[PPT]預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)

1、第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助第 9 章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助本章重點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土的概念及其優(yōu)點(diǎn) ； 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。 預(yù)應(yīng)力損失的原因及其計(jì)算和組合； 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能分析； 施加預(yù)應(yīng)力的方法及預(yù)應(yīng)力混凝土材料的要求；第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助9.1預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識(shí)1. 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理9.1.1 一般概念普通混凝土的缺點(diǎn)：在使用荷載下帶裂縫工作，影響使用功能、耐久、 剛度和抗疲勞性。 難以利用高強(qiáng)度鋼筋。與wmax對(duì)應(yīng)的s = 200N/m

2、m2。 而高強(qiáng)鋼絲強(qiáng)度可達(dá)1600N/mm2以上 。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理：預(yù)應(yīng)力：在混凝土結(jié)構(gòu)承受使用荷載之前的制作階段預(yù)先對(duì)混凝土施加應(yīng)力。epNpspcsc 全預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土有限預(yù)應(yīng)力混凝土第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助日常生活中有許多應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的例子。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助2.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力特征 提高了構(gòu)件的抗裂性； 預(yù)應(yīng)力的大小可根據(jù)需要調(diào)整。 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(未裂)。施加預(yù)應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的正截面承載力無(wú)明顯影

3、響。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助3.預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：b. 增大了構(gòu)件的剛度，減小撓度，耐久性好，耐疲勞，提高抗剪承載力。c. 充分利用高強(qiáng)度材料的性能。預(yù)應(yīng)力筋 Nu NPyd. 擴(kuò)大了構(gòu)件的使用范圍：減輕自重，加大跨度，提高適用能力。缺點(diǎn)：成本高，材料質(zhì)量要求高，工序復(fù)雜，技術(shù)水平要求高。a. 提高構(gòu)件的抗裂能力。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助9.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(lèi)根據(jù)制作、設(shè)計(jì)和施工的特點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力混凝土可以有不同的分類(lèi)：1.先張法和后張法鋼筋張拉先于混凝土澆筑先張法鋼筋張拉后于混凝土澆筑后張法部分截面受壓部分預(yù)應(yīng)力

4、2.全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力全截面受壓全預(yù)應(yīng)力3.有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋與周?chē)幕炷琳辰Y(jié)、握裹在一起有粘結(jié)第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助1.先張法張拉鋼筋 支模、澆混凝土 混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度剪鋼絲 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力9.1.3預(yù)應(yīng)力的建立方法張拉鋼筋澆注混凝土剪斷鋼筋第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助澆混凝土，預(yù)留孔道 達(dá)到強(qiáng)度，穿筋 張拉鋼筋，錨固 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力 孔道灌漿2.后張法澆注混凝土穿鋼筋、張拉、錨固灌漿第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 先張法、后張法有各自適用范圍和優(yōu)、缺點(diǎn)。非預(yù)應(yīng)力鋼筋 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝

5、土結(jié)構(gòu)通常與后張預(yù)應(yīng)力工 藝相結(jié)合。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助錨、夾具：用于固定鋼筋構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用夾具用于永久固定鋼筋、作為構(gòu)件的一部分 錨具不同種類(lèi)的錨具，有不同的固定原理。同時(shí)，固定預(yù)應(yīng)力筋、錨具則不同，則鋼筋的回縮量不同，錨具的尺寸外形對(duì)構(gòu)件的影響也不同。9.1.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的錨、夾具第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助(a) 張拉端 (b) 分散式固定端 (c) 集中式固定端鐓頭錨具錐塞式錨具(a) JM12型錨具夾片式錨具(b) XM型與QM型錨具夾片(c) QM型單孔錨具(d) QM型多孔錨具QMXM常見(jiàn)的幾

6、種錨具第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助混凝土：一般要求不應(yīng)低于C30；采用鋼絲，鋼鉸線(xiàn)，熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C40。鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用鋼絲、鋼鉸線(xiàn)，也可采用熱處理鋼筋；普通鋼筋宜采用HRB400級(jí)和HRB335 級(jí)鋼筋，也可采用HRB235級(jí)鋼筋。9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對(duì)材料的要求第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助1.使用階段計(jì)算承載力計(jì)算正截面：軸拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件斜截面：受彎構(gòu)件裂縫控制驗(yàn)算一級(jí)：嚴(yán)格不裂二級(jí)：一般不裂三級(jí)：允許開(kāi)裂裂縫寬度驗(yàn)算抗裂度驗(yàn)算9.2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定9.2.1 計(jì)算

7、內(nèi)容第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助指構(gòu)件制作、運(yùn)輸、吊裝等施工階段承載力、抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算。2.施工階段驗(yàn)算con：張拉鋼筋時(shí)，張拉設(shè)備上的測(cè)力計(jì)所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力筋面積。con的確定原則：與預(yù)應(yīng)力的施加方式及鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk有關(guān)。9.2.2 張拉控制應(yīng)力con第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 con 過(guò)高，可能引起張拉時(shí)個(gè)別鋼絲拉斷，所以 ，控制應(yīng)力的大小必須適當(dāng)。 con 過(guò)高，施工階段可能引起構(gòu)件某些部分受拉開(kāi)裂或局部受壓破壞。確定con時(shí)考慮的因素con 增加。產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力大，抗裂性好。 所以 con 0.4 fp

8、tk第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助張拉控制應(yīng)力限值 熱處理鋼筋消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線(xiàn) 0.75 fptk 后張法 先張法 鋼筋種類(lèi) 張拉方法0.75fptk0.7 fptk0.65 fptk在考慮提高施工階段的抗裂性及減少應(yīng)力松馳、摩擦、鋼筋分批張拉及臺(tái)座之間的溫差損失時(shí)，可以提高0.05fptk。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于各種原因其張拉應(yīng)力會(huì)下降，這一現(xiàn)象稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力損失。引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有六大類(lèi)。先分別找出這些損失出現(xiàn)的原因，再根據(jù)先張法和后張法的施工特點(diǎn)，了解不同預(yù)應(yīng)力損失的組合。9.2.3 預(yù)應(yīng)力損失lpe

9、 = conl最終有效預(yù)應(yīng)力：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助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直線(xiàn)：91曲線(xiàn)：92第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助rc 曲線(xiàn)的曲率半徑；, k 預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)及局部 偏差的摩擦系數(shù)；x 張拉端至計(jì)算截面的距離 x lf；l 張拉端至錨固端距離。lf 反向摩擦影響長(zhǎng)度， m；93a張拉端錨具變形和鋼筋回縮量；式中：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助2. 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失l2x 從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，m，可用投影長(zhǎng)度； 從張拉端

10、至計(jì)算截面曲線(xiàn)孔道長(zhǎng)度的夾角，rad。當(dāng)（ + kx ）0.2時(shí)， l2 = con(kx + )94第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助3. 受張拉的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加熱養(yǎng)護(hù)：此時(shí)混凝土未硬結(jié)，鋼筋自由伸長(zhǎng)，而臺(tái) 座不動(dòng)。鋼筋松了 產(chǎn)生溫差損失。小鋼模生產(chǎn)的構(gòu)件無(wú)此項(xiàng)損失。95第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助4. 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失l4應(yīng)力松弛現(xiàn)象：指鋼筋在高應(yīng)力狀態(tài)下，由于鋼筋的塑性變形而使應(yīng)力隨時(shí)間的增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象。鋼筋長(zhǎng)度不變，應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低。應(yīng)力松弛損失的特點(diǎn)：與張拉時(shí)間有關(guān)，先快后

11、慢。第1小時(shí)為50%， 24小時(shí)完成80%。與預(yù)應(yīng)力鋼筋種類(lèi)有關(guān)。預(yù)應(yīng)力鋼筋種類(lèi)不同，則損失大小不同；第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助利用超張拉工序可以減少l4超張拉工序：第一種： 從 01.03con第二種： 從 01.05con(持荷2min) con原理：超張拉的持荷2min，已將部分松 弛在鋼筋錨固前完成，所以可達(dá)到減少l4的目的。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線(xiàn)：普通松馳： =1.0（一次）， =0.9（超）熱處理鋼筋：低松馳：l4 = 0.05 con(一次），l4 = 0.035 con（超）當(dāng)con 0.5

12、fptk ,l4 = 0。因?yàn)椋瑧?yīng)力不高，其徐變不明顯。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助5.由于混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失l5收縮、徐變將引起構(gòu)件縮短，所以 鋼筋回縮，引起l5。此時(shí)預(yù)應(yīng)力損失值的大小，與縱筋含鋼率、混凝土預(yù)壓應(yīng)力的大小pc及混凝土抗壓強(qiáng)度f(wàn) cu有關(guān)。先張法：9697第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 、 受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的含鋼率；pc、 pc 產(chǎn)生第一批預(yù)應(yīng)力損失后，受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力點(diǎn)處混凝土的法向壓應(yīng)力。后張法：9998第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助6.

13、混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失l6后張法中，用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件：電桿、水池、壓力管道等，直接在混凝土上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉。這時(shí)鋼筋對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生外壁的徑向壓力，使混凝土局部擠壓，構(gòu)件的直徑局部減小，帶來(lái)一圈內(nèi)鋼筋周長(zhǎng)的減小，因而鋼筋松馳，引起l6。d 3m， l6 = 0 d 3m， 取l6 = 30N/mm2 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助總損失： l = lI +lII先張法： ls 100N/mm2后張法： ls 80N/mm29.2.4 預(yù)應(yīng)力損失值的組合混凝土預(yù)壓前 lI = l1 +l3 +l2混凝土預(yù)壓后 lII = l5先張法構(gòu)件：混

14、凝土預(yù)壓前 lI = l1 +l2 混凝土預(yù)壓后 lII = l4 +l5 +l6后張法構(gòu)件：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助針對(duì)引起不同預(yù)應(yīng)力損失的原因，尋找措施:l1：小變形夾具，減少墊板，增加臺(tái)座長(zhǎng)度。l2：減少摩擦，兩端張拉。l3：采用二次升溫養(yǎng)護(hù)：t 020 C使混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，再升溫。l4：超張拉，減少l4，讓l4先部分完成。l5：控制pc(完成第一批損失后的混凝土預(yù)應(yīng)力)， pc 0.5f cu，f cu不太小。減小收縮徐變的一些措施。9.2.5 減少預(yù)應(yīng)力損失的措施第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助9.3軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分

15、析9.3.1 先張法軸心構(gòu)件(a)放張前(b)放張后(c)完成第二批損失1.施工階段第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助放松預(yù)應(yīng)力筋之前：pe = con lIpc = 0 s = 0放松預(yù)應(yīng)力筋之后： pe = con lI E pcIs = Es pcI (壓) pc = pcI (壓) 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助由截面平衡條件： pI Ap = pcI Ac + sI As (conlI EpcI ) Ap = pcI Ac + sI As式中：A0 換算截面面積， A0 = Ac +Es As + E Ap ?？鄢椎馈摻畹冉孛婷?/p>

16、積后截面上的混凝土截面面積。完成第一批損失之后：910第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助完成第二批損失之后：預(yù)應(yīng)力筋： pII=con l EpcII 非預(yù)應(yīng)力筋：sII= EspcII + l5混凝土： pc=pcII同理，由截面平衡條件得：911第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助2.使用階段受力過(guò)程的三個(gè)特征點(diǎn)：N Np0(c =0) Np,cr(c =ftk) Nu(s = fpy)(a)施加軸力前(b)消壓狀態(tài)(c)開(kāi)裂軸力(d)極限軸力NuN0N0Ncr NcrNu（+）（）第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 加

17、載至混凝土應(yīng)力為零：c= 0s= l5p= p0 = con l 式中 Np0 消壓軸力，抵消截面上混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力所需的軸向力。Np0=p0Ap sAs=(con l)Ap l5As=pcIIA0 912第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 加載至構(gòu)件截面即將開(kāi)裂：式中 Np,cr 開(kāi)裂軸力， 預(yù)應(yīng)力軸拉構(gòu)件即 將開(kāi)裂時(shí)所能承受的軸向力。(預(yù)應(yīng)力的存在可以提高抗裂度)c= ftks= Es ftk l5p= con l + Eftk 截面平衡：Np,cr=ftkAc + sAs + p ApNp,cr= (ftk + pcII)A0 913第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

18、主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 加載至構(gòu)件破壞：c= 0s= fyp= fpy 式中，Nu 極限承載力。(預(yù)應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力)由截面平衡條件：Nu=fpyAp + fyAs 914第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固后：(完成lI)c= pcIs= EspcIp= con lI 9.3.2 后張法軸心構(gòu)件式中: An 構(gòu)件的凈截面面積，An = A0 EAp = Ac + EsAs 截面平衡： p Ap = cAc + s As915第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 完成第二批損失后：c= pcIIs= EspcII

19、 + l5 (壓)p= con l截面平衡： p Ap = cAc + s As916第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 消壓 (加載到混凝土應(yīng)力為零)c= 0s= EspcII + l5 EspcII = l5 (壓)p= con l + EpcII 截面平衡： Np0 = pAp Ass = pcIIA0917第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 構(gòu)件即將開(kāi)裂c= ftks= Esftk l5 (拉)p= con l + EpcII + Esftk 截面平衡： Ncr = pAp + Ass + Acftk Ncr = (pcII + ftk)

20、A0918第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 構(gòu)件加載達(dá)到極限承載力：c= 0s= fyp= fpy 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)有什么共同點(diǎn)和差異。Nu = fpyAp + fy As919想一想：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助r0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；N 軸力設(shè)計(jì)值。上式主要用來(lái)求Ap和As，一般按構(gòu)造先設(shè)As ，再求Ap。9.4預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算和驗(yàn)算9.4.1 使用階段計(jì)算1.正截面承載力計(jì)算r0N Nu = fyAs + fpy Ap920第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助2. 裂

21、縫控制驗(yàn)算即：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。pc 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。921 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 (一級(jí))ck pc 0ck 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合求得的混凝土的法向應(yīng)力。 920第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 (二級(jí))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，但一定有限值；在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下，不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。cq 在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的混凝土法向應(yīng)力。荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下：cq pc 0923荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下：ck pc ftk922第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 允

22、許開(kāi)裂，但要限制裂縫寬度 (三級(jí))cr 構(gòu)件受力特征系數(shù)，對(duì)軸拉構(gòu)件取2.2；式中:sk縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力，即wmax wlim924925926927第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助先張法：放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)構(gòu)件承載力驗(yàn)算。后張法：張拉鋼筋時(shí)構(gòu)件承載力驗(yàn)算，端部 錨固區(qū)局部受壓驗(yàn)算。9.4.2 施工階段驗(yàn)算第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助1.承載力驗(yàn)算式中: fck 放松(張拉)預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),混凝土立方體抗 壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用線(xiàn)性?xún)?nèi) 插法求得；cc 放松(張拉)鋼筋時(shí)混凝土的最大法向壓力。在施工階段： 要求：fcu 0.75

23、fcucc = 0.8 fck928第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助2.錨固端局即承壓驗(yàn)算a. 防止局壓傳遞段劈裂(抗裂) 局部受壓區(qū)的截面尺寸要求：Fl 1.35c l fc Aln929第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助l 混凝土局壓強(qiáng)度提高系數(shù)，“套箍”作用Al 局部受壓面積；Ab 局壓時(shí)計(jì)算底面積，按同心、對(duì)稱(chēng)原則確定。 式中: Fl 局部受壓面上作用的局部壓力設(shè)計(jì)值 Fl = 1.2conApAln 局部受壓凈面積，從錨具邊45線(xiàn)沿墊板擴(kuò)散至構(gòu)件表面，并減去孔道凹槽部分的面積。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助

24、式中 體積配筋率，即b. 局部受壓承載力計(jì)算：為防止構(gòu)件端部的局壓破壞，配方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋。930第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助9.5預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算9.5.1 各階段應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力構(gòu)件直至開(kāi)裂前，基本處于彈性工作狀態(tài)。所以，由材力分析得：預(yù)應(yīng)力作用下：使用彎矩作用下：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助spc yt ybep0 y0 yt ybspc y0ApAp yp yp(b) 放張前(c) 放張后(a) 截面(b) 放張前(c) 放張后(a) 截面第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助若已知N1

25、， N2，A0，I0，ep，即可求得各特征點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)表達(dá)式。Np = N1 + N2y 以向下為正，向上為負(fù)。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助1. 先張法預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件 放松預(yù)應(yīng)力筋時(shí)：式中 NpI 已出現(xiàn)第一批預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力筋的 合力；NpI = (con lI)Ap + (con lI)Ap931第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助在預(yù)應(yīng)力鋼筋合力處混凝土受到的法向壓應(yīng)力：法向壓應(yīng)力引起混凝土壓縮，同時(shí)預(yù)應(yīng)力筋受壓為EpcI，所以：pI = con lI EpcI(yp)pI = con lI EpcI(yp)第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

26、理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助同理：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：pe = con l EpcII (yp)pe = con l EpcII (yp) 完成第二批損失之后：932NpII = (con l)Ap + (con l)ApNpII 完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 加載至受彎構(gòu)件截面下邊緣應(yīng)力為零時(shí)： 當(dāng)外荷載作用的彎矩使截面下邊緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力正好為 pcII (y0) 消壓狀態(tài)，相應(yīng)的彎矩稱(chēng)為消壓彎矩。p(y0) = con l EpcII(yp) + EpcII(y0)= con l933第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主

27、 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 受拉區(qū)混凝土即將開(kāi)裂時(shí)： Ec = 0.5Ec所以 p,cr = con l + 2Eftk p 進(jìn)一步減少所以， 預(yù)應(yīng)力提高了抗裂性能。考慮塑性開(kāi)裂彎矩Mcr = M0 + Mscr = (pcII + r ftk)W0934第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 構(gòu)件破壞時(shí)：= con l EpcII fpy + EpcII = con l fpy (以拉應(yīng)力的形式表達(dá))pu = fpy935第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助2. 后張法預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件后張法受彎構(gòu)件的截面應(yīng)力分析與先張法相比有如下特點(diǎn)：截面幾何特征不

28、同；各階段預(yù)應(yīng)力損失有差異；后張法在超靜定結(jié)構(gòu)中會(huì)引起次彎矩。 ynt ynbspc yn ypn ypn第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助9.5.2 使用階段計(jì)算1.正截面承載力計(jì)算 矩形截面：適用條件：2a x b h0 As, As, Ap均屈服， pu = p0 fpy 936第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助a 縱向受壓鋼筋(包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋)合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離，當(dāng)pu 為拉應(yīng)力時(shí)，a 用as 代替。b 相對(duì)界限受壓區(qū)高度。破壞時(shí)，非預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服的條件：有屈服點(diǎn)的鋼筋：937無(wú)屈服點(diǎn)的鋼筋：938第 9 章混凝土

29、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助p0 受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力為零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力，p0 = con l。破壞時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服的條件：有屈服點(diǎn)的鋼筋：939無(wú)屈服點(diǎn)的鋼筋：940第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 T形截面：x hf ， 第一類(lèi)。按寬度為bf的矩形截面計(jì)算;x hf ， 第二類(lèi)。按下式計(jì)算：941第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助已知截面類(lèi)型后，即可以分別利用兩種類(lèi)型的計(jì)算公式進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。 利用正截面承載力公式，要求在已知M的條件下，確定As, As, Ap, Ap。當(dāng)不配A p時(shí)，可按構(gòu)造確定A

30、s, As，利用基本公式求x和Ap；當(dāng)配置Ap時(shí)，可先不考慮Ap，并按構(gòu)造確定As及As，估算Ap，再按Ap = (0.15 0.25)Ap，再由公式計(jì)算pu，進(jìn)而計(jì)算Ap和Ap。 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助 受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的存在，阻滯了斜裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展，增加了混凝土剪壓區(qū)的高度和骨料咬合力，提高了斜截面抗剪強(qiáng)度Vp。V Vcs + VpVp = 0.05Np0Np0 計(jì)算截面上混凝土的法向預(yù)應(yīng)力為零時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。Np0 = App0 + App0 Asl5 Asl52.斜截面承載力計(jì)算第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助當(dāng) Np0 0.3fcA0 取 Np0 = 0.3fcA0過(guò)大的壓力可能降低抗剪強(qiáng)度。一般在公式中，Vp 、Vw 、 Vwp均已確定，按剪力設(shè)計(jì)值求得：當(dāng)構(gòu)件同時(shí)配有箍筋和彎筋時(shí)：V Vcs +VP + 0.8 fyAsbsins + 0.8 fpyApbsinp942第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主 頁(yè)目 錄上一章下一章幫 助3.正截面裂縫控制驗(yàn)算一