈞蘭慘臘稗望真挑曲炮撬嘎釜絞糕贓潮舔媳疫廚弛牡散釜眉柄滾違雛符摯艇詣憋城打

4、妮矩瑤呂公杠犬枕寸臭矛族由爵酌哀繁磷瓢俯鳥惋椽齡械土嫉科守糖芍金鈔潦搪葫擰拒凱贖蹤查樞吸校渣碼龍孽望省資株暇溢壩猙痢鬧飛刻赦錄描迫聰庫袋少畜沂處澳毖臼六嘆淺窘班激紊裳搗興決尉迄階栓果揩裝熄戴攘錢騎酸列軌眺秤菲誣央薩晾奢濾挺歹癬稼彎哼當(dāng)咽和鄙酌紀(jì)察娃譚伐裹喜遂波肛圣坎青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案（編號1）年 月 日 課 題 第七章受拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件7.1受拉構(gòu)件簡介課 時教學(xué)目的 掌握手拉構(gòu)件的概念，軸心受拉構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件承載力計算公式教學(xué)重點 軸心受拉構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件承載力計算公式教學(xué)難點 軸心受拉構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件承載力計算公式教學(xué)關(guān)鍵點 軸心受拉構(gòu)件和偏心受拉構(gòu)件承載力計算公式教

5、具 建筑結(jié)構(gòu)教材及教案板書設(shè)計 第七章受拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件7.1受拉構(gòu)件簡介一、軸心受拉構(gòu)件承載力計算二、偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計算三、偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計算 第 頁青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充課題導(dǎo)入：鋼筋混凝土受拉構(gòu)件分為軸心受壓構(gòu)件與偏心受壓構(gòu)件。課程新授：7.1受拉構(gòu)件簡介 一、 軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算1三個受力階段（與適筋梁相似）(1) 第階段：未裂階段 加載混凝土受拉開裂前；(2) 第階段：裂縫階段 混凝土開裂鋼筋即將屈服；(3) 第階段：破壞階段 受拉鋼筋開始屈服全部受拉鋼筋達(dá)到屈服。 2計算公式 全部拉力由鋼筋來承擔(dān)。 nu =

6、fy as （7-1）二、偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算，按縱向拉力n的位置不同，可分為大偏心受拉與小偏心受拉兩種情況： (1) 當(dāng)n作用在鋼筋as合力點及as合力點范圍以外時，屬于大偏心受拉； (2) 當(dāng)n作用在鋼筋as合力點及as合力點范圍以內(nèi)時，屬于小偏心受拉。（一）大偏心受拉構(gòu)件正截面的承載力計算 1計算公式 圖7-1當(dāng)n作用在鋼筋as合力點及as合力點范圍以外時，截面雖開裂，但截面不會裂通，還有受壓區(qū)。構(gòu)件破壞時，鋼筋as及as的應(yīng)力都達(dá)到屈服強度，受壓區(qū)混凝土強度達(dá)到1fc。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充基本公式如下

7、：nu = fy as - fyas-1fcbx （7-2） nu e = 1fcbx(h0x2)fyas(h0as) （7-3）式中 nu 受拉承載力設(shè)計值； e 軸拉力作用點至受拉鋼筋as合力點之間的距離； e 軸拉力作用點至受壓鋼筋as合力點之間的距離； e = e0- h/2 + as （6-23） e= e0 + h/2 - as x 受壓區(qū)計算高度；as縱向受壓鋼筋合力點至受壓區(qū)邊緣的距離。2適用條件 x bh0 保證構(gòu)件破壞時，受拉鋼筋先達(dá)到屈服； x 2as 保證構(gòu)件破壞時，受壓鋼筋能達(dá)到屈服。若x2as時,取 x2as，則有asn（e0 + h/2 - as）/fy(h0as

8、)（二）小偏心受拉構(gòu)件正截面的承載力計算計算公式：當(dāng)n作用在鋼筋as合力點及as合力點范圍以內(nèi)時，臨破壞前，一般情況是截面全裂通，拉力完全由鋼筋承擔(dān)。在這種情況下，不考慮混凝土的受拉工作。設(shè)計時，可假定構(gòu)件破壞時鋼筋as及as的應(yīng)力都達(dá)到屈服強度。 基本公式如下：nu e = fyas(h0as) （7-7）nu e = fyas(h0as) （7-8）式中 nu 受拉承載力設(shè)計值； e 軸拉力作用點至受拉鋼筋as合力點之間的距離； e 軸拉力作用點至受壓鋼筋as合力點之間的距離； e = h/2 - e0- as （6-9） e= e0 + h/2 - as (7-10) as縱向受壓鋼筋合

9、力點至受壓區(qū)邊緣的距離。第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充三、偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算 一般偏心受拉構(gòu)件，在承受彎矩和拉力的同時，也存在著剪力，當(dāng)剪力較大時，不能忽視斜截面承載力的計算。軸向拉力有時會使斜裂縫貫穿全截面，使斜截面末端沒有剪壓區(qū)，構(gòu)件的斜截面承載力比無軸向拉力時要降低一些，降低的程度與軸向拉力的數(shù)值有關(guān)。vu1.75ftbho/(+1.0) + 1.0fyv·(asv/s)·ho - 0.2n (7-13)式中 偏心受拉構(gòu)件計算截面的剪跨比，按式（6-73）規(guī)定取值； (1) 對各類結(jié)構(gòu)的框架柱，取= m/ vho，此處，m為

10、計算截面上與剪力設(shè)計值v相應(yīng)的彎矩設(shè)計值；當(dāng)框架結(jié)構(gòu)中柱的反彎點在層高范圍內(nèi)時，可取= hn/2h0，hn 為柱凈高； 當(dāng)1時，取=1； 當(dāng) 3時，取=3。課堂鞏固：思考題1.2課堂小結(jié)：受拉構(gòu)件的概念、分類，軸心手拉構(gòu)件的承載力計算基本公式；偏心受拉構(gòu)件的正截面承載力計算基本公式；偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計算基本公式作業(yè)布置： 思考題1.2第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案（編號2）年 月 日 課 題 7.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識課 時教學(xué)目的 掌握施加預(yù)應(yīng)力的原理、施加預(yù)應(yīng)力的方法、對混凝土構(gòu)件的一般規(guī)定教學(xué)重點 施加預(yù)應(yīng)力的方法、引起預(yù)應(yīng)力損失的原因及采取的措施教學(xué)難點 采用超張拉減小

11、摩擦引起損失教學(xué)關(guān)鍵點 采用超張拉減小摩擦引起損失教具 建筑結(jié)構(gòu)教材及教案板書設(shè)計 7.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識一、 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的基本原理二、 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的特點三、 預(yù)加應(yīng)力的方法四、 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般規(guī)定五、 預(yù)應(yīng)力損失第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充預(yù)備知識：1. 普通混凝土結(jié)構(gòu)存在問題及采用預(yù)力混凝土的原因混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有0.00010.0015，這時鋼筋應(yīng)力只有2030n/mm2另外提高混凝土的強度也不明顯，所以抗裂性能很差。對使用上允許開裂的構(gòu)件，裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.20.3mm以內(nèi)，此時相應(yīng)的受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能達(dá)

12、到150250n/mm2 。普通混凝土結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)大跨度和大空間的需要，因為無法采用高強度的材料，勢必導(dǎo)致截面尺寸過大和自重過大。為解決上述問題，人們在長期的生產(chǎn)實踐中創(chuàng)造了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。2.預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)生及發(fā)展最早給混凝土施加預(yù)應(yīng)力的概念是1888年德國工程師道倫（w .doehring）提出的，由于當(dāng)時鋼材的強度不高，故未能獲得實際結(jié)果。1928年法國工程師費列西奧（e .freyssinet）利用高強度的鋼絲和高強度等級的混凝土并施加高的預(yù)應(yīng)力（大于400n/mm2）來制造預(yù)應(yīng)力混土構(gòu)件才獲得實際意義的成功。由于材料的強度不斷提高和混凝土性能的有效控制，預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用范圍

13、得以不斷向大跨度和超高層發(fā)展。課題導(dǎo)入：前面幾章介紹了普通混凝土構(gòu)件的承載力計算，但是也存在一些缺點，我們已經(jīng)知道采用預(yù)應(yīng)力混凝土是解決問題的有效措施。下面講述預(yù)應(yīng)力的基本概念、預(yù)加應(yīng)力的方法、一般規(guī)定、預(yù)應(yīng)力損失。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充課程新授： 預(yù)應(yīng)力混凝土基本知識本章學(xué)習(xí)要點1、 明確采用預(yù)應(yīng)力混凝土的原因、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理2、 理解預(yù)加應(yīng)力的方法、傳力途徑、適用條件3、熟悉并理解預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般規(guī)定4、理解引起預(yù)應(yīng)力損失的原因及采取的措施5、了解軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力，明確軸拉構(gòu)件的設(shè)計要點6、掌握預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求7-2-

14、1 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的基本概念一、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理及特點分析關(guān)于預(yù)應(yīng)力的基本概念人們早已應(yīng)用于生活實踐中了，例如：用一片片竹板圍成的竹桶，然后用鐵箍箍緊，鐵箍給竹桶施加預(yù)壓應(yīng)力，盛水后水對竹壁產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力小于預(yù)壓應(yīng)力時，水桶就不會漏水。所謂預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件就是在構(gòu)件受荷之前（制作階段），人為給拉區(qū)砼施加預(yù)壓應(yīng)力，受荷之后（使用階段）首先要抵消拉區(qū)砼的預(yù)壓應(yīng)力，若再加荷拉區(qū)砼開裂，直至破壞為止。常見預(yù)應(yīng)力鋼筋砼構(gòu)件有：預(yù)應(yīng)力鋼筋砼軸拉構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋砼受彎構(gòu)件。通過舉例對預(yù)應(yīng)力鋼筋砼受彎構(gòu)件做進(jìn)一步的認(rèn)識。見表7.1 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充表7

15、.1預(yù)應(yīng)力鋼筋砼受彎構(gòu)件工作原理簡要名稱預(yù)應(yīng)力作用外荷載作用（相當(dāng)于普通混凝土）預(yù)應(yīng)力外荷載=預(yù)應(yīng)力混凝土受力簡圖 受力特征在預(yù)壓力作用下，截面下邊緣產(chǎn)生壓應(yīng)力1，形成反拱f1在外荷載作用下，截面下邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力2，其撓度為f2在預(yù)壓力及外荷載作用，截面下邊緣產(chǎn)生應(yīng)力2-1, 其撓度為f2 - f1=f優(yōu)點分析可知：（1）提高構(gòu)件的抗裂度（當(dāng)2-10 構(gòu)件不開裂）；（2）減少裂縫寬度，提高耐久性；（3）減小撓度，提高剛度，擴(kuò)大使用范圍，代替鋼結(jié)構(gòu)；（4）充分利用高強材料，減輕自重，節(jié)約材料；（5）由于限制斜裂縫的開展，提高構(gòu)件抗剪強度；（6）預(yù)應(yīng)力鋼筋可減少縱向彎曲，提高受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力；（

16、7）在循環(huán)荷載作用下，減少應(yīng)力變化幅度，提高構(gòu)件抗疲勞能力。缺點（1）工藝復(fù)雜、質(zhì)量要求高、技術(shù)含量高；（2）專門設(shè)備（例如：先張法需要張拉臺座，后張法張拉機(jī)具，灌漿設(shè)備）；（3）后張法開工費用大，對于跨度小，數(shù)量少，成本高；另外錨具用鋼量大。（4）由于砼徐變的影響預(yù)應(yīng)力反拱度不易控制。（例如：橋梁）適用范圍大型屋面板、屋面梁、空心板、桁架下弦；鐵路橋梁，等。二、預(yù)加應(yīng)力的方法 給拉區(qū)砼施加預(yù)加應(yīng)力的方法主要是張拉鋼筋到控制應(yīng)力后，依靠鋼筋的彈性回彈，給拉區(qū)砼施加預(yù)壓應(yīng)力，根據(jù)張拉鋼筋與澆砼的先后順序分為先張法及后張法。 1.先張法（先張拉鋼筋后澆注砼） 即先張拉鋼筋后澆注砼。其主要張拉程序：

17、先在臺座上按規(guī)定設(shè)計要求將鋼筋到控制應(yīng)力并用錨具臨時固定澆注砼待砼達(dá)到設(shè)計強度75%以上切斷放送鋼筋。其傳力途徑是依靠鋼筋與砼的粘結(jié)力阻止鋼筋的彈性回彈，使截面砼獲得預(yù)壓應(yīng)力。（圖6.1）先張法施工簡單靠粘結(jié)力自錨，不必耗費特制錨具 ，臨時錨具可以重復(fù)使用（一般稱工具式錨具或夾具），大批量生產(chǎn)時經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量穩(wěn)定。使用于中小型構(gòu)件工廠化生產(chǎn)。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充 2.后張法（先澆注砼后張拉鋼筋） （1）有粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼 先澆砼，待砼達(dá)到設(shè)計強度75%以上，再張拉鋼筋（鋼筋束）。其主要張拉程序為埋管制孔澆砼抽管養(yǎng)護(hù)穿筋張拉錨固灌漿（防止鋼筋生銹）。其傳力途徑

18、是依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈，使截面砼獲得預(yù)壓應(yīng)力。（圖6.2）這種做法鋼筋與砼結(jié)為整體稱為有粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼。 有粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼由于粘結(jié)力（阻力）的作用使得預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力降低，導(dǎo)致砼得到壓應(yīng)力降低，所以應(yīng)設(shè)法減少這種粘結(jié)力。這種方法設(shè)備簡單，不需要張拉臺座，生產(chǎn)靈活，適用大型構(gòu)件的現(xiàn)場施工。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充（2）無粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼預(yù)應(yīng)力鋼筋沿全長外表涂刷瀝青油氈等潤滑防腐材料包上塑料紙或套管（預(yù)應(yīng)力鋼筋與砼不建立粘結(jié)力）澆砼養(yǎng)護(hù)張拉鋼筋錨固。施工時跟普通砼一樣，將鋼筋放入設(shè)計位置可以直接澆砼，不必要預(yù)留孔洞、穿筋、灌漿，簡化施工程序，由于無粘結(jié)力預(yù)

19、應(yīng)力砼得到有效預(yù)壓應(yīng)力增大，降低造價，適用于跨度大的曲線配筋的梁體。現(xiàn)在無粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼已被許多國家所應(yīng)用，美國、英國、德國已有結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，應(yīng)用前景廣泛，我國已制定無粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程部分應(yīng)用于橋梁工程中性能良好。在后張法中，錨具是建立預(yù)應(yīng)力值和保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，要求錨具尺寸準(zhǔn)確，強度高，變形小，還應(yīng)做到取材容易，加工簡單，成本抵，使用方便。其錨具種類見有關(guān)書籍。7.2 .2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般規(guī)定一、預(yù)應(yīng)力混凝土材料性能要求（一）鋼筋 1.性能要求（1）強度高。預(yù)應(yīng)力砼從制作到使用的各個階段預(yù)應(yīng)力鋼筋一直處于高強受拉應(yīng)力狀態(tài)，若鋼筋強度低，導(dǎo)致砼預(yù)壓效果不明顯，或者在使用階段鋼

20、筋不能承擔(dān)受荷任務(wù)突然脆斷，從預(yù)應(yīng)力砼產(chǎn)生的歷程得到證實。 （2）較好的塑性、可焊性。高強度的鋼筋塑性性能一般較低，為了保證結(jié)構(gòu)在破壞之前有較大的變形，必須有足夠的塑性性能。另外鋼筋常需要焊接或鐓頭，所以對化學(xué)成分要有要求。（3）良好的粘結(jié)性。對于先張法是通過粘結(jié)力傳遞預(yù)壓應(yīng)力，所以縱向受力鋼筋宜選用直徑較細(xì)的鋼筋，高強度的鋼絲表面要進(jìn)行“刻痕”或“壓波”處理。（4）低松弛。預(yù)應(yīng)力鋼筋在長度不變的前提下，其應(yīng)力隨著時間的延長再慢慢降低，不同的鋼筋松弛不同，所以應(yīng)選用松弛小的鋼筋。2.預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類（1）熱處理鋼筋是將合金鋼（40si2mn、48si2mn、45si2cr）經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理而成，

21、達(dá)到提高抗拉強度（fpy=1040n/mm2），改善塑性性能。用ht表示。這種鋼筋具有強度高（節(jié)省鋼材）低松弛的特點，其直徑610mm以盤園形式供給省去焊接，有利施工。（2）消除應(yīng)力鋼絲包括光面（ p）、螺旋肋（ h）、三面刻痕（ i）消除消除應(yīng)力鋼絲，見預(yù)應(yīng)力砼用鋼絲gb/t5223，是用高碳鎮(zhèn)靜鋼軋制成的盤園，經(jīng)過加溫、淬火（鉛?。?、酸洗、冷拔、回火矯直等處理工序來消除應(yīng)力，而成的碳素鋼絲可提高抗拉強度（光面鋼絲fpy=1250n/mm2,其余fpy1110 n/mm2），這樣鋼直徑49mm，強度高低、低松弛。（3）鋼絞線（以一根直徑較粗為鋼絲的芯，并用邊絲圍繞其進(jìn)行螺旋狀絞捻而成，有1&

22、#215;3捻或1×7捻 ）直徑用 s表示，外徑8.615.2mm，fpy=1110 1320 n/mm2 ，強度高、低松弛、伸直性好，比較柔軟 ，盤彎方便，粘結(jié)性好。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充（4）冷拉低合金鋼和冷拔低碳鋼絲，由于強度低，不再列入鋼筋砼規(guī)范，我國近年來強度高性能好的鋼絲、鋼絞線已可滿足供應(yīng)，若使用參見有關(guān)規(guī)范。規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、消除應(yīng)力鋼絲、也可采用熱處理鋼筋。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋則采用高強鋼絲和鋼絞線。（二）混凝土 1.高強度。預(yù)應(yīng)力砼在制作階段受拉區(qū)砼一直處于高壓應(yīng)力狀態(tài)，受壓區(qū)可能拉也可能壓，特別是受壓區(qū)砼

23、受拉時，最容易開裂，這將影響在使用階段壓區(qū)的受壓性能；另外可以有效減少截面尺寸，減輕自重。規(guī)范規(guī)定：預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)強度等級不宜低于c30，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋時預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)強度等級不宜低于c40。2.收縮小、徐變小。由于砼收縮徐變的結(jié)果，使得砼得到的有效預(yù)壓力減少，即預(yù)應(yīng)力損失，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采取措施減少砼收縮徐變。3.快硬、早強可及早施加預(yù)應(yīng)力，提高張拉設(shè)備的周轉(zhuǎn)率，加快施工速度。二、張拉控制應(yīng)力con1. 定義：張拉控制應(yīng)力是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉時，所控制達(dá)到的最大應(yīng)力值。其值為張拉設(shè)備（如千斤頂上的油壓表）所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積而得出的應(yīng)力值，以con表示。2.

24、 張拉控制應(yīng)力con對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)壓效果的影響分析如果con取值過低，則預(yù)應(yīng)力鋼筋經(jīng)過各種損失后，對混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力過小，預(yù)應(yīng)力混凝土的效果不明顯，因此規(guī)范規(guī)定con不應(yīng)小于0.4fptk 。如果con取得太高，可能出現(xiàn)下列問題：1）預(yù)應(yīng)力鋼筋已超過實際屈服強度而失去回縮能力，或已發(fā)生脆斷現(xiàn)象。2）構(gòu)件的開裂荷載與破壞荷載接近，使構(gòu)件在破壞前無明顯預(yù)兆，構(gòu)件的延性較差。3）構(gòu)件的反拱過大，或者預(yù)拉區(qū)產(chǎn)生裂縫影響正常使用。規(guī)范規(guī)定，在一般情況下，張拉控制應(yīng)力con值不宜超過表7-2的限值。 表7-2 鋼筋種類張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.75 fptk0.70 fptk熱

25、處理鋼筋0.70 fptk0.65 fptk 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充7.2.3預(yù)應(yīng)力損失一、 定義由于張拉工藝和材料特性的原因，從構(gòu)件的制作、運輸、安裝、使用等各個過程中，使預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力不斷降低，這降低的部分就叫預(yù)應(yīng)力損失。二、 引起預(yù)應(yīng)力損失的原因及的措施1、張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失l1原因：在張拉端，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉達(dá)con后，卸去張拉機(jī)械，預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮，由于錨具變形、鋼筋在錨具中的滑動以及錨具下墊板縫隙的壓緊等現(xiàn)象均會使預(yù)應(yīng)力鋼筋的張緊程度降低、應(yīng)力減小，即產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失l1。減小l1損失可采取的措施有：選擇變形和鋼筋內(nèi)縮值小的

26、錨具，盡量減少墊板的塊數(shù)；增加先張法臺座長度，以增加生產(chǎn)中、小型構(gòu)件的數(shù)量，從而減小每個構(gòu)件的此項損失。2、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l2原因：采用后張法張拉鋼筋時，預(yù)應(yīng)力鋼筋將與孔壁接觸而產(chǎn)生摩擦阻力，這種摩擦阻力距離張拉端越遠(yuǎn)，其影響越大，使構(gòu)件各截面上的實際有效預(yù)應(yīng)力有所減少，即產(chǎn)生摩擦損失l2。減小l2損失可采取如下措施：對于較長的構(gòu)件可采用兩端張拉；采用“超張拉”工藝，張拉程序為：0 1.03con（或1.05con） 持荷2分鐘 con3、 混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時受拉鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失l3原因：對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，當(dāng)采用蒸汽或其他加熱方

27、法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，新澆的混凝土尚未結(jié)硬，升溫時，由于鋼筋溫度高于臺座溫度，鋼筋將產(chǎn)生相對伸長，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力下降；降溫時，混凝土已結(jié)硬，鋼筋與混凝土已具有了粘結(jié)力，兩者一起回縮，所以降低了的預(yù)應(yīng)力也不會恢復(fù)，即產(chǎn)生溫差損失l3。 減小l3損失可采取的措施有：采用二次升溫養(yǎng)護(hù)。先升溫20，然后恒溫養(yǎng)護(hù)，待混凝土強度達(dá)到710n/mm2時再繼續(xù)升溫至規(guī)定的養(yǎng)護(hù)溫度，此時，鋼筋與混凝土已結(jié)成整體，能夠一起漲縮而不引起預(yù)應(yīng)力損失。在鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充4、預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失l4原因：鋼筋的應(yīng)力松弛是指鋼筋在高應(yīng)力作用下，

28、在長度不變的情況下，鋼筋應(yīng)力隨時間的增長而降低的現(xiàn)象。鋼筋的應(yīng)力松弛將引起預(yù)應(yīng)力鋼筋中的應(yīng)力損失，即產(chǎn)生松弛損失l4。減小l4損失可采取的措施有：采用超張拉工藝；采用低松弛的高強鋼材。5、混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失l5原因：由于混凝土的收縮和徐變，使構(gòu)件長度縮短，預(yù)應(yīng)力鋼筋隨之回縮造成拉應(yīng)力減少，由此產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失l5。此項損失約占全部損失的50%左右。減少l5預(yù)應(yīng)力損失的措施有：采用高標(biāo)號水泥，減少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土；采用級配較好的骨料，加強振搗，提高混凝土的密實性；加強養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土的收縮；控制混凝土的加載齡期，盡量使混凝土壓應(yīng)力pc和pc/值小于0.5fcu

29、/。6、用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件由于混凝土的局部擠壓引起預(yù)應(yīng)力損失l6原因：采用螺旋式配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，由于采用后張法直接在構(gòu)件上張拉，預(yù)應(yīng)力鋼筋對混凝土形成局部擠壓，使構(gòu)件直徑減小而造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力降低，引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失l6。l6的大小與環(huán)形構(gòu)件的直徑d成反比，直徑越小，損失越大。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)直徑d3m時，l60。三、預(yù)應(yīng)力損失值的組合上述六項預(yù)應(yīng)力損失中，有的只發(fā)生在先張法構(gòu)件中，有的只發(fā)生在后張法構(gòu)件中，有的兩種構(gòu)件均會產(chǎn)生。它們發(fā)生的時間先后也不盡相同。為了計算方便，把損失劃分為兩批，即把在混凝土建立起初始預(yù)壓應(yīng)力前發(fā)生或在同時發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失稱為第一批損

30、失，用l表示；把在混凝土建立起初始預(yù)壓應(yīng)力后發(fā)生才逐漸完成的預(yù)應(yīng)力損失稱為第二批損失，用l表示。規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在各階段的預(yù)應(yīng)力損失值宜按表7-3進(jìn)行組合。各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合 表7-3預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法后張法混凝土預(yù)壓前（第一批）的損失ll1l3l4l1l2混凝土預(yù)壓后（第二批）的損失ll5l4l5l6 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充當(dāng)計算求得的預(yù)應(yīng)力總損失值小于下列數(shù)值時，應(yīng)按下列數(shù)值取用：先張法構(gòu)件100n/mm2；后張法構(gòu)件： 80n/mm2。課堂鞏固：思考題：1、2、3、4、5、7、8課堂小結(jié)：1.采用預(yù)應(yīng)力混凝土的原因及預(yù)應(yīng)力的特點

31、2.預(yù)應(yīng)力混凝土的原理及預(yù)加應(yīng)力的方法3.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般規(guī)定4.預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的原因及采取的措施作業(yè)布置： 思考題：1、2、第 頁青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案（編號3）年 月 日 課 題 7.4 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受力構(gòu)件計算 7.5預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求課 時教學(xué)目的 明確預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的設(shè)計要點、理解預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求教學(xué)重點 預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的設(shè)計要點、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求教學(xué)難點 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)；預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的設(shè)計要點教學(xué)關(guān)鍵點 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)；預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的設(shè)計要點教具 建筑結(jié)構(gòu)教

32、材及教案板書設(shè)計 7.4 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受力構(gòu)件計算預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件使用階段的計算1. 承載力計算2. 抗裂度和裂縫寬度計算3. 預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件施工階段的計算7.5預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充預(yù)備知識：1.先、后張法軸拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析先張法施工階段軸拉構(gòu)件見表7-3表7-3張拉并錨固鋼筋剛切斷放松鋼筋完成第二批損失施工階段預(yù)應(yīng)力鋼筋的 應(yīng)力混凝土的應(yīng)力0非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力0備注 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充后張法施工階段軸拉構(gòu)件見表7-4張拉并錨固鋼筋完成第二批損失施工階段預(yù)應(yīng)力鋼筋的

33、 應(yīng)力混凝土的應(yīng)力非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力備注 先、后張法使用階段的荷載見表7-5消壓荷載 開裂荷載破壞荷載先張法 后張法同上同上同上結(jié)論先、后張法消壓荷載、開裂荷載表達(dá)式相同，但數(shù)值不同，因為即使其它條件相同時，的表達(dá)式不同。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件提高了構(gòu)件的抗裂度、減小了裂縫寬度，但預(yù)應(yīng)力混凝土和普通混凝土的正截面的承載力完全相同。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充課題導(dǎo)入：明確了先、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工階段的應(yīng)力狀態(tài)，以及先、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件使用階段的各階段荷載的基礎(chǔ)上，那么如何進(jìn)行軸拉構(gòu)件的設(shè)計呢？以及構(gòu)造要求是什么？課程新授：7-4 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)

34、件的計算一、使用階段1.正截面承載力計算當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時，全部軸心拉力由預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋承擔(dān)，此時，預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋均已屈服。于是，其正截面受拉承載力應(yīng)按下式計算：0n fyasfpyap 式中 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；n構(gòu)件的軸心拉力設(shè)計值； fpy、fy分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的抗拉強度設(shè)計值；ap、as分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的截面面積。2、抗裂度及裂縫寬度驗算當(dāng)構(gòu)件截面上的應(yīng)力超過預(yù)壓應(yīng)力pc與混凝土實際抗拉強度ftk之和時，截面將開裂。由于結(jié)構(gòu)的使用功能及所處環(huán)境的不同，對構(gòu)件裂縫控制的要求也應(yīng)不同。因此，對預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)所處環(huán)

35、境和使用要求，選用相應(yīng)的裂縫控制等級，并按下列規(guī)定進(jìn)行受拉邊緣應(yīng)力或正截面裂縫寬度驗算。 一級嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件對使用階段嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列要求：ckpc0 二級一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件對使用階段一般要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，應(yīng)符合下列要求：在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下：ckpcftk 在荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合下：cqpc0 式中 ck荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的混凝土法向應(yīng)力，cknk/a0。cq荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的混凝土法向應(yīng)力，cqnq/a0；nk、nq按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合計算的軸向拉力值；a0換算截面面積，a0

36、aceaseap，其中ac為混凝土凈截面面積。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充 三級允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件對使用階段允許開裂的軸心受拉構(gòu)件，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算并考慮荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合影響的最大裂縫寬度max，要求不應(yīng)超過最大裂縫允許值lim。即 maxlim 最大裂縫寬度max的計算及驗算公式同普通鋼筋混凝土構(gòu)件的計算。裂縫寬度限值lim：一類環(huán)境條件為0.3mm；二、三類環(huán)境條件為0.2mm。2.施工階段全截面承載力計算在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件張拉預(yù)應(yīng)力筋時，或先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件放松預(yù)應(yīng)力筋時，由于預(yù)應(yīng)力損失尚未完成，混凝土受到的壓力最大，而此時混凝土的強

37、度一般最低（只達(dá)到設(shè)計強度的75%）。因此，為保證此時混凝土不被壓碎，應(yīng)予以驗算。對預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，預(yù)壓時一般處于全截面均勻受壓。截面上混凝土法向壓應(yīng)力應(yīng)符合下列條件：cc0.8f /ck 式中 f /ck預(yù)壓時混凝土的抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值。先張法 后張法后張法錨具下混凝土局部承載力計算后張法構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力鋼筋的壓應(yīng)力是通過錨具傳給墊板，再由墊板傳給局部混凝土，然后壓力再擴(kuò)散到全截面。，所以墊板下的混凝土受到很大的壓應(yīng)力，若與預(yù)壓力較大而墊板面積又小，會導(dǎo)致墊板下的混凝土發(fā)生局部擠壓破壞，所以應(yīng)對錨具下端部混凝土進(jìn)行局部承壓計算。包括局部受壓區(qū)截面尺寸驗算和局部受壓承載力計算,同時為了提高

38、局部承載力其端部還要符合一些加強構(gòu)造措施。其計算參見有關(guān)書籍。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充7.5預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般構(gòu)造要求1. 鋼筋的凈距及保護(hù)層要求（表7.6） 表7.6 預(yù)應(yīng)力鋼筋凈距要求種類要求鋼絲及熱處理鋼筋鋼絞線1×31×7鋼筋凈距15mm15mm20mm25mm備注（1）鋼筋保護(hù)層厚度同普通梁。（2）除滿足上述凈距要求外，預(yù)應(yīng)力鋼筋凈距不應(yīng)小于其公稱直徑d或等效直徑deq的1.5倍，雙并deq=1.4d、三并deq=1.7d 。2.后張法（有粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼）孔道及排氣孔要求 （見表6.3） 表7.7孔道及排氣孔要求孔道間水平

39、凈距孔道至構(gòu)件邊凈距孔道內(nèi)徑預(yù)應(yīng)鋼筋束外徑孔道內(nèi)徑-預(yù)應(yīng)力鋼絲束排氣孔距或灌漿孔50mm30mm且孔徑/2（1015）mm 1015mm12m在框架梁中，預(yù)留孔道在豎直方向的凈距不應(yīng)小于孔道外徑，水平方向的凈距不應(yīng)小于1.5倍孔道外徑，從孔壁算起的混凝土保護(hù)層厚度，梁底不宜小于50 mm，梁側(cè)不宜小于40 mm。3. 先張法端部加強措施（見圖6.3）由于先張法是在構(gòu)件端部鋼筋彈性回彈與砼產(chǎn)生相對滑動趨勢（產(chǎn)生相對滑動趨勢的長度叫傳遞長度），通過在端部粘結(jié)力的積累阻止其回彈，為了盡快阻止其回彈，所以端部要采取加強措施。對單根預(yù)應(yīng)力鋼筋，其端部宜設(shè)置長度150mm且不少于4圈螺旋筋（圖6.3a）；

40、當(dāng)有可靠經(jīng)驗時，亦可利用支座墊板上的插筋代替螺旋筋但不少于4根，長度120mm（6.4b）。2）對多根預(yù)應(yīng)力鋼筋，其端部10d范圍內(nèi)，應(yīng)設(shè)置35片與預(yù)應(yīng)力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng)（6.4c）。3）對鋼絲配筋的薄板，在端部100mm范圍內(nèi)應(yīng)適當(dāng)加密橫向鋼筋（6.4d）。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充3.后張法端部加強措施 1）為了提高錨具下砼的局部砼的抗壓強度，防止局部砼壓碎，應(yīng)在端部予埋鋼板（厚度10mm），并應(yīng)在墊板下設(shè)置附加橫向鋼筋網(wǎng)片圖6.4（a）或螺旋式鋼筋圖6.4（b）等措施。具體要求見規(guī)范。2）在局部受壓間接鋼筋配置區(qū)以外，在構(gòu)件端部長度l不小于3e（e為截

41、面重心線上部或下部預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點至鄰近邊緣的距離）但不大于1.2h（h為構(gòu)件端部截面高度）、高度為2e的附加配筋區(qū)范圍內(nèi)，應(yīng)均勻配置附加箍筋或網(wǎng)片（圖6-5）。 圖6-5 防止沿孔道劈裂的配筋范圍 圖6-6 構(gòu)件端部凹進(jìn)處構(gòu)造鋼筋4.其它構(gòu)造措施1）當(dāng)構(gòu)件在端部有局部凹進(jìn)時，應(yīng)增設(shè)折線構(gòu)造鋼筋（圖6-6）或其他有效的構(gòu)造鋼筋。2）長期外露的金屬錨具應(yīng)采取涂刷或砂漿封閉等防銹措施。 3）管道壓漿要密實，不宜小于m20的水泥砂漿，水灰比0.40.45，為減少收縮，可摻入0.001水泥用量的鋁粉。 4）凡制作時需要預(yù)先起拱的構(gòu)件，預(yù)留孔道宜隨構(gòu)件同時起拱。5）曲線預(yù)應(yīng)力鋼絲束、鋼絞線束的曲率半徑

42、不宜小于4 m，對折線配筋的構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力鋼筋彎折處的曲率半徑可適當(dāng)減小。6）在預(yù)拉區(qū)和預(yù)壓區(qū)中，應(yīng)設(shè)置縱向非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造鋼筋，在預(yù)應(yīng)力鋼筋的彎折處，應(yīng)加密箍筋或沿彎折處內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。 第 頁 青島黃海職業(yè)學(xué)院教師教案教案內(nèi)容及教學(xué)過程提示與補充課堂鞏固：思考題1-14課堂小結(jié)：1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外荷載作用前，先人為地對它施加壓力，由此產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力狀態(tài)用于減小或抵消外荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，達(dá)到推遲受拉區(qū)混凝土開裂的目的。2、預(yù)加應(yīng)力的方法常見的有先張法和后張法。先張法是通過鋼筋與混凝土的粘結(jié)力來傳遞預(yù)壓應(yīng)力的，而且要有一定的傳遞長度，為了使拉區(qū)混凝土盡快得到有效預(yù)壓應(yīng)力，減少鋼筋的回彈，要對端部混凝土采取加強措施，以減小傳遞長度。對于后張法是依靠錨具傳遞預(yù)壓應(yīng)力，為了提高錨具下混凝土的局部抗壓強度，防止錨具下混凝土局部