預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件

1、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件講解：呂輝Prestressed concrete members生活中的預(yù)應(yīng)力生活中的預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土的概念身邊的預(yù)應(yīng)力工程實例身邊的預(yù)應(yīng)力工程實例預(yù)應(yīng)力混凝土的概念一、普通鋼筋混凝土的欠缺一、普通鋼筋混凝土的欠缺qk=10kN/mL0跨度為跨度為5.2m的簡支梁，的簡支梁，截面尺寸為截面尺寸為200450mm2，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m，均布恒荷載，均布恒荷載gk=5kN/m。預(yù)應(yīng)力混凝土的概念預(yù)應(yīng)力混凝土的概念普通鋼筋混凝土計算結(jié)果普通鋼筋混凝土計算結(jié)果預(yù)應(yīng)力混凝土的概念開裂早（甚至僅在自重下就會開裂）。開裂早（甚至僅在

2、自重下就會開裂）。在使用荷在使用荷載下帶裂縫工作，影響使用功能、耐久、載下帶裂縫工作，影響使用功能、耐久、 剛度和剛度和抗疲勞性?？蛊谛浴o法發(fā)揮采用高強材料的作用（裂縫寬度受限）。無法發(fā)揮采用高強材料的作用（裂縫寬度受限）。難以利用高強度鋼筋。開裂時受拉鋼筋的應(yīng)力只難以利用高強度鋼筋。開裂時受拉鋼筋的應(yīng)力只能達(dá)到能達(dá)到 s =2030N/mm2與與wmax對應(yīng)的對應(yīng)的 s =200N/mm2.而高強鋼絲強度可達(dá)而高強鋼絲強度可達(dá)1600N/mm2以上以上 .不適應(yīng)現(xiàn)代化大跨度的需要。不適應(yīng)現(xiàn)代化大跨度的需要。結(jié)論：結(jié)論：WeNANppppcWMc)(WeNANWMppppccb預(yù)應(yīng)力混凝土

3、的概念由于預(yù)加應(yīng)力由于預(yù)加應(yīng)力 pc較大，受拉邊緣仍處于較大，受拉邊緣仍處于受壓狀態(tài)，受壓狀態(tài)，不會出現(xiàn)開裂；不會出現(xiàn)開裂；受拉邊緣應(yīng)力雖然受拉，但拉應(yīng)力小受拉邊緣應(yīng)力雖然受拉，但拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強度，于混凝土的抗拉強度，一般不會出現(xiàn)一般不會出現(xiàn)開裂；開裂；受拉邊緣應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度，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)雖然會產(chǎn)生裂縫，但比鋼筋混凝土構(gòu)件（件（Np =0）的）的開裂明顯推遲開裂明顯推遲，裂縫寬裂縫寬度也顯著減小度也顯著減小。pccb預(yù)應(yīng)力混凝土的概念0pcctkpccf0tkpccf0pcctkpccf在構(gòu)件受荷載以前，預(yù)先施加壓力使之

4、在構(gòu)件受荷載以前，預(yù)先施加壓力使之產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，稱為產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力混凝土的概念預(yù)應(yīng)力混凝土的定義預(yù)應(yīng)力混凝土的定義+預(yù)應(yīng)力混凝土的概念預(yù)應(yīng)力起拱與撓度預(yù)應(yīng)力起拱與撓度充分利用了鋼筋抗拉強度和混凝土抗壓強度高充分利用了鋼筋抗拉強度和混凝土抗壓強度高特性，減少特性，減少用鋼量用鋼量，截面小，自重輕，適用于，截面小，自重輕，適用于大跨結(jié)構(gòu)。大跨結(jié)構(gòu)。在使用荷載下，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本處于彈在使用荷載下，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本處于彈性工作階段性工作階段(未裂未裂)?？裳泳徎炷翗?gòu)件的開裂，可延緩混凝土構(gòu)件的開裂，提高構(gòu)件的提高構(gòu)件的抗裂度抗裂度，耐久性好。，耐

5、久性好。預(yù)拱，使構(gòu)件預(yù)拱，使構(gòu)件撓度撓度減小，剛度大。減小，剛度大。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的優(yōu)點預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的優(yōu)點預(yù)應(yīng)力混凝土的概念要求裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu)。要求裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu)。大跨度或受力很大的構(gòu)件。大跨度或受力很大的構(gòu)件。對構(gòu)件的剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，對構(gòu)件的剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如工業(yè)廠房中的吊車梁、碼頭和橋梁中的大跨如工業(yè)廠房中的吊車梁、碼頭和橋梁中的大跨度梁式構(gòu)件等。度梁式構(gòu)件等。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土的概念構(gòu)造、施工和計算較為復(fù)雜。構(gòu)造、施工和計算較為復(fù)雜。延性差。延性差。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的缺陷預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的缺陷

6、按預(yù)加應(yīng)力的方法：按預(yù)加應(yīng)力的方法： 先張法：先張法：通常在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的制作方法。 后張法后張法：是先澆筑混凝土，待達(dá)到設(shè)計強度的75%以上后再張拉預(yù)應(yīng)力鋼材以形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法。按預(yù)加應(yīng)力的程度可分為：按預(yù)加應(yīng)力的程度可分為： 全預(yù)應(yīng)力混凝土：全預(yù)應(yīng)力混凝土：在任何時候均不允許出現(xiàn)拉力。 部分部分預(yù)應(yīng)力混凝土：預(yù)應(yīng)力混凝土：允許結(jié)構(gòu)在受到特別重的荷載時出現(xiàn)拉力。按預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的粘結(jié)狀況：按預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的粘結(jié)狀況： 有粘結(jié)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土:裸線，混凝土與其直接接觸并產(chǎn)生握裹力。 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土:在預(yù)應(yīng)力鋼材外面涂裹油脂，并

7、用高密度聚氯乙烯作為護(hù)套，以保證其自由拉伸。與混凝土不直接接觸。按預(yù)應(yīng)力筋的位置可分為：按預(yù)應(yīng)力筋的位置可分為： 體內(nèi)體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土：預(yù)應(yīng)力混凝土：預(yù)應(yīng)力筋位于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，在任意截面處都與結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)。 體外預(yù)應(yīng)力混凝土：體外預(yù)應(yīng)力混凝土：預(yù)應(yīng)力筋位于混凝土結(jié)構(gòu)的外部，僅在錨固及轉(zhuǎn)向塊處可能與結(jié)構(gòu)相連。預(yù)應(yīng)力混凝土的概念 分類分類預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 先張法/后張法張拉鋼筋張拉鋼筋澆筑混凝土澆筑混凝土切斷鋼筋，混凝土預(yù)壓切斷鋼筋，混凝土預(yù)壓預(yù)應(yīng)力由混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力來傳遞預(yù)應(yīng)力由混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力來傳遞一、先張法一、先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 先張法/后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 先張

8、法/后張法預(yù)應(yīng)力由構(gòu)件兩端錨具實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力由構(gòu)件兩端錨具實現(xiàn)澆筑混凝土構(gòu)件澆筑混凝土構(gòu)件穿預(yù)應(yīng)力鋼筋穿預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固鋼筋，孔道灌漿錨固鋼筋，孔道灌漿預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 先張法/后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 先張法/后張法請看后張法后張法錄像預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 夾具和錨具夾具、錨具：夾具、錨具：用于固定預(yù)應(yīng)力筋。用于固定預(yù)應(yīng)力筋。構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用夾具夾具用于永久固定預(yù)應(yīng)力筋、作為構(gòu)件的一部分用于永久固定預(yù)應(yīng)力筋、作為構(gòu)件的一部分 錨具錨具預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具1、螺絲端桿錨具：、螺絲端桿錨具：在單根預(yù)應(yīng)力鋼筋的兩端各焊上一段螺絲端桿，套以螺帽和墊板。優(yōu)點：受力

9、明確，錨固可靠，構(gòu)造簡單，施工方便，預(yù)應(yīng)力損失小。適合短小預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。缺點：對下料長度有較高的要求。圖 螺絲端桿錨具預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具2、錐形錨具：、錐形錨具：用于固定多根直徑為512mm的平行鋼絲束或直徑為1315mm的平行鋼絞線束。原理：預(yù)應(yīng)力筋依靠摩擦力將預(yù)應(yīng)力傳到錨環(huán)，再由錨環(huán)通過承壓力和粘結(jié)力將預(yù)拉力傳到混凝土構(gòu)件上。缺點：滑移量大，不易保證每根鋼筋或鋼絲中應(yīng)力均勻。預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具3、鐓頭錨具：、鐓頭錨具：用于錨固多根直徑為10118mm的平行鋼絲束或錨固18根以下直徑為5mm的平行鋼絞線束。原理：預(yù)應(yīng)力筋依靠鐓頭的承壓力傳到錨環(huán)，并通過螺紋上的承壓力傳到螺帽，再通過

10、墊板傳到混凝土構(gòu)件上。優(yōu)、缺點：錨固性能可靠，錨固力大，張拉操作方便，但要求鋼筋或鋼絲束的長度有較高的精度。預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具4、夾具式錨具：、夾具式錨具：由錨環(huán)和夾片組成，可錨固鋼絞線或鋼絲束。主要有如下幾種形式：優(yōu)點：錨固可靠、施工方便。JM12型JM12型錨具缺點：內(nèi)縮量大。預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具QM型(多孔錨具多孔錨具)固定端錨具固定端錨具錨固端錨具錨固端錨具全景全景預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具QM型(單孔錨具單孔錨具)錨固端錨具錨固端錨具預(yù)應(yīng)力混凝土的施工 錨具多孔板錨具：多孔板錨具：固定式、先張法。預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 混凝土 1、混凝土、混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土要求采用高強混凝土預(yù)應(yīng)

11、力混凝土要求采用高強混凝土強度高：強度高：與鋼筋有較大粘結(jié)強度，減少先張法預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力傳遞長度；有利于提高局部承壓能力，便于后張錨具的布置和減小錨具墊板的尺寸；收縮、徐變?。菏湛s、徐變?。阂詼p少因收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；快硬、早強：快硬、早強：強度早期發(fā)展較快，可較早施加預(yù)應(yīng)力，加快施工速度，提高臺座、模具、夾具的周轉(zhuǎn)率，降低間接費用?；炷两Y(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：一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土規(guī)定：一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不低于強度等級不低于C30，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋時不，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋時不低于低于C40。預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 鋼材 2、

12、鋼材、鋼材（1）鋼絞線）鋼絞線 鋼絞線是用鋼絞線是用2、3、7股高強鋼絲扭結(jié)而成的一種高強預(yù)應(yīng)力筋，其中股高強鋼絲扭結(jié)而成的一種高強預(yù)應(yīng)力筋，其中以以7股鋼絞線應(yīng)用最多股鋼絞線應(yīng)用最多。7股鋼絞線的公稱直徑為股鋼絞線的公稱直徑為9.515.2 mm，通常用，通常用于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，強度可高達(dá)于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，強度可高達(dá)1860MPa。2股和股和3股鋼絞線用途不廣，股鋼絞線用途不廣，僅用于某些先張法構(gòu)件，以提高與混凝土的粘結(jié)強度。僅用于某些先張法構(gòu)件，以提高與混凝土的粘結(jié)強度。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 鋼材 （2）鋼絲）鋼絲 分為冷拉鋼絲冷拉鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼絲兩

13、種。強度可高達(dá)1860MPa。消除應(yīng)力鋼絲：消除應(yīng)力鋼絲：鋼絲經(jīng)冷拔后，存在有較大的內(nèi)應(yīng)力，一般都需要采用低溫回火處理來消除內(nèi)應(yīng)力。消除應(yīng)力鋼絲的比例極限、條件屈服強度和彈性模量均比消除應(yīng)力前有所提高，塑性也有所改善。預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 鋼材 （3）熱處理鋼筋）熱處理鋼筋 用熱軋中碳低合金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理后制成的高強度鋼筋，直徑為610mm，抗拉強度為抗拉強度為1470MPa。預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 鋼材 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 張拉控制應(yīng)力con 在張拉預(yù)應(yīng)力筋對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）所控制的所控制的總張拉力Np,con除以預(yù)應(yīng)力筋面積Ap得到的應(yīng)力稱為張

14、拉控制應(yīng)力con。它是預(yù)應(yīng)力筋在在構(gòu)件受荷以前受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。張拉控制應(yīng)力con取值越高高，預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的預(yù)壓作用越大，可以使預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用。但con取值過高過高，可能會在張拉時引起破斷事故，產(chǎn)生過大應(yīng)力松弛。因此，規(guī)范規(guī)定了張拉控制應(yīng)力限值con。pconpconAN,預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 張拉控制應(yīng)力con 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 張拉控制應(yīng)力con 因為對預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進(jìn)行的，同時張拉預(yù)應(yīng)力筋也是對它進(jìn)行的一次檢驗，所以表中con是以預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)準(zhǔn)強度給出的，且 con可不受抗拉強度設(shè)計值的限制可不受抗拉強度設(shè)計值的限制。在下列情況下，在下列情況下， con

15、可提高可提高0.05 fptk： 為提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能，而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力筋；為部分抵消應(yīng)力松弛、摩擦、分批張拉和溫差產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 為避免con的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用，規(guī)范規(guī)定 con不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.4 fptk。預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作方法上原因，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會從預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會從 con逐步減少逐步減少，并經(jīng)過相當(dāng)長的時間才會最終穩(wěn)定下來，這種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。由于最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對構(gòu)件產(chǎn)生實際的預(yù)應(yīng)力效果最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對構(gòu)件產(chǎn)生實際的預(yù)應(yīng)力效果。因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工

16、中的一個關(guān)鍵的問題。過高或過低估計預(yù)應(yīng)力損失，都會對結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不利影響。預(yù)應(yīng)力損失 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)力筋應(yīng)力降預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力降低的因素低的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有： 錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起的損失錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起的損失l1摩擦引起的損失摩擦引起的損失l2溫差引起的損失溫差引起的損失l3松弛引起的損失松弛引起的損失l4混凝土的收縮和徐變引起的損失混凝土的收縮和徐變引起的損失l5、 l5l6預(yù)應(yīng)力損失1 1、錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起的損失錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起的損失l1（N/mm2） 預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時，由于錨具受力后變形、墊板縫隙的擠緊以錨具受力后

17、變形、墊板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具中的內(nèi)縮及鋼筋在錨具中的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失記為l1。對直線預(yù)應(yīng)力筋，slEl1-張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值。l -張拉端至錨固端之間的距離。Es-預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量。sEl預(yù)應(yīng)力損失減少減少l1的措施有：的措施有：（1）選擇錨具變形小或使預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具、夾具，并盡量少用墊板，因每增加一塊墊板，值就增加1mm。（2）增加臺座長度。因l1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100m以上時， l1可以忽略不計。錨具損失只考慮張拉端，錨固端因在張拉過程中已被擠緊，故不考慮其所引起的損失。預(yù)應(yīng)力損失2 2、摩擦引起的損失摩擦引起的損失l2

18、（N/mm2） 摩擦損失是指在后張法后張法張拉鋼筋時，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間存在摩擦，引起預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力隨距張拉端距離的增加而逐漸減少的現(xiàn)象。 摩擦阻力主要由下述兩個原因引起，應(yīng)分別計算，然后相加分別計算，然后相加：（1）張拉曲線預(yù)應(yīng)力曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋時，由于曲線孔道的曲率，使得預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間產(chǎn)生法向正壓力而引起的摩擦阻力。 dN1=-Nd曲線預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力損失（2）預(yù)留孔道因施工中產(chǎn)生施工中產(chǎn)生局部偏差、孔壁粗糙、預(yù)應(yīng)力鋼筋偏離設(shè)計位置等原因，張拉鋼筋時，預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間將產(chǎn)生法向正壓力而引起的摩擦力。 dN2=-Ndx預(yù)應(yīng)力損失q 為張拉端與計算截面曲線部分的切

19、線夾角（rad）2l)(con2qxl2 . 0)(qx若)(con11qxe 將上述（1）（2）兩項相加：考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)。x張拉端至計算截面的孔道長度（m）預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)。預(yù)應(yīng)力損失一端張拉一端張拉兩端張拉兩端張拉超張拉超張拉減少減少l2的措施有：的措施有：（1）對于較長的構(gòu)件可在兩端進(jìn)行張拉，則計算中孔道長度可按構(gòu)件的一半長度計算。（但會引起l1的增加）（2）采用超張拉。 1.1 con（停（停2min） 0.85 con （停（停2min） con預(yù)應(yīng)力損失3 3、溫差引起的損失溫差引起的損失l3 （N/mm2） 為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸

20、汽養(yǎng)護(hù)加快混凝土的凝結(jié)硬化。升溫時升溫時，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺座是固定不動的，亦即鋼筋長度不變，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 l3。降降溫時溫時，混凝土達(dá)到了一定的強度，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)力損失已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失 l3無法恢復(fù)無法恢復(fù)。 設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺座的溫差為D t ，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為110-5/，則有: 2102101553tttEEltlEllEssssslDDDDD預(yù)應(yīng)力損失減少減少l3的措施有：的措施有：（1）采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)兩次升溫養(yǎng)護(hù)。先在常溫下養(yǎng)護(hù)，待混凝土達(dá)到一定強度

21、等級再逐漸升溫至規(guī)定的養(yǎng)護(hù)溫度。這時可認(rèn)為鋼筋與混凝土已結(jié)成整體，能夠一起脹縮而不引起應(yīng)力損失。（2）在鋼模上張拉鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋是錨固在鋼模上的，升溫時兩者溫度相同，可以不考慮此項損失。預(yù)應(yīng)力損失4 4、松弛引起的損失松弛引起的損失l4 （N/mm2）鋼筋在高應(yīng)力長期作用下具有隨時間增長產(chǎn)生塑性變形塑性變形的性質(zhì)。在長度長度保持不變的條件下，應(yīng)力值應(yīng)力值隨時間增長而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為松弛松弛。另一方面，在鋼筋應(yīng)力保持不變的條件下，其應(yīng)變會隨時間的增長而逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為鋼筋的徐變徐變。預(yù)應(yīng)力損失普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：conptkconlf

22、)5 . 0(4 . 04低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線： 當(dāng)con0.7fptk時，conptkconlf)5 . 0(125. 04當(dāng)0.7fptk 3m時 l6=0減少減少l6的措施有：的措施有：避免采用小直徑構(gòu)件避免采用小直徑構(gòu)件 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失的組合預(yù)應(yīng)力損失的組合 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從預(yù)加應(yīng)力開始即需要進(jìn)行計算，而預(yù)應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此，應(yīng)根據(jù)計算需要，考慮相應(yīng)階段所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。 考慮到預(yù)應(yīng)力損失計算的誤差，在總損失計算值過小時，產(chǎn)生不利影響，規(guī)范規(guī)定當(dāng)總損失值l =lI +lII小于下列數(shù)值時，按下列數(shù)值取用: 先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件 100N/m

23、m100N/mm2 2 后張法構(gòu)件后張法構(gòu)件 80N/mm80N/mm2 2預(yù)應(yīng)力損失 當(dāng)后張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用分批張拉分批張拉時，應(yīng)考慮后批后批張拉的感覺所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮對先批先批張拉鋼筋的影響，將先批張拉鋼筋的張拉控制應(yīng)力con增加Epci（pci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。cpEEE先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度:ltrdfltkpetr 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的構(gòu)件的預(yù)壓力是靠構(gòu)件兩端一定距離內(nèi)鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力來傳遞的。其傳遞并不能在構(gòu)件的端部集中一集中一點點完成，而必須通過一定的傳遞長度一定的傳遞長度進(jìn)行。pe_放

24、張時預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效有效預(yù)應(yīng)力值預(yù)應(yīng)力值；d _預(yù)應(yīng)力鋼筋的公稱直徑； _預(yù)應(yīng)力鋼筋的外形系數(shù)；ftk_與放張時放張時混凝土立方體抗壓強度fcu相應(yīng)的軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算1、構(gòu)件局部受壓區(qū)截面尺寸構(gòu)件局部受壓區(qū)截面尺寸為了滿足構(gòu)件端部局部 受壓區(qū)的抗抗裂要求裂要求，防止該區(qū)段混凝土由于施加預(yù)應(yīng)力而出現(xiàn)沿構(gòu)件長度方向的裂縫，對配置間接鋼筋間接鋼筋 （焊接鋼筋網(wǎng) 或螺旋式鋼筋 ）的混凝土構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的截面尺寸要求：錨固區(qū)：錨固區(qū)：從端部局部受壓過渡到全截面均勻受壓的區(qū)段。局部破壞局部破壞后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算 l 混凝土局壓強度提高系數(shù)，

25、“套箍”作用llAA /bA l 局部受壓面積；A b 局壓時計算底面積局壓時計算底面積，按同心、對稱原則確定。見P243中圖9-15 式中: Fl 局部受壓面上作用的局部壓力設(shè)計值設(shè)計值 Fl =1.2conApAl n 局部受壓凈面積凈面積，從錨具邊45線沿墊板擴(kuò)散至構(gòu)件表面，并減去孔道凹槽部分的面積。fc 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值設(shè)計值，在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的張拉階段驗算中，應(yīng)取相應(yīng)階段的混凝土立方體抗壓強度fcu值。c 混凝土強度影響系數(shù)；當(dāng)混凝土強度等級不超過C50時，取c =1.0；當(dāng) 混凝土強度等級等于C80時，取c =0.8，其間按線性內(nèi)插法線性內(nèi)插法使用。Fl 1.35

26、c l fc Aln后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算2、局部受壓承載力計算：局部受壓承載力計算：在錨固區(qū)段配置間接鋼筋間接鋼筋（焊接鋼筋網(wǎng)或螺旋式鋼筋）可以有效地提高錨固區(qū)段的局部受壓強度，防止局部受壓破壞。當(dāng)AcorAl時：nycorvcc)2(9.0lllAffF cor配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù)。lAA/corcor間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)，當(dāng)混凝土不超過C50時，取=1.0；當(dāng)混凝土強度等級為C80時，取=0.85；當(dāng)混凝土強度等級為C50與C80之間時，按線性內(nèi)插法確定。Acor配置方格網(wǎng)或螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍以內(nèi)內(nèi)表面范圍以內(nèi)混凝土核心面積（不扣除孔道面積

27、），（不扣除孔道面積），但不應(yīng)大于不應(yīng)大于Ab，且其重心應(yīng)與Al的重心相重合。式中：后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算v 間接鋼筋的體積配筋率體積配筋率（核心面積Acor范圍內(nèi)單位混凝土體積所 含間接鋼筋體積），且要求v0.5%。即SAlAnlAncor2s2211s1v（1）當(dāng)為方格網(wǎng)式配筋時：此時，鋼筋網(wǎng)兩個方向上單位長度內(nèi)鋼筋截面面積的比值不宜大于1.5倍。n1、AS1:方格網(wǎng)沿l1方向的鋼筋根數(shù)、單根鋼筋的截面面積；n2、AS2:方格網(wǎng)沿l2方向的鋼筋根數(shù)、單根鋼筋的截面面積；S: 方格網(wǎng)式間接鋼筋的間距，宜取3080； 且不少于且不少于4片片后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算

28、SdAscor1sv4（2）當(dāng)為螺旋式配筋時：ASS1:單根單根螺旋式間接鋼筋的截面面積；dcor:螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土截面直徑；S:螺旋式間接鋼筋的間距，宜取3080； 且不少于且不少于4圈圈預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析預(yù)備概念一：1、混凝土受拉強度低；2、pc=0 混凝土不受拉、不受壓；3、 pc=ftk 混凝土開裂；4、混凝土受拉開裂后退出受力工作。預(yù)備概念二：1、構(gòu)件在任意截面上其內(nèi)力是平衡的；2、鋼筋（預(yù)應(yīng)力/非預(yù)應(yīng)力）和混凝土等變形；3、鋼筋與混凝土等變形等變形后的應(yīng)力比為E比；E：預(yù)應(yīng)力鋼筋或非預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量與混凝土彈性模量之比，E=ES/E

29、C推導(dǎo)推導(dǎo)1、先張法先張法軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件 （見（見P246表表9-6）(a)放張前(b)放張后(c)完成二批損失后（1）施工階段施工階段預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析前言：預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件從張拉鋼筋開始直到構(gòu)件破壞，截面中混凝土和鋼筋應(yīng)力的變化可分為兩個階段：施工階段施工階段和使用階段使用階段。每個階段又包括若干個受力過程。放松預(yù)應(yīng)力筋之前：放松預(yù)應(yīng)力筋之前： p = con l I (拉拉) pc = 0 (0) s = 0 (0)放松預(yù)應(yīng)力筋之后：放松預(yù)應(yīng)力筋之后： pe = con lI E pcI (拉拉) s = E pcI (0) (壓壓) pc = pcI

30、(0) (壓壓) 具體計算見下頁具體計算見下頁先定義先定義預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析由截面力平衡條件截面力平衡條件（F拉=F壓） (conlI EpcI ) Ap = pcI Ac + sI As式中：A 0 換算截面面積換算截面面積，即： A0 = Ac +E As + E ApA c扣除孔道、鋼筋等截面面積后截面上的混凝土混凝土截面面積截面面積。完成第一批損失，并放松鋼筋之后：0ppcpIconpcI + A)(ANAANAAApEnPESEl pcI A n 凈截面面積凈截面面積（換算截面換算截面面積減去減去全部縱向預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積換算換算成混凝土的截面面積面積）即： A

31、n = A0 -E Ap 或 An = Ac +Es AspeI Ap = pcI Ac + sI As換算為一種材質(zhì)Np完成第一批損失后第一批損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的總預(yù)拉力總預(yù)拉力I I預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析完成第二批損失之后：預(yù)應(yīng)力筋： pII=con l EpcII (拉拉)非預(yù)應(yīng)力筋：sII= EspcII + l 5 (壓壓)混凝土： pc=pcII (壓壓)同理，由截面平衡條件截面平衡條件得：05pc5pconpcIIII + A)(AANAAAASlPESESll先假設(shè)有效預(yù)應(yīng)力有效預(yù)應(yīng)力NpII完成全部損失后全部損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的總預(yù)拉力總預(yù)拉力pe Ap = pc A

32、c + s As預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析(2)使用階段使用階段受力過程的三個特征點：受力過程的三個特征點：N(a)施加軸力前(b)消壓狀態(tài)(c)開裂軸力(d)極限軸力NuN0N0NcrNcrNu（+）（）（）預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析 N0( c =0)Np,cr( c =ftk)Nu( p = fpy)v 加載至混凝土應(yīng)力為零：加載至混凝土應(yīng)力為零： pc= 0 (壓壓)(0) s= sII= EpcII + l 5 - EpcII = l 5 (壓壓) p= p0 = pe + EpcII = con l (拉拉)式中式中 N0 消壓軸力消壓軸力，抵消截面上混凝土有效預(yù)，

33、抵消截面上混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力所需的軸向力。壓應(yīng)力所需的軸向力。N0= p0Ap s sAs=( con l)Ap l5As= pcIIA0 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析（9-269-26） 公式代入公式代入v 加載至構(gòu)件截面即將開裂：加載至構(gòu)件截面即將開裂：式中式中 Np,cr 開裂軸力，開裂軸力， 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu) 件即將開裂件即將開裂時時所能承受的軸向力。所能承受的軸向力。(預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的的存在可以提高抗裂存在可以提高抗裂度度) c= ftk (0)(拉拉) s= Es ftk l5 (壓壓)(拉拉) p= con l + Eftk (拉拉) 截面平衡：截面平衡：Nc

34、r= pcr Ap + sAs + ftkA0Ncr= ( pcII+ftk)A0 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析v 加載至構(gòu)件破壞：加載至構(gòu)件破壞： c= 0 (0) s= fy (拉拉) p= fpy (拉拉) 式中，式中，Nu 極限承極限承載載力。力。(預(yù)預(yù)應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力)由截面平衡條件：由截面平衡條件：Nu=fpyAp + fyAs 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析v 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并錨固張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并錨固完成第一批損失后完成第一批損失后： c= pcI (壓壓) s = Es pcI (壓壓) p= pe = con l I (拉

35、拉) 式中式中: An 構(gòu)件的凈截面面積構(gòu)件的凈截面面積，An = A0 EAp = Ac + EsAs 截面平衡：截面平衡： pe Ap = pcAc + s AsnpIconpcI)(AAl2、后張法后張法軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件（1）施工階段施工階段預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析先假設(shè)具體計算見下具體計算見下v 完成第二批損失后完成第二批損失后： c= pcII (壓壓) s= Es pcII + l5 (壓壓) p= pe = con l (拉拉)截面平衡：截面平衡： p Ap = cAc + s Asns5pconpcII)(AAAll 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析先假設(shè)具

36、體計算見下具體計算見下v 消壓消壓 (加載到混凝土應(yīng)力為零加載到混凝土應(yīng)力為零) c= 0 (壓壓)(0) s= Es pcII + l5 Es pcII = l5 (壓壓) p= con l + E pcII (拉拉)截面平衡：截面平衡： N0 = pAp As s = pcIIA0預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析（2）使用階段使用階段v 構(gòu)件即將開裂構(gòu)件即將開裂 c= ftk (0)(拉拉) s= Esftk l5 (壓壓)(拉拉) p= con l + E pcII + Esftk (拉拉) 截面平衡：截面平衡： Ncr = pAp + As s + Acftk Ncr = ( pcI

37、I + ftk)A0預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析v 構(gòu)件加載達(dá)到極限承載力：構(gòu)件加載達(dá)到極限承載力： c= 0 (0) s= fy (拉拉) p= fpy (拉拉) 先張法、后張法軸心受力構(gòu)件各階段的應(yīng)先張法、后張法軸心受力構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)及公式的表達(dá)有什么共同力狀態(tài)及公式的表達(dá)有什么共同點和差異。點和差異。Nu = fpyAp + fy As想一想：想一想：預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 應(yīng)力分析r0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；N 軸力設(shè)計值軸力設(shè)計值。上上式主要用來求式主要用來求Ap和和As，一般按構(gòu)造先設(shè)一般按構(gòu)造先設(shè)As ，再，再求求Ap。1.使用階段正截面承載力計算使用階段

38、正截面承載力計算r0N Nu = fyAs + fpy Ap預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 使用階段的計算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 使用階段的計算2. 裂縫控制驗算裂縫控制驗算NkNcr = ( pcII + ftk)A0 ck pcII ftkNk /A0 pcII + ftk開裂的關(guān)鍵點開裂的關(guān)鍵點預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 使用階段的計算u即：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。即：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。 pcII 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后，在抗裂驗算邊緣的混凝土的預(yù)壓應(yīng)力。扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后，在抗裂驗算邊緣的混凝土的預(yù)壓應(yīng)力。n0pconpcII)(AAAl或或 （1）一級）一級

39、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 ck pcII 0 ck 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下抗裂驗算邊緣的混凝土法向應(yīng)力。按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下抗裂驗算邊緣的混凝土法向應(yīng)力。 0kckAN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)范將預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂等級分將預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂等級分為三個裂縫控制等級進(jìn)行驗算。為三個裂縫控制等級進(jìn)行驗算。（先張或后張）（先張或后張） 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 使用階段的計算u上兩式表明：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但上兩式表明：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但有一定限值；在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下，不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。有一定限值；在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久

40、組合下，不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。 cq 在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的抗裂驗算邊緣混凝土法向在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的抗裂驗算邊緣混凝土法向應(yīng)力。應(yīng)力。荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合下：下： c q pcII 0荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合下：下： c k pcII ftk（2）二級）二級 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)件預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 使用階段的計算 cr 構(gòu)件受力特征系數(shù)，對軸拉構(gòu)件取構(gòu)件受力特征系數(shù)，對軸拉構(gòu)件取2.2；式中式中: sk縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力，即縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力，即limteeqsskcrmax w )08. 09 . 1 (dcEwspp0k

41、skAANN （3）三級）三級 允許開裂，但要限制裂縫寬度允許開裂，但要限制裂縫寬度 按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響計算的最大列明寬度：按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響計算的最大列明寬度：其余參數(shù)意義其余參數(shù)意義見見P254、P255；預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 施工階段的驗算先張法：放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時構(gòu)件先張法：放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時構(gòu)件承載力驗算承載力驗算。后張法：后張法：1、張拉鋼筋時構(gòu)件、張拉鋼筋時構(gòu)件承載力驗算承載力驗算， 2、端部錨固區(qū)、端部錨固區(qū)局部受壓驗算局部受壓驗算。施工階段驗算：施工階段驗算：由于在放張預(yù)應(yīng)力鋼筋（先張法）或張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋完畢（后張由于在放張預(yù)應(yīng)力鋼筋（先張法）或張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋完畢（后張法）時，混凝土將受到最大的預(yù)壓力法）時，混凝土將受到最大的預(yù)壓力 cc ，而這時混凝土強度等級，而這時混凝土強度等級通常僅達(dá)到設(shè)計強度的通常僅達(dá)到設(shè)計強度的75%，構(gòu)件強度是否足夠，應(yīng)予以驗算。，構(gòu)件強度是否足夠，應(yīng)予以驗算。預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 施工階段的驗算1.承載力驗算承載力驗算式中式中: fck 放松放松(張拉張拉)預(yù)應(yīng)力鋼筋時預(yù)應(yīng)力鋼筋時,混凝土立方體抗混凝土立方體抗 壓強度相應(yīng)的軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，壓強度相應(yīng)的軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值