鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第10章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的性能與設(shè)計(jì).

1、p本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容預(yù)應(yīng)力的分類及應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力的分類及應(yīng)力損失 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算 預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的計(jì)算預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的計(jì)算 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(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)10.1.110.1.1一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的概念的概念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(huì)美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土下的定義是：對(duì)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

2、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”。10.1.1一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展混凝土的發(fā)展p1888年，美國工程師杰克遜年，美國工程師杰克遜(PHJackson)首次將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于首次將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)；混凝土結(jié)構(gòu)；p1908年，美國的斯坦納年，美國的斯坦納(CRSteiner)提出收縮徐變發(fā)生后，再張拉提出收縮徐變發(fā)生后，再張拉預(yù)應(yīng)力筋；美國的狄爾預(yù)應(yīng)力筋；美國的狄爾(REDill)采用帶有涂層的預(yù)應(yīng)力筋來避免采用帶有涂層的預(yù)應(yīng)力筋來避免混凝土與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)，但沒有解決根本預(yù)

3、應(yīng)力損失問題；混凝土與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)，但沒有解決根本預(yù)應(yīng)力損失問題；p1928年，法國工程師弗萊西奈年，法國工程師弗萊西奈(EFreyssinet)成功研制出預(yù)應(yīng)力混凝成功研制出預(yù)應(yīng)力混凝土，指出預(yù)應(yīng)力混凝土必須使用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土，指出預(yù)應(yīng)力混凝土必須使用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)入實(shí)用階段；土進(jìn)入實(shí)用階段；p1979年，東南大學(xué)年，東南大學(xué)呂志濤教授呂志濤教授參與設(shè)計(jì)的上海色織四廠，主體工程設(shè)參與設(shè)計(jì)的上海色織四廠，主體工程設(shè)計(jì)采用大跨度雙跨部分預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國最早使用的預(yù)應(yīng)計(jì)采用大跨度雙跨部分預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國最早使用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)。力技術(shù)。

4、10.1.1一般概念n 普通鋼筋混凝土的不足普通鋼筋混凝土的不足C30L0p不同設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，簡支梁的裂不同設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，簡支梁的裂縫寬度比較縫寬度比較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(qiáng)鋼筋應(yīng)力能使高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土結(jié)合和高強(qiáng)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(shí)現(xiàn)荷載平衡。應(yīng)力實(shí)現(xiàn)荷載平衡。10.1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n

5、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 線預(yù)加應(yīng)力或環(huán)預(yù)加應(yīng)力線預(yù)加應(yīng)力或環(huán)預(yù)加應(yīng)力n 體內(nèi)預(yù)應(yīng)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n 電熱法電熱法n 現(xiàn)澆、預(yù)制、組合式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆、預(yù)制、組合式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)10.1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的曲線式鋪筋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的曲線式鋪筋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 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的鋼筋錨固無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的鋼筋錨固1010. .1 1.

6、 .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 電熱法電熱法大同煤礦貯煤倉大同煤礦貯煤倉10.1.3 施加預(yù)應(yīng)力的方法n 先張法先張法10.1.3 施加預(yù)應(yīng)力的方法n 先張法施工過程演示先張法施工過程演示n 后張法施工過程演示后張法施工過程演示在臺(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)在臺(tái)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(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)在臺(tái)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(shí)固用夾具臨時(shí)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(hù)至強(qiáng)度

7、蒸汽養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度不低于不低于75%設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)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(hù)混凝土到養(yǎng)護(hù)混凝土到規(guī)定的強(qiáng)度值規(guī)定的強(qiáng)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 10.1.4 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

8、固裝置。土上的永久性錨固裝置。n錨具的性能要求錨具的性能要求p定義錨具效率系數(shù)定義錨具效率系數(shù)ha等于或大于等于或大于0.95p預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變eapu等于或大于等于或大于2.0%n夾具夾具p是是先張法先張法中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在臺(tái)座上的中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在臺(tái)座上的臨時(shí)性錨固裝置；或后張法中夾持預(yù)應(yīng)力筋的臨時(shí)性錨固臨時(shí)性錨固裝置；或后張法中夾持預(yù)應(yīng)力筋的臨時(shí)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。10.1.4 錨具n 錨具的分類錨具的分類錨具類型錨具類型支承式

9、支承式 錐塞式錐塞式握裹式握裹式 螺母錨具螺母錨具鐓頭錨具鐓頭錨具JM型型BM型型OVM型型QM型型XM型型擠壓錨具擠壓錨具壓花錨具壓花錨具夾具類型夾具類型鋼絲夾具鋼絲夾具 鋼筋?yuàn)A具鋼筋?yuàn)A具鍥形鍥形圓錐齒板式圓錐齒板式 鋼筋鐓頭鋼筋鐓頭 螺母錨具螺母錨具銷片式夾具銷片式夾具 圓錐槽式圓錐槽式n 夾具的分類夾具的分類10.1.4 錨具n 錨具和夾具圖例錨具和夾具圖例DM型鐓頭錨具型鐓頭錨具螺螺母母錨錨具具pJM12錨具演示錨具演示pOVM錨具演示錨具演示10.1.4 錨具n 錨具和夾具圖例錨具和夾具圖例QM型錨具型錨具 灌漿孔灌漿孔 錨墊板錨墊板 錨板錨板 預(yù)留孔道用的螺旋管預(yù)留孔道用的螺旋管螺

10、旋筋螺旋筋10.1.5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料n 鋼筋鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）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10.1.5 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(qiáng)度等級(jí)越高，能夠承受的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)度等級(jí)的混凝土與高強(qiáng)鋼筋相配合，可以獲得較采用高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土與高強(qiáng)鋼筋相配合，可以獲得較經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件截面尺寸；經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件截面尺寸；p高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也高，這一點(diǎn)對(duì)依靠高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也高，這一點(diǎn)對(duì)依靠粘結(jié)

11、傳遞預(yù)應(yīng)力的先張法構(gòu)件尤為重要。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(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(qiáng)度等級(jí)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(shí)，混當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于不宜低于C40。10.1.6 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)n 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)度材料充分利用高強(qiáng)度材料p擴(kuò)大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍擴(kuò)大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍n局限性局限

12、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(jià)高造價(jià)高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10.2.1 張拉控制應(yīng)力sconn 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(shí)，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(shí)，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，以張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出的拉應(yīng)力值，以s scon表示。表示。p對(duì)于如鋼制錐形錨具對(duì)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,

13、 , s scon是是指指經(jīng)過錨具、扣除此摩經(jīng)過錨具、扣除此摩阻力后的（錨下）應(yīng)阻力后的（錨下）應(yīng)力值。因此力值。因此, , s scon是是指張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)的指張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)的錨下張拉控制應(yīng)力。錨下張拉控制應(yīng)力。 10.2.1 張拉控制應(yīng)力sconn s scon過大時(shí)可能出現(xiàn)的問題過大時(shí)可能出現(xiàn)的問題p 個(gè)別鋼筋可能被拉斷個(gè)別鋼筋可能被拉斷p 施工階段可能會(huì)引起構(gòu)件開裂施工階段可能會(huì)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)

14、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 fptk1010. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失n 預(yù)應(yīng)力損失的種類預(yù)應(yīng)力損失的種類p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s sl1p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)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl2p混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl3p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

15、的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl4p混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl5p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的預(yù)應(yīng)力損失擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl610.2.2 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)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl2n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(diǎn)受力特點(diǎn)N NF F預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向s sconAps scons sl2s sconApp長度效應(yīng)：長度效應(yīng)：接觸摩接觸摩擦力擦力，與鋼筋

16、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p s sl2的公式建立的公式建立n 法向平衡條件法向平衡條件10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失dqdxAps sxAp(s sx+ds sx)dPdFdqs scons sl2s sconApxpp2sindsin2d2ddxxPAAs ss s pddxPA s s n切向平衡條件切向平衡條件pdcdos2dxFAs s pddxAFs s 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

17、度效應(yīng)兩部分組成pdddxPFAxsspppdddxxxAAAxssss s sdddxxxs s s s p s sl2的公式建立的公式建立n 對(duì)上式積分對(duì)上式積分10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失xxxxl00ddd2conconsssss)(ln)ln(con2conxlsssssxle11con2n當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)0.2x 2conlxs ss s 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s sl2的方法的方法n一端張拉另一端補(bǔ)拉一端張拉另一端補(bǔ)拉n兩端同時(shí)張拉兩端同時(shí)張拉n超張拉超張拉n超張拉的程序超張拉的程序2minconconcon01.10.85s ss ss

18、 s 10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p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s sl1( (先張法先張法) )n計(jì)算公式計(jì)算公式(直線預(yù)應(yīng)力筋直線預(yù)應(yīng)力筋)1slaEls sn張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值 a 的取值的取值n減少損失的方法減少損失的方法p盡量少用墊板盡量少用墊板 10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p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s sl1 ( (后張法后張法) )s sconApn 正向摩擦正向摩擦p張拉過程中預(yù)應(yīng)力筋與孔道之張拉過程中預(yù)應(yīng)力筋與孔道之間的摩擦叫正向摩擦，產(chǎn)生的間

19、的摩擦叫正向摩擦，產(chǎn)生的損失為正向摩擦損失。損失為正向摩擦損失。p張拉端正向摩擦損失為零，距張拉端正向摩擦損失為零，距張拉端越遠(yuǎn)，損失越大。張拉端越遠(yuǎn)，損失越大。n 反向摩擦反向摩擦p鋼筋回縮時(shí)與張拉時(shí)所受到的鋼筋回縮時(shí)與張拉時(shí)所受到的摩擦力反向，稱為反向摩擦。摩擦力反向，稱為反向摩擦。p張拉端的回縮量最大，越遠(yuǎn)，張拉端的回縮量最大，越遠(yuǎn)，回縮量越小?；乜s量越小。p在鋼筋回縮力與反向摩擦力平在鋼筋回縮力與反向摩擦力平衡點(diǎn)處，回縮停止，相應(yīng)的長衡點(diǎn)處，回縮停止，相應(yīng)的長度為度為反向摩擦影響長度反向摩擦影響長度 lf。s sconAps sconsconlf10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p張拉端錨具變形

20、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s sl1 ( (后張法后張法) )s scons sconAplfs sl1 conxxs ss s conflflxxs ss s n損失損失s sl1的公式建立的公式建立 conxxs ss s conffllxxs ss s 1 /2fl xxls ss ss s con(1)fxlxs s con()(1)cfxxrxls s rcu u1 /211con221lllfcfxxlrls ss s s ss s x假設(shè)正向與反向摩假設(shè)正向與反向摩擦損失的大小相等擦損失的大小相等10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p張拉端錨具變形和鋼

21、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s sl1 ( (后張法后張法) )n反向摩擦影響長度反向摩擦影響長度 lf 的取值的取值cfsonc1000()laErs s axExlsld)(f01s1con2()(1)lfcfxlrl s ss s f2sfcon fc022()laExxllrs s x與與lf的量綱為的量綱為m，a的量綱為的量綱為mmn 減少損失的方法減少損失的方法p盡量少用墊板盡量少用墊板 p選用變形小的錨具選用變形小的錨具p采用超張拉工藝采用超張拉工藝10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，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(hù)時(shí)，張拉鋼筋與

22、設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl3n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p兩階段升溫養(yǎng)護(hù)兩階段升溫養(yǎng)護(hù)p升溫時(shí)，混凝土未結(jié)硬，臺(tái)座固定不動(dòng)，鋼筋長度不變，因此預(yù)應(yīng)升溫時(shí)，混凝土未結(jié)硬，臺(tái)座固定不動(dòng)，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(shí)，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具有粘結(jié)作用，降溫時(shí)，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)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(jì)算方法計(jì)算方法3lsssslltEEEEtll ss5532.01

23、01.010 2lsEtttss 10.2.2 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s sl4n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(shí)間應(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(shí)間的增長而降低的現(xiàn)象。的增長而降低的現(xiàn)象。con01.03s s 2minconcon01.05s ss s n 超張拉的工作原理超張拉的工作原理n超張拉下短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的損失在低應(yīng)力下需要較長時(shí)間；超張拉下短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的損失在低

24、應(yīng)力下需要較長時(shí)間；n持荷持荷2 2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，則錨固后損失減小。后損失減小。10.2.2 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s sl4n松弛損失的計(jì)算松弛損失的計(jì)算松弛損失的計(jì)算松弛損失的計(jì)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conptkconlfsss)5 . 0(4 . 04 當(dāng)當(dāng)s scon0.7fptk時(shí)時(shí)con4conptk0.1250.5lfs ss ss s 當(dāng)當(dāng)0.7fptks s

25、con0.8fptk時(shí)時(shí)con4conptk0.1250.5lfs ss ss s 4con0.05lssss 4con0.035lssss 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s sl4n時(shí)間對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響時(shí)間對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p考慮時(shí)間影響的預(yù)考慮時(shí)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(jì)算公應(yīng)力損失值計(jì)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(shí)間隨時(shí)間變化的預(yù)應(yīng)力損失變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)系數(shù)) )確定。確定。隨時(shí)間變化的預(yù)應(yīng)力

26、損失系數(shù)隨時(shí)間變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)10.2.2 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s sl5n混凝土的收縮和徐變，都會(huì)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(huì)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?？s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(shí)隨時(shí)間產(chǎn)生的，且二者的影響因素、由于收縮和徐變是同時(shí)隨時(shí)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。將二者合并考慮。n影響預(yù)應(yīng)力損失的主要因素影響預(yù)應(yīng)力損失的主要因素p 構(gòu)件配筋率構(gòu)件配筋率p 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土的

27、預(yù)壓應(yīng)力值張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土的預(yù)壓應(yīng)力值p 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)10.2.2 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s sl5n預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算方法預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算方法545280115pcculfs ss s 545280115pcculfs ss s 先張法先張法535280115pcculfs ss s 535280115pcculfs ss s 后張法后張法n 減少損失的措施減少損失的措施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10.2.2 預(yù)應(yīng)力損失p螺

28、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s sl6n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(jī)沿圓周方向把鋼纏絲機(jī)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(hù)層池壁敷設(shè)噴射砂漿作保護(hù)層纏絲機(jī)的施工纏絲機(jī)的施工n損失的計(jì)算方法損失的計(jì)算方法116lssdddddEEds s 當(dāng)構(gòu)件直徑當(dāng)構(gòu)件直徑 d3m時(shí)，時(shí)，s sl6=30N/mm2;當(dāng)構(gòu)件直徑當(dāng)構(gòu)件直徑 d3m時(shí)，時(shí)，s sl6=0。10.2.2 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

29、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s sl3s sl5s sl4s sl1先張法先張法s sl2s sl5s sl4s sl6s sl1后張法后張法10.2.2 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(shí)際計(jì)算中，以在實(shí)際計(jì)算中，以“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(duì)對(duì)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(shí)刻；，指放松預(yù)應(yīng)力筋，開始給砼施加預(yù)應(yīng)力的時(shí)刻；p對(duì)對(duì)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 s scon 并加以錨固的時(shí)刻。并加以錨固的時(shí)刻。n 各階段預(yù)應(yīng)力損失值的

30、組合各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合n 混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范對(duì)預(yù)應(yīng)力損失值的最小規(guī)定值對(duì)預(yù)應(yīng)力損失值的最小規(guī)定值p對(duì)對(duì)先張法先張法構(gòu)件，構(gòu)件，100N/mm2p對(duì)對(duì)后張法后張法構(gòu)件，構(gòu)件，80N/mm210.2.2 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 cspspsscEEEs ss ss spcscsccscpsscEsEEEEsssss ss ss sss 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

31、形”的起點(diǎn)，然后，欲求其的起點(diǎn)，然后，欲求其后任一狀態(tài)的鋼筋應(yīng)力，只需以起點(diǎn)應(yīng)力為基礎(chǔ)，求出相對(duì)于起點(diǎn)的后任一狀態(tài)的鋼筋應(yīng)力，只需以起點(diǎn)應(yīng)力為基礎(chǔ)，求出相對(duì)于起點(diǎn)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。10.2.2 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(shí)混凝土彈性變形的考慮后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土彈性變形的考慮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(jì)損失，第如果不計(jì)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)力大小為s scon第第2批預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的同時(shí)，

32、批預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的同時(shí)，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(shí)際預(yù)應(yīng)力將小于的實(shí)際預(yù)應(yīng)力將小于s scon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(shí)，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(shí)，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(duì)先批張拉鋼筋的影響；對(duì)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s scon增加增加( (或減小或減小) ) Es spci 。ps spci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

33、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。10.2.3 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 s spe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)拉力鋼筋的有效預(yù)拉力Aps spe 。n傳遞長度傳遞長度 ltr 的計(jì)算的計(jì)算ltrltrs spe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 spe預(yù)應(yīng)力筋

34、預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力petrtkldf s s 鋼筋的外形系數(shù)鋼筋的外形系數(shù)10.2.3 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(shí)，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(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值力達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)算先張法預(yù)應(yīng)力混凝土受

35、彎構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜計(jì)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(shí)，錨固長度范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度截面受彎承載力時(shí)，錨固長度范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值在錨固起點(diǎn)處應(yīng)取為零，在錨固終點(diǎn)處應(yīng)取為設(shè)計(jì)值在錨固起點(diǎn)處應(yīng)取為零，在錨固終點(diǎn)處應(yīng)取為 fpy，兩點(diǎn)之間可按線性內(nèi)插法確定。兩點(diǎn)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)力鋼筋的錨固長度 la 的計(jì)算公式的計(jì)算公式pytafldf 10.2.3 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

36、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(xiàng)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(xiàng)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(jì)算后張法構(gòu)件時(shí)，必須特別注意針對(duì)的是構(gòu)件哪個(gè)截面。計(jì)算后張法構(gòu)件時(shí)，必須特別注意針對(duì)的是構(gòu)件哪個(gè)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

37、筋，則沿構(gòu)件長度s sl5也是變化的，應(yīng)力分也是變化的，應(yīng)力分布較復(fù)雜。布較復(fù)雜。10.2.4 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10.2.4 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10.2.4 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

38、術(shù)規(guī)程的技術(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)的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)抗腐蝕能力強(qiáng)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(jì)算公式的比較先、后張法計(jì)算公式的比較p本節(jié)符號(hào)的規(guī)定本節(jié)符號(hào)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)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 s

39、 spe 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力n s ss 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 s spc 混凝土的應(yīng)力混凝土的應(yīng)力n s spe以受拉為正以受拉為正n s ss，s spc以受以受壓壓為正為正10.3.1先張法軸心受拉構(gòu)件p有特殊意義的幾個(gè)特定時(shí)刻的應(yīng)力狀態(tài)有特殊意義的幾個(gè)特定時(shí)刻的應(yīng)力狀態(tài)特定時(shí)刻的特定時(shí)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

40、砼即將開裂 加荷直至構(gòu)件破壞加荷直至構(gòu)件破壞 10.3.1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s slI) ) 134lllls ss ss ss s pcpcconEpcEspespcls ss ss ss ss s s s s ss s pcespscpAAAs ss ss s spcEscpcppcEcon)(AAAlssssss spc Ass ss Aps spe n 由平衡條件得由平衡條件得 n此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計(jì)算的依據(jù)。此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計(jì)算的依據(jù)。conppccEssEp()

41、lAAAAs ss ss s con0p()lAAssss cEs0sEpAAAA n A0為換算截面面積為換算截面面積 10.3.1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s sl 5,llllls ss ss ss ss s I II II II II IpcespscpAAAs ss ss s conEpcIIppcIIcEspcII5s()()llAAAs ss s s ss s s ss s s spc Ass ss Aps spe 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有效預(yù)壓應(yīng)力先張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力pcpcconEpc

42、Esp5pecslls ss ss ss s s s s ss ss ss s conp5spc0()llAAAsssssss s 10.3.1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(shí)時(shí) p0sspeANAs ss s 0conp5s()llNAAs ss ss s Ass ss Aps spe n 由平衡條件得由平衡條件得 nN0 為為“消壓拉力消壓拉力”pespccon05p0lls ss ss ss ss ss ss s conp5spc0()llAAAsssssss s 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 N N0 0p0c0AN

43、s s 10.3.1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 p0csseppcANAAs ss ss s Ass ss Aps spe n 由平衡條件得由平衡條件得 n上式可作為使用階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算的依據(jù)。上式可作為使用階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算的依據(jù)。spctkconEtkspe5Etkllfffs ss ss s s s s ss s 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 N Ncrcrs spc =ftkcrconEtkptkc5Estksconp5stkcEpEsspc0tk00tk0pctk0()() ()() ()llll

44、NfAf AfAAAfAAAAf ANf AfAsssssssssssss ss s10.3.1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(qiáng)度設(shè)計(jì)值自的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，貫通裂縫驟然加時(shí)，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

45、極限值(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(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載上式可作為使用階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的依據(jù)。能力極限狀態(tài)計(jì)算的依據(jù)。 10.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件p有特殊意義的幾個(gè)特定時(shí)刻的應(yīng)力狀態(tài)有特殊意義的幾個(gè)特定時(shí)刻的應(yīng)力狀態(tài)特定時(shí)刻的特定時(shí)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s scon同同時(shí)壓縮砼時(shí)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

46、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10.3.2 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(diǎn)應(yīng)力變化的特點(diǎn)n非預(yù)應(yīng)力筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)非預(yù)應(yīng)力筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)在在張拉預(yù)應(yīng)力筋前，此時(shí)二者的起張拉預(yù)應(yīng)力筋前，此時(shí)二者的起點(diǎn)應(yīng)力均為零點(diǎn)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(shí)刻混凝土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(shí)刻混凝土應(yīng)力的應(yīng)力的 Es 倍。倍。n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)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)s scon 以前，這種彈性壓縮對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力沒有影

47、響。以前，這種彈性壓縮對(duì)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，一般不考慮混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力鋼后張法構(gòu)件施工制作階段，一般不考慮混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化，筋的應(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(shí)刻開始，預(yù)應(yīng)力鋼筋才和混凝近似認(rèn)為，從完成第二批預(yù)應(yīng)力損失的時(shí)刻開始，預(yù)應(yīng)力鋼筋才和混凝土協(xié)調(diào)變形。土協(xié)調(diào)變形。10.3.2 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s scon，同時(shí)壓縮混凝土，同時(shí)壓縮混凝土 pccccon2peEsccsls ss ss ss s s ss ss s pcespscpAAAs ss ss s

48、 con2pcccEsccs()lAAAs ss ss s s s n 由平衡條件得由平衡條件得 n此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計(jì)算的依據(jù)。此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計(jì)算的依據(jù)。con2pcccEss()lAAAs ss ss s con2p()nlAAssss cEssnAAA n An為構(gòu)件凈為構(gòu)件凈截面面積截面面積 Aps scons spc Ass ss Aps spe conpnAAs s張拉端張拉端s sl2= 010.3.2 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pcpcIconIEspcpIesls ss ss ss ss s s ss s pcesps

49、cpAAAs ss ss s conIppcIcEspcIs()lAAAs ss ss s s s n 由平衡條件得由平衡條件得 n這里的這里的s spcI應(yīng)用于計(jì)算應(yīng)用于計(jì)算s sl5。conppcIcEss()lIAAAs ss ss s conp()nlIAAssss s spc Ass ss Aps spe I12llls ss ss s 10.3.2 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pcpcIIconEspcIIs5pells ss ss ss ss s s ss ss s pcespscpAAAs ss ss s conppcIIcEspcI5s()()

50、llAAAs ss ss s s ss s n 由平衡條件得由平衡條件得 ns spcII為后張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力。為后張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力。conp5spcIIcEss()llAAAAs ss ss ss s s spc Ass ss Aps spe II45llls ss ss s conp5sn()llAAAs ss ss s 10.3.2 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(shí)時(shí)pccopep0nEpcIsI50lls ss ss ss ss ss ss s s s n 由平衡條件得由平衡條件得 n可見，可見，后張

51、法構(gòu)件的后張法構(gòu)件的N0意義及計(jì)算公式的形式與先張法構(gòu)件的相同；意義及計(jì)算公式的形式與先張法構(gòu)件的相同；n但但 s spcII中的計(jì)算公式不同；中的計(jì)算公式不同；n二者都用構(gòu)件的換算截面面積計(jì)算。二者都用構(gòu)件的換算截面面積計(jì)算。Ass ss Aps spe N0N0p0sspeANAs ss s conEpcp5spcnEpcppc0(llAAAAAss ssss sss ss ss s ）10.3.2 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()llfffs ss ss s s ss s s ss s n 由平衡條件得由平

52、衡條件得 n上式可作為使用階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算的依據(jù)。上式可作為使用階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算的依據(jù)。Ass ss Aps spe NcrNcrtk0cr0pctk0()NfNf AAs s 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(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載能力極限狀是使用階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的依據(jù)。態(tài)計(jì)算的依據(jù)。10.3.3 先、后張法計(jì)算公式的比較p各種計(jì)算面積的比較各種計(jì)算面積的比較n 后張法后張法 cEssnE0cpsnAAAAAAAAAA 孔孔n 先張法先張法 cEssEp0pscAAAAAAAAAbh n構(gòu)件的

53、凈截面面積構(gòu)件的凈截面面積An的物理意義是：混凝土截面面積的物理意義是：混凝土截面面積Ac與非與非預(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。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。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。10.3.3 先、后張法計(jì)算公式的比較p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化n非預(yù)應(yīng)力鋼筋任何相應(yīng)時(shí)刻的應(yīng)力公式非預(yù)應(yīng)力鋼筋任何相應(yīng)時(shí)刻的應(yīng)力公式s ss形式均相同；

54、形式均相同；n這是由于兩種方法中，非預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)均是這是由于兩種方法中，非預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)均是混凝土應(yīng)力為零時(shí)；混凝土應(yīng)力為零時(shí)；n預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力s spe 公式中，后張法比先張法的相應(yīng)時(shí)刻應(yīng)力多公式中，后張法比先張法的相應(yīng)時(shí)刻應(yīng)力多 E Es spc；n這是因?yàn)楹髲埛?gòu)件在張拉過程中，混凝土彈性壓縮所引起的預(yù)應(yīng)這是因?yàn)楹髲埛?gòu)件在張拉過程中，混凝土彈性壓縮所引起的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力變化已被融入測力儀表讀數(shù)內(nèi)，因而兩種方法中，預(yù)應(yīng)力力筋應(yīng)力變化已被融入測力儀表讀數(shù)內(nèi)，因而兩種方法中，預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)不同。鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)不同。1

55、0.3.3 先、后張法計(jì)算公式的比較p混凝土的預(yù)壓應(yīng)力混凝土的預(yù)壓應(yīng)力n 后張法后張法 n 先張法先張法 n施工階段，兩種張拉方法的施工階段，兩種張拉方法的s spcI與與s spcII公式形式相似，差別在公式形式相似，差別在于：先張法公式中用構(gòu)件的換算截面面積于：先張法公式中用構(gòu)件的換算截面面積A0，而后張法用構(gòu)，而后張法用構(gòu)件的凈截面面積件的凈截面面積 An 。n混凝土預(yù)壓應(yīng)力混凝土預(yù)壓應(yīng)力s spc公式可歸納為以下通式公式可歸納為以下通式conp5spc00p() llANAAAsssssss sconp5spcnp() llnANAAAsssssss sconp5ps()llNAAs

56、ss ss s n 求求s spcI時(shí)，令時(shí)，令s sl = s slI ， s sl5 = 0n 求求s spcII時(shí)，令時(shí)，令s sl = s slI+ s slII ， 此時(shí)此時(shí)s sl5 010.3.3 先、后張法計(jì)算公式的比較p軸向拉力軸向拉力n使用階段，構(gòu)件在各特定時(shí)刻的軸向拉力使用階段，構(gòu)件在各特定時(shí)刻的軸向拉力N0，Ncr及及Nu的公式的公式形式均相同。無論先、后張法，均采用構(gòu)件的換算截面面積形式均相同。無論先、后張法，均采用構(gòu)件的換算截面面積 計(jì)算；計(jì)算；n由由Ncr=(spcII+ftk)A0=N0+ftkA0可知，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比同條可知，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比同條件的普通

57、鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂荷載提高了件的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂荷載提高了N0；n預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的極限承載力預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的極限承載力Nu計(jì)算公式與截面計(jì)算公式與截面尺寸及材料均相同的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的極限承載力公式尺寸及材料均相同的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的極限承載力公式相同，而與預(yù)應(yīng)力的存在及大小無關(guān)，即施加預(yù)應(yīng)力不能提相同，而與預(yù)應(yīng)力的存在及大小無關(guān)，即施加預(yù)應(yīng)力不能提高軸心受拉構(gòu)件的承載力。但后者因裂縫過大早已不滿足使高軸心受拉構(gòu)件的承載力。但后者因裂縫過大早已不滿足使用要求。用要求。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

58、后張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析p 施工階段后張法構(gòu)件端部局壓承載力計(jì)算施工階段后張法構(gòu)件端部局壓承載力計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算內(nèi)容拉構(gòu)件的計(jì)算內(nèi)容使用階段使用階段施工階段施工階段承載力承載力計(jì)算計(jì)算裂縫控制裂縫控制驗(yàn)算驗(yàn)算構(gòu)件制作，運(yùn)輸構(gòu)件制作，運(yùn)輸和安裝的承載力和安裝的承載力驗(yàn)算驗(yàn)算后張法構(gòu)件混凝后張法構(gòu)件混凝土局壓土局壓驗(yàn)算驗(yàn)算10.4.1使用階段正截面承載力計(jì)算p計(jì)算公式計(jì)算公式upypysNNAAff n目的是保證構(gòu)件在使用階段具有足夠的安全性。目的是保證構(gòu)件在使用階段具有足夠的安全性。n因?qū)儆诔休d能力極限狀態(tài)的計(jì)算，故荷載效應(yīng)及材料強(qiáng)度均采用設(shè)計(jì)值。因?qū)儆诔?/p>

59、載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，故荷載效應(yīng)及材料強(qiáng)度均采用設(shè)計(jì)值。n應(yīng)用公式解題時(shí)，一個(gè)方程只能求解一個(gè)未知量。一般先按構(gòu)造要求或經(jīng)應(yīng)用公式解題時(shí)，一個(gè)方程只能求解一個(gè)未知量。一般先按構(gòu)造要求或經(jīng)驗(yàn)定出非預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量（此時(shí)驗(yàn)定出非預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量（此時(shí)A As s 已知），然后再由公式求解已知），然后再由公式求解A Ap p 。nN軸向拉力設(shè)計(jì)值；軸向拉力設(shè)計(jì)值；nNu構(gòu)件截面所能承受的軸向拉力設(shè)計(jì)值；構(gòu)件截面所能承受的軸向拉力設(shè)計(jì)值；nfpy預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；nfy非預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。非預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。10.4.2 使用階段正截面裂縫控制

60、驗(yàn)算p對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，應(yīng)按所處對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，應(yīng)按所處環(huán)境類別環(huán)境類別和和結(jié)構(gòu)類別結(jié)構(gòu)類別選用相應(yīng)的選用相應(yīng)的裂縫控制等級(jí)裂縫控制等級(jí). .p由于屬正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，因而須采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)由于屬正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，因而須采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合或準(zhǔn)永久組合，且組合或準(zhǔn)永久組合，且材料強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)值。p裂縫控制等級(jí)裂縫控制等級(jí)裂縫控制等級(jí)裂縫控制等級(jí)一級(jí)一級(jí)嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 二級(jí)二級(jí)一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 三級(jí)三級(jí)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合下，滿足下，滿足s