項目3.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識

1、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖項目項目3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件:本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：3.1 3.1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋混凝土受彎構(gòu)件3.2 3.2 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件鋼筋混凝土受壓構(gòu)件3.3 3.3 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件鋼筋混凝土受扭構(gòu)件3.4 3.4 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識3.5 3.5 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識4建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容：3.4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土概述；3.4.2 預(yù)應(yīng)力的分類和施加預(yù)應(yīng)力的方法；3.

2、4.3 張拉控制力和預(yù)應(yīng)力損失；3.4.4 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般構(gòu)造要求。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖3.4.1預(yù)應(yīng)力混凝土概述預(yù)應(yīng)力混凝土概述本節(jié)主要內(nèi)容：1、預(yù)應(yīng)力混凝土的定義；2、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)；3、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對材料的要求。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖0、鋼筋混凝土的欠缺、鋼筋混凝土的欠缺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200450mm2，作用均布活，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m，均布恒荷載，均布恒荷載gk=5kN/m。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖跨度增加一倍跨度增加兩倍采用高強(qiáng)鋼筋

3、L05.2m10.4m20.8m5.2mbh2004504009008001900200450自重gk5kN20kN80kN5kNM67.6kN.m513.96kN.m5948.8kN.m67.6kN.mfy級310級310級310冷拉級580As603mm22106mm212650mm2308mm2Ms50.7kN.m405.6kN.m4867.2kN.m50.7kN.mf=3000L16.4=3170L38.1=2730L88.8=2340L32.2=5 .1610Lss232MPa453MPawmax=0.30.250.75建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖 產(chǎn)生上述問題原因主要是因為

4、產(chǎn)生上述問題原因主要是因為混凝土的抗拉強(qiáng)度太低混凝土的抗拉強(qiáng)度太低，導(dǎo)致受，導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降低。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)用于鋼筋混凝土梁應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)時大跨度結(jié)構(gòu)時，如為增加剛度而加大截面，如為增加剛度而加大截面尺寸，會導(dǎo)致自重進(jìn)一步增大，尺寸，會導(dǎo)致自重進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)形成惡性循環(huán)。 如增加鋼筋來提高剛度，則鋼材的強(qiáng)度得不到充分利用，造成如增加鋼筋來提高剛度，則鋼材的強(qiáng)度得不到充分利用，造成浪費(fèi)。浪費(fèi)。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖 采用高強(qiáng)鋼筋，按正截面承載力要求可減少配筋，截面抗彎剛采用高強(qiáng)鋼筋，按正截面承載力

5、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，故度基本與配筋面積成比例降低，故撓度變形控制撓度變形控制難以滿足。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Ms=(0.60.8)My，如配，如配筋按正截面承載力計算，筋按正截面承載力計算，Ms下下 ss=(0.50.7)fy。對于。對于級鋼筋，級鋼筋，fy =300MPa， ss=150210MPa，裂縫寬度已達(dá)，裂縫寬度已達(dá)(0.15 0.25) mm。如采用如采用級高強(qiáng)鋼筋，級高強(qiáng)鋼筋，fy=580MPa，則，則 ss= 290 406 MPa，裂裂縫寬度縫寬度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過容許限值。已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過容許限

6、值。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖 1 1 普通混凝土抗裂性很差普通混凝土抗裂性很差 混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有0.00010.00010.00150.0015，這時鋼筋應(yīng)，這時鋼筋應(yīng)力僅力僅202030N/mm30N/mm2 2, ,另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯 2 2 高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用 裂縫寬度一般應(yīng)限制在裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.20.20.3mm0.3mm以內(nèi)，受拉鋼筋應(yīng)力最高以內(nèi)，受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能達(dá)到也只能達(dá)到150150250N/mm250N/mm2 2 3 3 結(jié)構(gòu)自重大使用性能不好結(jié)

7、構(gòu)自重大使用性能不好 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，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(qiáng)度的材料，勢必導(dǎo)致截面尺寸過大和自重過大因為無法采用高強(qiáng)度的材料，勢必導(dǎo)致截面尺寸過大和自重過大。 普通混凝土構(gòu)件存在問題歸納：普通混凝土構(gòu)件存在問題歸納：建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖1、預(yù)應(yīng)力混凝土的定義、預(yù)應(yīng)力混凝土的定義構(gòu)件在承受外荷載之前，構(gòu)件在承受外荷載之前，人為地預(yù)先通過張拉鋼筋對結(jié)構(gòu)人為地預(yù)先通過張拉鋼筋對結(jié)構(gòu)使用階段將產(chǎn)生拉應(yīng)力的混凝土區(qū)域施加壓力使用階段將產(chǎn)生拉應(yīng)力的混凝土區(qū)域施加壓力，構(gòu)件承受，構(gòu)件承受外荷載后，此項預(yù)壓應(yīng)

8、力將抵消一部分或全部由外荷載所外荷載后，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，從而推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的開展，引起的拉應(yīng)力，從而推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的開展，這種構(gòu)件就稱為這種構(gòu)件就稱為“預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件”。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖基本原理基本原理1）C20普通鋼筋混凝土簡支梁，在荷載作用下，在梁跨中下普通鋼筋混凝土簡支梁，在荷載作用下，在梁跨中下邊緣產(chǎn)生邊緣產(chǎn)生10N/mm2的拉應(yīng)力，混凝土梁早已開裂，且裂縫的拉應(yīng)力，混凝土梁早已開裂，且裂縫已有相當(dāng)?shù)拈_展。已有相當(dāng)?shù)拈_展。受 壓 區(qū) 砼受 拉 區(qū) 鋼 筋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖2

9、 )在預(yù)壓力作用下，截面下邊緣(預(yù)壓區(qū)）跨中產(chǎn)生壓應(yīng)力1=10N/mm2，形成反拱f 1 11預(yù)壓區(qū)預(yù)拉區(qū)f1建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖23)在外荷載作用下，截面下邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力2=9N/mm2，其撓度為f 2 f2荷載單獨(dú)作用下受力荷載單獨(dú)作用下受力受壓區(qū)砼受拉區(qū)鋼筋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖 4)在預(yù)壓力及外荷載作用，截面下邊緣產(chǎn)生應(yīng)力2-1=1N/mm2, 其撓度為f 2 f 1=f 使用階段的荷載逐漸逐漸增加預(yù)應(yīng)力單獨(dú)作用截面應(yīng)力使用荷載單獨(dú)作用截面應(yīng)力拉區(qū)砼未開裂拉區(qū)砼已開裂受 壓 區(qū) 砼受 拉 區(qū) 鋼 筋f2-f1建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖施加預(yù)應(yīng)力的

10、原理施加預(yù)應(yīng)力的原理建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖2、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：）優(yōu)點(diǎn)：1）裂縫寬度小、剛度大、撓度小、結(jié)構(gòu)的耐久性好。）裂縫寬度小、剛度大、撓度小、結(jié)構(gòu)的耐久性好。2）充分利用高強(qiáng)材料，節(jié)約了鋼材、減輕了自重，特別在大跨度的結(jié)構(gòu)中）充分利用高強(qiáng)材料，節(jié)約了鋼材、減輕了自重，特別在大跨度的結(jié)構(gòu)中更為經(jīng)濟(jì)。更為經(jīng)濟(jì)。3）提高構(gòu)件的抗剪性能。試驗表明，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋起著錨栓的作用，阻）提高構(gòu)件的抗剪性能。試驗表明，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋起著錨栓的作用，阻礙著構(gòu)件斜裂縫的出現(xiàn)與開展。礙著構(gòu)件斜裂縫的出現(xiàn)與開展。4）提高構(gòu)件的抗疲勞性能。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，由于鋼筋事

11、先張拉，在往復(fù)）提高構(gòu)件的抗疲勞性能。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，由于鋼筋事先張拉，在往復(fù)移動荷載的作用下，鋼筋應(yīng)力變化幅度不大移動荷載的作用下，鋼筋應(yīng)力變化幅度不大10%以下，不會引起鋼筋疲以下，不會引起鋼筋疲勞。勞。5）提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。對于長細(xì)比較大的受壓構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力）提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。對于長細(xì)比較大的受壓構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的很緊，不但預(yù)應(yīng)力鋼筋本身不會壓彎，而且可幫助周圍混凝鋼筋張拉的很緊，不但預(yù)應(yīng)力鋼筋本身不會壓彎，而且可幫助周圍混凝土提高抗彎的能力。土提高抗彎的能力。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖（2 2）缺點(diǎn)：）缺點(diǎn)：1 1）設(shè)計、計算比普通鋼筋混凝土構(gòu)件要復(fù)

12、雜。）設(shè)計、計算比普通鋼筋混凝土構(gòu)件要復(fù)雜。2 2） 工藝較復(fù)雜，對質(zhì)量要求高，因而需要配備工藝較復(fù)雜，對質(zhì)量要求高，因而需要配備 一支技術(shù)較熟練的專業(yè)一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊伍。隊伍。3 3） 需要有一定的專門設(shè)備，如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。需要有一定的專門設(shè)備，如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。4 4） 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)用較大，對構(gòu)件數(shù)量少的工程成本較高。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)用較大，對構(gòu)件數(shù)量少的工程成本較高。 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖(3)(3)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: :1)1)在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊車梁，建造薄在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重

13、桁架、吊車梁，建造薄壁空間結(jié)構(gòu)，多層框架和單層大跨度建筑，也可建造墻板、柱子等壁空間結(jié)構(gòu)，多層框架和單層大跨度建筑，也可建造墻板、柱子等。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖(3)(3)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: :1)1)在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊車梁，建造薄在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊車梁，建造薄壁空間結(jié)構(gòu)，多層框架和單層大跨度建筑，也可建造墻板、柱子等壁空間結(jié)構(gòu)，多層框架和單層大跨度建筑，也可建造墻板、柱子等。2)2)橋梁中建造了預(yù)應(yīng)力箱形截面簡支梁跨度達(dá)橋梁中建造了預(yù)應(yīng)力箱形截面簡支梁跨度達(dá)240m240m，斜拉預(yù)應(yīng)力混凝土橋，斜拉預(yù)應(yīng)力混凝土橋跨

14、度可達(dá)跨度可達(dá)400m400m。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖(3)(3)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: :1)1)在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊車梁，建造薄在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊車梁，建造薄壁空間結(jié)構(gòu)，多層框架和單層大跨度建筑，也可建造墻板、柱子等壁空間結(jié)構(gòu)，多層框架和單層大跨度建筑，也可建造墻板、柱子等。2)2)橋梁中建造了預(yù)應(yīng)力箱形截面簡支梁跨度達(dá)橋梁中建造了預(yù)應(yīng)力箱形截面簡支梁跨度達(dá)240m240m，斜拉預(yù)應(yīng)力混凝土橋，斜拉預(yù)應(yīng)力混凝土橋跨度可達(dá)跨度可達(dá)400m400m。3)3)特種結(jié)構(gòu)方面可建造預(yù)應(yīng)力混凝土電視塔，石油開采平臺、預(yù)應(yīng)力混凝特種

15、結(jié)構(gòu)方面可建造預(yù)應(yīng)力混凝土電視塔，石油開采平臺、預(yù)應(yīng)力混凝土囤船、預(yù)應(yīng)力壓力容器等。土囤船、預(yù)應(yīng)力壓力容器等。中央廣播電視塔，北京，中央廣播電視塔，北京，405m建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制樁預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制樁預(yù)應(yīng)力空心管預(yù)應(yīng)力空心管打完預(yù)制樁后，預(yù)應(yīng)力管樁施工現(xiàn)場打完預(yù)制樁后，預(yù)應(yīng)力管樁施工現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖3、材料要求、材料要求材料包括：1、混凝土；2、鋼筋。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖鋼筋的性能鋼筋的性能 預(yù)應(yīng)力鋼筋一直預(yù)應(yīng)力鋼筋一直處于高強(qiáng)受拉應(yīng)力處于高強(qiáng)受拉應(yīng)力超載情況下超載情況下發(fā)生脆性破斷，發(fā)生脆性破斷，同時還要求具有良好同時

16、還要求具有良好的加工性能，的加工性能，提高與混凝土提高與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度減少預(yù)應(yīng)力減少預(yù)應(yīng)力損失損失（1 1）鋼筋：）鋼筋：（1 1）普通鋼筋：）普通鋼筋：一般采用一般采用HRB335HRB335和和HRB400HRB400。（2 2）預(yù)應(yīng)力鋼筋：）預(yù)應(yīng)力鋼筋：建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖預(yù)應(yīng)力鋼筋包括：預(yù)應(yīng)力鋼筋包括：預(yù)應(yīng)力鋼絞線預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲鋼絲及及熱處理鋼筋熱處理鋼筋：鋼絞線鋼絞線由多根冷拉鋼絲在絞線機(jī)上咬合并經(jīng)消除應(yīng)力回火而成的總稱。由多根冷拉鋼絲在絞線機(jī)上咬合并經(jīng)消除應(yīng)力回火而成的總稱。一般分為一般分為2 2、3 3、7 7、1919絲絲鋼絞線。鋼絞線。其中其中7

17、7根鋼絲如根鋼絲如15-7515-75，表示表示“一束由直徑一束由直徑15mm15mm的的7 7絲（每根總直徑約絲（每根總直徑約15.24mm15.24mm，尺寸偏差，尺寸偏差+0.40 -0.20+0.40 -0.20；每絲直徑；每絲直徑約為約為5.0mm5.0mm）鋼絞線組）鋼絞線組成的鋼筋。成的鋼筋。鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值15701860N/mm15701860N/mm2 2建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖鋼絲鋼絲鋼絲是將含碳量為鋼絲是將含碳量為0.50.9%0.50.9%的優(yōu)質(zhì)高碳鋼軋制成盤條、經(jīng)回火、酸洗等處的優(yōu)質(zhì)高碳鋼軋制成盤條、經(jīng)回火、酸洗等處理后多次理后多次冷拔冷

18、拔而成。而成。按表面形態(tài)分為：光圓預(yù)應(yīng)力鋼絲、螺旋肋按表面形態(tài)分為：光圓預(yù)應(yīng)力鋼絲、螺旋肋( (預(yù)應(yīng)力鋼絲（左旋或右旋）、預(yù)應(yīng)力鋼絲（左旋或右旋）、壓波預(yù)應(yīng)力鋼絲或刻痕預(yù)應(yīng)力鋼絲等壓波預(yù)應(yīng)力鋼絲或刻痕預(yù)應(yīng)力鋼絲等預(yù)應(yīng)力鋼絲為直徑一般在預(yù)應(yīng)力鋼絲為直徑一般在4-124-12毫米毫米范圍，目前范圍，目前中國常用中國常用5 5毫米和毫米和7 7毫米毫米規(guī)格。規(guī)格。極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：中強(qiáng)度一般極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：中強(qiáng)度一般為為8001270N/mm8001270N/mm2 2；消除應(yīng)力；消除應(yīng)力鋼絲為鋼絲為15701860N/mm15701860N/mm2 2建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖預(yù)應(yīng)

19、力螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋用熱軋、軋后余熱處理或熱處理等工藝制成的中高強(qiáng)度鋼筋。用熱軋、軋后余熱處理或熱處理等工藝制成的中高強(qiáng)度鋼筋。直徑一般為直徑一般為1850mm1850mm極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為9801230N/mm9801230N/mm2 2。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖（2 2）混凝土：）混凝土：混凝土性能混凝土性能 承受高壓應(yīng)力，此外還承受高壓應(yīng)力，此外還有粘結(jié)力、端部承壓有粘結(jié)力、端部承壓承載力承載力減小預(yù)應(yīng)力損失減小預(yù)應(yīng)力損失加快施工進(jìn)度，降低加快施工進(jìn)度，降低間接費(fèi)用間接費(fèi)用建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖3.4.2預(yù)應(yīng)力分類及施加方法預(yù)應(yīng)力分類及

20、施加方法本節(jié)主要內(nèi)容：1、預(yù)應(yīng)力分類；2、預(yù)應(yīng)力施加的方法。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖1、預(yù)應(yīng)力的分類、預(yù)應(yīng)力的分類根據(jù)使用荷載下對截面張拉應(yīng)力控制的不同分為：根據(jù)使用荷載下對截面張拉應(yīng)力控制的不同分為：（1 1）全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件各種荷載組合下構(gòu)件截面均各種荷載組合下構(gòu)件截面均不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，相當(dāng)于，相當(dāng)于裂縫控控制裂縫控控制一級一級。（2 2）有限預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件）有限預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在在短期荷載短期荷載作用下，容許承受作用下，容許承受規(guī)定的拉應(yīng)力值規(guī)定的拉應(yīng)力值，但長期荷載作用下，但長期荷載作用下，不得受拉，相當(dāng)于不得受拉，相當(dāng)于裂縫控控制二

21、級裂縫控控制二級。（3 3）部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件）部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在荷載作用下在荷載作用下容許出現(xiàn)裂縫容許出現(xiàn)裂縫，但不超過容許的設(shè)計要求相當(dāng)于，但不超過容許的設(shè)計要求相當(dāng)于裂縫裂縫控控制三級控控制三級。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖2、施加預(yù)應(yīng)力的方法、施加預(yù)應(yīng)力的方法按照張拉鋼筋與澆筑混凝土的前后關(guān)系，分為：按照張拉鋼筋與澆筑混凝土的前后關(guān)系，分為：先張法先張法和和后張法后張法。（1 1）先張法）先張法 先張拉預(yù)應(yīng)力先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆筑混凝土鋼筋后澆筑混凝土的施工方法，稱為的施工方法，稱為先張法先張法 。主要工藝過程：主要工藝過程：1）鋼筋就位）鋼筋就位2）張拉鋼筋）張拉鋼筋3

22、）支模、澆筑混）支模、澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)凝土并養(yǎng)護(hù)4）切斷鋼筋）切斷鋼筋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖（2 2）后張法）后張法 先澆筑混凝土，待先澆筑混凝土，待混凝土硬化后，在構(gòu)件混凝土硬化后，在構(gòu)件上直接張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，上直接張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，這種施工方法稱為這種施工方法稱為后張后張法法 。主要工藝過程：主要工藝過程：1 1）澆筑混凝土構(gòu)件，）澆筑混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中預(yù)留孔道并在構(gòu)件中預(yù)留孔道2 2）穿預(yù)應(yīng)力鋼筋并張）穿預(yù)應(yīng)力鋼筋并張拉鋼筋拉鋼筋3 3）錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋并）錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋并往孔道內(nèi)壓力灌漿。往孔道內(nèi)壓力

23、灌漿。 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖（3 3）張拉方法比較）張拉方法比較1 1）張拉順序）張拉順序先張法：先張拉鋼筋，后澆筑混凝土；先張法：先張拉鋼筋，后澆筑混凝土；后張法：先澆筑混凝土，后張拉鋼筋。后張法：先澆筑混凝土，后張拉鋼筋。2 2）工藝過程）工藝過程先張法：穿鋼筋先張法：穿鋼筋-拉鋼筋拉鋼筋澆混凝土澆混凝土養(yǎng)護(hù)至養(yǎng)護(hù)至75%-75%-斷鋼筋；斷鋼筋；后張法：留孔道后張法：留孔道-澆混凝土澆混凝土-養(yǎng)護(hù)至養(yǎng)護(hù)至75%-75%-穿鋼筋穿鋼

24、筋-拉鋼筋拉鋼筋 - -錨鋼筋錨鋼筋-壓力灌漿。壓力灌漿。3 3）預(yù)壓力的傳遞）預(yù)壓力的傳遞先張法：靠鋼筋與砼之間的粘結(jié)力，因此需先達(dá)到先張法：靠鋼筋與砼之間的粘結(jié)力，因此需先達(dá)到75%75%強(qiáng)度切斷；強(qiáng)度切斷；后張法：主要通過錨具傳遞，張拉時也需要達(dá)到后張法：主要通過錨具傳遞，張拉時也需要達(dá)到75%75%的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖4 4）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)先張法：工藝簡單，工序少，效率高，質(zhì)量易保證先張法：工藝簡單，工序少，效率高，質(zhì)量易保證 省去了錨具和預(yù)埋件，成本低；省去了錨具和預(yù)埋件，成本低；后張法：在構(gòu)件上張拉，無需臺座，可在預(yù)制場生產(chǎn)，也可現(xiàn)場施工。后張法：在構(gòu)件

25、上張拉，無需臺座，可在預(yù)制場生產(chǎn)，也可現(xiàn)場施工。5 5）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)先張法：需要臺座，不適合現(xiàn)場施工先張法：需要臺座，不適合現(xiàn)場施工后張法：生產(chǎn)周期長，需要錨具，成本高，工序多，造價高。后張法：生產(chǎn)周期長，需要錨具，成本高，工序多，造價高。6 6）適用范圍）適用范圍先張法：適合工廠化生產(chǎn)，長線法施工中、小型構(gòu)件先張法：適合工廠化生產(chǎn)，長線法施工中、小型構(gòu)件后張法：大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，現(xiàn)場施工。后張法：大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，現(xiàn)場施工。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖3.4.3張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失本節(jié)主要內(nèi)容：1、張拉控制應(yīng)力；2、預(yù)應(yīng)力損失計算。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖

26、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖 1） 如果如果con取值過低取值過低，則預(yù)應(yīng)力鋼筋經(jīng)過各種損失后，對混，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)范規(guī)定規(guī)定con不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.4f ptk （ 0.5f ptk ，螺紋鋼筋）。螺紋鋼筋）。 2） 如果如果con取得太高取得太高，可能出現(xiàn)下列問題：，可能出現(xiàn)下列問題：預(yù)應(yīng)力鋼筋已超過實際屈服強(qiáng)度而失去回縮能力，或已發(fā)生脆斷預(yù)應(yīng)力鋼筋已超過實際屈服強(qiáng)度而失去回縮能力，或已發(fā)生脆斷現(xiàn)象?，F(xiàn)象。

27、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。構(gòu)件的延性較差。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。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)范規(guī)定，在一般情況下，張拉控制應(yīng)力規(guī)定，在一般情況下，張拉控制應(yīng)力con值不宜超過下表的限值。值不宜超過下表的限值。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖類型類型消除應(yīng)力鋼消除應(yīng)力鋼絲，鋼絞線絲，鋼絞線中強(qiáng)度預(yù)中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲應(yīng)力鋼絲預(yù)應(yīng)力螺預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋紋鋼筋備注備注控制值0.75fptk0.70fptk0.85fpyk部分原因可提高0.05建筑結(jié)構(gòu)基

28、礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖由于張拉工藝和材料特性的原因，從構(gòu)件的制作、運(yùn)輸、安裝、由于張拉工藝和材料特性的原因，從構(gòu)件的制作、運(yùn)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，這降低的部分就叫分就叫預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖引起預(yù)應(yīng)力損失的原因及的措施：引起預(yù)應(yīng)力損失的原因及的措施： 1）錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失）錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失l1直線預(yù)應(yīng)力筋：直線預(yù)應(yīng)力筋： 當(dāng)為直線型預(yù)應(yīng)力鋼筋時當(dāng)為直線型預(yù)應(yīng)力鋼筋時 式中式中 a張拉端錨具變形和鋼筋回縮值；張拉端錨具變形和鋼筋回縮值

29、； l張拉端至錨固端之間的距離。張拉端至錨固端之間的距離。 減少此項損失的措施有：減少此項損失的措施有：選擇變形小或預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具，盡量減少墊板數(shù)；選擇變形小或預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具，盡量減少墊板數(shù)； 對先張法構(gòu)件，選擇長臺座。對先張法構(gòu)件，選擇長臺座。slEla1建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖后張法構(gòu)件曲線預(yù)應(yīng)力或折線預(yù)應(yīng)力筋：后張法構(gòu)件曲線預(yù)應(yīng)力或折線預(yù)應(yīng)力筋： 計算條件相對復(fù)雜，需考慮計算條件相對復(fù)雜，需考慮摩擦影響長度摩擦影響長度、反向摩擦系數(shù)反向摩擦系數(shù)等，等，規(guī)范規(guī)范附錄附錄J有相關(guān)的計算公式。有相關(guān)的計算公式。2）預(yù)應(yīng)力筋的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失）預(yù)應(yīng)力筋的摩擦引起的

30、預(yù)應(yīng)力損失l2。21 1lconkxe當(dāng)0.2kx2 ()lconkx建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖減少該項損失，可采取以下措施：減少該項損失，可采取以下措施： 對較長的構(gòu)件可在兩端對較長的構(gòu)件可在兩端進(jìn)行張拉；進(jìn)行張拉；采用超張拉，張拉程序可采用采用超張拉，張拉程序可采用：conconconmin2min285. 01 . 10荷載荷載 當(dāng)?shù)谝淮螐埨廉?dāng)?shù)谝淮螐埨?.1con時，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力沿時，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力沿EHD分布，分布，當(dāng)張拉應(yīng)力降至當(dāng)張拉應(yīng)力降至0.85con，由于鋼筋回縮受到孔道反向摩擦力，由于鋼筋回縮受到孔道反向摩擦力的影響，預(yù)應(yīng)力沿的影響，預(yù)應(yīng)力沿FGHD分布，當(dāng)

31、再張拉至分布，當(dāng)再張拉至con時，鋼筋應(yīng)力時，鋼筋應(yīng)力沿沿CFGHD分布，可見，超張拉鋼筋中的應(yīng)力比一次張拉至分布，可見，超張拉鋼筋中的應(yīng)力比一次張拉至con的應(yīng)力分布均勻，預(yù)應(yīng)力損失要小一些。的應(yīng)力分布均勻，預(yù)應(yīng)力損失要小一些。 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖3 3）加熱養(yǎng)護(hù)時，預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差引起預(yù)應(yīng)力損失）加熱養(yǎng)護(hù)時，預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差引起預(yù)應(yīng)力損失 l3 l3。 為了縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，混凝土常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)辦法。為了縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，混凝土常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)辦法。升溫升溫時時，新澆的混凝土尚未結(jié)硬，預(yù)應(yīng)力筋與臺座之間的溫差，新澆的混凝土尚未結(jié)硬，預(yù)應(yīng)力

32、筋與臺座之間的溫差t t使鋼筋受熱自使鋼筋受熱自由伸長，但兩端的臺座是固定不動的，即距離保持不變，于是鋼筋就松了，由伸長，但兩端的臺座是固定不動的，即距離保持不變，于是鋼筋就松了，鋼筋的應(yīng)力降低；鋼筋的應(yīng)力降低；降溫時降溫時，預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土已黏結(jié)成整體，加上兩者，預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土已黏結(jié)成整體，加上兩者的溫度線膨脹系數(shù)相近，二者能夠同步回縮，放松鋼筋時因溫度上升鋼筋的溫度線膨脹系數(shù)相近，二者能夠同步回縮，放松鋼筋時因溫度上升鋼筋伸長的部分已不能回縮，因而產(chǎn)生了溫差損失。伸長的部分已不能回縮，因而產(chǎn)生了溫差損失。僅先張法構(gòu)件有該項損失。僅先張法構(gòu)件有該項損失。 l3=2t （N/mm2）建筑

33、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖減少此項損失的措施有：減少此項損失的措施有： 采用二次升溫養(yǎng)護(hù)。采用二次升溫養(yǎng)護(hù)。先在常溫下養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度等級達(dá)到先在常溫下養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度等級達(dá)到C7.5C7.5C10C10，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，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預(yù)應(yīng)力損失土已結(jié)成整體，能夠一起脹縮而不引起預(yù)應(yīng)力損失; ; 在鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。在鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。由于鋼模和構(gòu)件一起加熱養(yǎng)護(hù)，升由于鋼模和構(gòu)件一起加熱養(yǎng)護(hù)，升溫時兩者溫度相同，可不考慮此項損失。溫時兩者溫度相同，可不考慮此項損失。 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

34、與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖4 4）鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失）鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 l4 l4。 鋼筋的應(yīng)力松弛是指鋼筋在高應(yīng)力作用下及鋼筋長度不變條件鋼筋的應(yīng)力松弛是指鋼筋在高應(yīng)力作用下及鋼筋長度不變條件下，其應(yīng)力隨時間增長而降低的現(xiàn)象。下，其應(yīng)力隨時間增長而降低的現(xiàn)象。 鋼筋應(yīng)力松弛有以下鋼筋應(yīng)力松弛有以下特點(diǎn)：特點(diǎn)： 應(yīng)力松弛與時間有關(guān)，開始快，以后慢；應(yīng)力松弛與時間有關(guān)，開始快，以后慢； 應(yīng)力松弛與鋼材品種有關(guān)。冷拉鋼筋、熱處理鋼筋的應(yīng)力松弛損失應(yīng)力松弛與鋼材品種有關(guān)。冷拉鋼筋、熱處理鋼筋的應(yīng)力松弛損失比碳素鋼絲、冷拔低碳鋼絲、鋼絞線要??；比碳素鋼絲、冷拔低碳鋼絲、鋼絞線要小；

35、張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力 concon高，應(yīng)力松弛大。高，應(yīng)力松弛大。 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖5 5）混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失）混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 l5 l5 。 混凝土混凝土結(jié)硬時產(chǎn)生體積收縮，在預(yù)壓力作用作用下，混凝土?xí)l(fā)結(jié)硬時產(chǎn)生體積收縮，在預(yù)壓力作用作用下，混凝土?xí)l(fā)生徐變，這都會使構(gòu)件縮生徐變，這都會使構(gòu)件縮短，構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋跟著回縮，造成預(yù)短，構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋跟著回縮，造成預(yù)應(yīng)力損失。應(yīng)力損失。 先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件 151/34060 151/3406055cupclcupclff后張法構(gòu)件后張法構(gòu)件 151/30055 151/3005

36、555cupclcupclff建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖6 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）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 l6 l6。后張法中，當(dāng)后張法中，當(dāng)D3mD3m，l6=30MPal6=30MPa，當(dāng)，當(dāng)D D3m3m，不考慮該項損失。，不考慮該項損失。此處此處D D為環(huán)形構(gòu)件的直徑。為環(huán)形構(gòu)件的直徑。 （3）預(yù)應(yīng)力損失值的組合）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 先張法構(gòu)件 后張法構(gòu)件 混凝土預(yù)壓前（第一批）的損失l l1+l2+l3

37、+l4 l1 +l2 混凝土預(yù)壓后（第二批）的損失 l l5 l4+l5+l6 規(guī)范規(guī)范把預(yù)應(yīng)力損失分為兩批，混凝土受預(yù)壓前產(chǎn)生的損失為第一批損把預(yù)應(yīng)力損失分為兩批，混凝土受預(yù)壓前產(chǎn)生的損失為第一批損失失l，而混凝土受預(yù)壓后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失為第二批預(yù)應(yīng)力損失，而混凝土受預(yù)壓后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失為第二批預(yù)應(yīng)力損失l 。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖直線布置：直線布置：跨度及荷載較小時，施工跨度及荷載較小時，施工簡單，后張法、后張法均可采用。簡單，后張法、后張法均可采用。曲線布置：曲線布置：跨度及荷載較大時，一般跨度及荷載較大時，一般采用后張法施工。采用后張法施工。折線布置：折線布置：適用于有

38、傾斜的受拉邊的適用于有傾斜的受拉邊的梁，一般采用先張法施工。梁，一般采用先張法施工。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖3.4.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般構(gòu)造要求預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的一般構(gòu)造要求本節(jié)主要內(nèi)容：1、一般要求；2、先張法構(gòu)件；3、后張法構(gòu)件。建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖1 1）預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋方式）預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋方式 并筋：預(yù)應(yīng)力鋼絲并筋不宜超過并筋：預(yù)應(yīng)力鋼絲并筋不宜超過3 3根。當(dāng)先張法預(yù)應(yīng)力鋼絲按根。當(dāng)先張法預(yù)應(yīng)力鋼絲按單根方式配筋困難時，可采用相同直徑鋼絲并筋的配筋方式，單根方式配筋困難時，可采用相同直徑鋼絲并筋的配筋方式，并筋的等效直徑，并筋的等效直徑，雙并筋時應(yīng)取為單筋直徑的雙并筋時應(yīng)取為單筋直徑的1.41.4倍，三并筋倍，三并筋時應(yīng)取為單筋直徑的時應(yīng)取為單筋直徑的1.71.7倍。倍。2 2）預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈間距）預(yù)應(yīng)力