預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一般知識(shí)

1、第八章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一般知識(shí)主講：閆亞光第八章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一般知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念1預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理33Back本章主要介紹預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計(jì)算規(guī)定、預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。重點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理和構(gòu)造要求。本章提要第八章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一般知識(shí)一、基本概念跨度為的簡(jiǎn)支梁，截面尺寸為200450mm2，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m，均布恒荷載gk=5kN/m。撓度達(dá)到鋼筋混凝土的缺欠8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念因?yàn)榛炷恋目估瓘?qiáng)度太

2、低，導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土過(guò)早開(kāi)裂，截面抗彎剛度顯著降低。裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力基本成正比，一般Ms=(0.60.8)My，如配筋按正截面承載力計(jì)算，Ms下sss=(0.50.7)fy。對(duì)于級(jí)鋼筋，fy =300MPa，sss=150210MPa，裂縫寬度已達(dá)(0.15 0.25) mm。如采用級(jí)高強(qiáng)鋼筋，fy=580MPa，則sss= 290 406 MPa，裂縫寬度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)容許限值。 鋼筋混凝土梁應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)時(shí)，如為增加剛度而加大截面尺寸，會(huì)導(dǎo)致自重進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)。 如增加鋼筋來(lái)提高剛度，則鋼材的強(qiáng)度得不到充分利用，造成浪費(fèi)。 采用高強(qiáng)鋼筋，按正截面承載力要求可減少配筋，截面抗彎剛度

3、基本與配筋面積成比例降低，故撓度變形控制難以滿(mǎn)足。 8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念預(yù)應(yīng)力混凝土在構(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(chēng)為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在受力過(guò)程中預(yù)應(yīng)力筋一直承受較大的拉力Np，而截面混凝土則一直主要承受壓力C。構(gòu)件開(kāi)裂后，鋼筋拉力T和壓區(qū)混凝土的壓力C隨彎矩增長(zhǎng)而不斷增大。8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念優(yōu)點(diǎn)：充分利用了鋼筋抗拉強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度高特性，減少用鋼量，截面小，自重輕，適用于大跨結(jié)構(gòu)在正常使用條件下，裂縫小，耐久性好。預(yù)拱，使構(gòu)件撓度減小，剛度大。預(yù)應(yīng)力混凝土在構(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(chēng)為預(yù)應(yīng)力混凝土

4、構(gòu)件。8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念二、預(yù)加應(yīng)力的方法先張法張拉鋼筋澆筑混凝土切斷鋼筋，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(lái)傳遞8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念后張法預(yù)應(yīng)力由構(gòu)件兩端錨具實(shí)現(xiàn)澆筑混凝土構(gòu)件穿預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固鋼筋，孔道灌漿二、施加預(yù)應(yīng)力的方法8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念先張法、后張法各有優(yōu)缺點(diǎn)：先張法構(gòu)件采用工廠(chǎng)化的生產(chǎn)方式，工序少，工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量容易保證，成本低廉，但它只適用于工廠(chǎng)內(nèi)生產(chǎn)的中、小型構(gòu)件。如樓板，屋面板。后張法施工程序和工藝復(fù)雜，需專(zhuān)用張拉設(shè)備，和特制錨具，用鋼量大，成本高 ；但由于它不需要固定的張拉臺(tái)座，可現(xiàn)場(chǎng)施工，應(yīng)用靈活。適用于不便于運(yùn)輸?shù)拇?/p>

5、、中型構(gòu)件。8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念目前最常見(jiàn)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，屬后張法一種。鋼筋表面涂膜防腐蝕油脂，與混凝土一同澆筑。避免預(yù)留孔洞 ，穿筋，灌漿繁雜過(guò)程。適用于跨度大于6 m的樓板及大跨度梁。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念3. 有粘結(jié)和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土先張法生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件以及后張法張拉鋼筋后在孔道中灌漿所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件特點(diǎn)受力性能好，裂縫分布均勻，裂縫寬度較小8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土后張法張拉鋼筋后不在孔道中灌漿所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件特點(diǎn)造價(jià)低，便于以后再次張拉或更換預(yù)應(yīng)力鋼筋8

6、.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念4. 全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力使用荷載下不出現(xiàn)拉應(yīng)力或裂縫全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件使用荷載下允許混凝土受拉區(qū)產(chǎn)生寬度不大的裂縫部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念1. 張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法*直接張拉法：用千斤頂?shù)葯C(jī)械工具直接張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋*電熱法：低電壓強(qiáng)電流通過(guò)鋼筋使其發(fā)熱伸長(zhǎng)，達(dá)設(shè)計(jì)要求時(shí)斷電三、張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法和錨具8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念*連續(xù)配筋法：用旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)將預(yù)應(yīng)力筋纏繞于混凝土塊體上或水池壁上*自張法：用自應(yīng)力水泥制成混凝土，結(jié)硬時(shí)混凝土膨脹帶動(dòng)混凝土中的鋼筋一起伸長(zhǎng)，在混凝土中產(chǎn)生壓力*直接加壓法：用千斤頂直接在構(gòu)件兩端加力使

7、其獲得預(yù)壓力1. 張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法二、加拉預(yù)應(yīng)力筋的方法和錨具8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念*夾具：主要依靠摩擦力來(lái)夾住鋼筋，它不留在構(gòu)件上，剪斷預(yù)應(yīng)力筋后夾具的作用即消失*錨具：永久地留在構(gòu)件上，如錨具失效構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力將全部消失。2. 錨具和夾具8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念摩擦型錨具8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念墩頭錨具8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念粘結(jié)型錨具：利用構(gòu)件端部預(yù)留錐形自錨孔的后澆混凝土錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋灌漿口（灌漿錨固）6 8螺旋筋8箍筋3鉛絲線(xiàn)圈預(yù)應(yīng)力筋8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念承壓型錨具：利用螺帽、墊板等的承壓作用將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在端部預(yù)應(yīng)力筋墊板

8、螺絲桿端螺母對(duì)焊接頭8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念四、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對(duì)材料的要求鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度越高越好。而且在預(yù)應(yīng)力混凝土制作和使用過(guò)程中，由于種種原因，預(yù)應(yīng)力筋中預(yù)先施加的張拉應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生損失，因此，為使得扣除應(yīng)力損失后仍具有較高的張拉應(yīng)力，也必須使用高強(qiáng)鋼筋（絲）作預(yù)應(yīng)力筋?？毯垆摻z螺旋肋鋼絲鋼絞線(xiàn)8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念為避免在超載情況下發(fā)生脆性破斷，預(yù)應(yīng)力筋還必須具有一定的塑性。同時(shí)還要求具有良好的加工性能，以滿(mǎn)足對(duì)鋼筋焊接、鐓粗的加工要求。對(duì)鋼絲類(lèi)預(yù)應(yīng)力筋，還要求具有低松弛性和與混凝土良好的粘結(jié)性能，通常采用刻痕或壓波方法來(lái)提高與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度。優(yōu)先使用預(yù)應(yīng)力鋼絞

9、線(xiàn)、鋼絲和熱處理鋼筋8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念要求采用高強(qiáng)混凝土；可以施加較大的預(yù)壓應(yīng)力，提高預(yù)應(yīng)力效率；有利于減小構(gòu)件截面尺寸，以適用大跨度的要求；具有較高的彈性模量，有利于提高截面抗彎剛度，減少預(yù)壓時(shí)的彈性回縮；徐變較小，有利于減少徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；混凝土8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念 與鋼筋有較大粘結(jié)強(qiáng)度，減少先張法預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力傳遞長(zhǎng)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； 強(qiáng)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(tái)座、模具、夾具的周轉(zhuǎn)率，降低間接費(fèi)用 一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲時(shí)不低于C

10、40。8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念五、預(yù)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用 在19世紀(jì)末雖已經(jīng)出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，但由于早期的預(yù)應(yīng)力混凝土采用的材料強(qiáng)度低，且對(duì)預(yù)應(yīng)力的損失認(rèn)識(shí)不深，因而難以發(fā)揮其作用。 20世紀(jì)30年代以后，隨著高強(qiáng)度鋼筋的應(yīng)用以及對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土研究的深入，預(yù)應(yīng)力混凝土得到了真正的發(fā)展，目前在世界各國(guó)的房屋建筑、公路與鐵路橋梁、基礎(chǔ)等工程用都有著廣泛的應(yīng)用。 在生活中，預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用也非常廣泛。8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念8.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念一、張拉控制應(yīng)力在張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)

11、，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）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(chēng)為張拉控制應(yīng)力scon。8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定它是預(yù)應(yīng)力筋在在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。張拉控制應(yīng)力scon取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)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scon取值過(guò)高，可能會(huì)在張拉時(shí)引起破斷事故，產(chǎn)生過(guò)大應(yīng)力松弛。因此，規(guī)范規(guī)定了張拉控制應(yīng)力限值scon。為避免scon的取值過(guò)低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用，規(guī)范規(guī)定scon不應(yīng)小于 fptk。8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定二、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

12、中應(yīng)力會(huì)從scon逐步減少，并經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)最終穩(wěn)定下來(lái)，這種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力損失。 由于最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生實(shí)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(jì)和施工中的一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。 過(guò)高或過(guò)低估計(jì)預(yù)應(yīng)力損失，都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不利影響。8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 由于預(yù)應(yīng)力的通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，凡是能使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有：錨固損失s11：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移摩擦損失s12 ：在預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中，后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點(diǎn)處的摩擦，也會(huì)使張拉應(yīng)力造成損失。溫

13、差損失s13 ：先張法中的熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失應(yīng)力松弛損失s 14：長(zhǎng)度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下會(huì)產(chǎn)生松弛，會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失。混凝土的收縮和徐變引起的損失s 15環(huán)形配筋損失s 168.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定三、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(kāi)始即需要進(jìn)行計(jì)算，而預(yù)應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此，應(yīng)根據(jù)計(jì)算需要，考慮相應(yīng)階段所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。 混凝土預(yù)壓前完成的損失lI； 混凝土預(yù)壓后完成的損失lII。根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生時(shí)間先后關(guān)系，具體組合見(jiàn)表。8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定（1） 選擇變形小或預(yù)應(yīng)力筋滑動(dòng)小的錨具或夾具，盡量減少墊板的數(shù)量，增

14、加先張法臺(tái)座長(zhǎng)度，以減小l1值；（2） 采用高強(qiáng)度等級(jí)混凝土、高標(biāo)號(hào)水泥，降低水泥用量，減小水灰比，采用良好級(jí)配的骨料，盡可能提高混凝土的密實(shí)度并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，從而減少預(yù)應(yīng)力損失l5；（3） 鋼筋放張時(shí)混凝土的實(shí)有立方體強(qiáng)度值不能定得太低，并使得混凝土的預(yù)壓應(yīng)力pc和pc不大于cu；四、 減少預(yù)應(yīng)力損失的措施8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定（4） 對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行超張拉，以減少鋼筋松弛所引起的預(yù)應(yīng)力損失；（5） 采用合適的施工工藝，如對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行兩端張拉，加熱養(yǎng)護(hù)采用“兩階段升溫養(yǎng)護(hù)”，即先在較低溫度下養(yǎng)護(hù)，使混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，再升溫至規(guī)定的溫度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，從而可減少由溫差和摩擦引起的

15、預(yù)應(yīng)力損失。 8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定截面形式一般為矩形、T形、工字形和箱形。 因預(yù)應(yīng)力對(duì)構(gòu)造剛度和抗裂能力有提高作用，故構(gòu)件截面可選得小些。一般取截面高度h為（1/151/25)l,l為構(gòu)件跨度，寬度也相應(yīng)減小。 五、截面形式及尺寸8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般規(guī)定因預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工階段和使用階段處于完全不同的受力狀態(tài)，故應(yīng)分別進(jìn)行施工階段和使用階段的設(shè)計(jì)計(jì)算或驗(yàn)算。規(guī)范規(guī)定，一般需進(jìn)行下列計(jì)算或驗(yàn)算：一、計(jì)算內(nèi)容8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理（1） 承載力計(jì)算 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件只進(jìn)行正截面承載力計(jì)算。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)同時(shí)進(jìn)行正截面和斜截

16、面承載力計(jì)算。 （2） 裂縫控制驗(yàn)算 根據(jù)使用要求及耐久性要求，確定構(gòu)件是不允許開(kāi)裂還是允許開(kāi)裂。不允許開(kāi)裂的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算，允許開(kāi)裂的構(gòu)件則應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。（3） 變形驗(yàn)算 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行撓度驗(yàn)算。 1、 使用階段計(jì)算8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理施工階段驗(yàn)算是指對(duì)構(gòu)件在制作、運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中所受力的實(shí)際情況而進(jìn)行的承載力和抗裂性的驗(yàn)算。對(duì)后張法構(gòu)件還應(yīng)驗(yàn)算錨具處的局部受壓承載力。 2、施工階段驗(yàn)算8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理二、 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件軸心受拉預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件中一般配有預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)p和非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)s，而且應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置，預(yù)應(yīng)力鋼筋

17、一般布置于構(gòu)件的中間部位，配筋情況見(jiàn)圖所示。換算截面就是將鋼筋和混凝土兩種不同材料組成的截面，根據(jù)應(yīng)變相等的原則換算成相應(yīng)的純混凝土截面。所謂應(yīng)變相等原則是指在截面的同一纖維層上的鋼筋應(yīng)變s和混凝土應(yīng)變c是相等的。 應(yīng)力分析8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理普通鋼筋的應(yīng)變值s=s/Es預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)變值 p=p/Es混凝土的應(yīng)變值c=c/Ec 因應(yīng)變相等，即s=c，故s/Es=c/Ec普通鋼筋應(yīng)力的合力為 sAs=cEAs預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力的合力為 pAp=cEAp經(jīng)換算后的總截面面積用A0表示：A0=Ac+EAs+EAp凈截面面積An指換算截面面積減去全部縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積換算成混凝土的截

18、面面積，即：An=A0-EAp=Ac+EAs 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理施工階段 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋和澆筑混凝土。先張法構(gòu)件在臺(tái)座上按規(guī)定張拉好鋼筋后，將預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺(tái)座上，布置非預(yù)應(yīng)力筋，澆搗混凝土，養(yǎng)護(hù)。預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為p=con-l；混凝土和非預(yù)應(yīng)力鋼筋均未受壓，則相應(yīng)的應(yīng)力分別為：pc=0和s=0，詳見(jiàn)圖所示。 1、先張法構(gòu)件8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 切斷（放松）預(yù)應(yīng)力鋼筋。 混凝土壓應(yīng)力沿截面均勻分布，其值為pc；非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力自然為s=espc；預(yù)應(yīng)力鋼筋因縮短，則應(yīng)力為： p=con-l-epc由截面內(nèi)力平衡條件可得（見(jiàn)圖): pcAc+sAs=(con

19、-l-epc)Ap將上式整理得： 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 完成第二批損失之后。 預(yù)應(yīng)力總損失為l=l+l。設(shè)此時(shí)的混凝土壓應(yīng)力為pc，非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為s=espc，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為p=con-l-epc即 p=con-l-epc 混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc仍利用截面平衡條件求得（圖）；8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理非預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響。 非預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)預(yù)應(yīng)力既有有利的一面，也有不利的一面，綜合考慮后，規(guī)范近似取混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力為 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理使用階段 使用階段在軸向力逐漸增加時(shí)，預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件不斷伸長(zhǎng)，混凝土預(yù)壓應(yīng)力逐漸減少至零；接著混

20、凝土應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力（非預(yù)應(yīng)力鋼筋也會(huì)稍后一步受拉）；當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，構(gòu)件處于開(kāi)裂極限狀態(tài)；開(kāi)裂后裂縫截面的內(nèi)力全部由鋼筋承受，裂縫逐漸開(kāi)展，當(dāng)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件處于承載力極限狀態(tài)。8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 混凝土應(yīng)力為零時(shí)。在外力Np0的作用下，使建立起來(lái)的預(yù)壓應(yīng)力pc全部抵消，混凝土應(yīng)力為零，此狀態(tài)也稱(chēng)為消壓狀態(tài)。 由截面內(nèi)、外力平衡條件可求得消壓狀態(tài)時(shí)的軸心拉力（圖)： Np0=(con-l)Ap-l5As=pcA0 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 構(gòu)件即將開(kāi)裂時(shí)。外荷載繼續(xù)增加，當(dāng)混凝土拉應(yīng)力達(dá)到混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，構(gòu)件處于即將

21、開(kāi)裂的極限狀態(tài)（圖)，此時(shí)混凝土應(yīng)力為ftk，非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為s=esftk-l5，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為p=con-l+eftk，由內(nèi)外力平衡條件可求得構(gòu)件即將開(kāi)裂時(shí)的軸心拉力Np,cr，即Np,cr=A0ftk+pcA0=(ftk+pc)A0即Np,cr=(ftk+pc)A0 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理構(gòu)件破壞時(shí)。當(dāng)荷載繼續(xù)再增加時(shí)，構(gòu)件開(kāi)裂并逐漸貫穿整個(gè)截面。裂縫截面上全部荷載由鋼筋承擔(dān)。當(dāng)鋼筋達(dá)到屈服時(shí)構(gòu)件宣告破壞（圖)，即達(dá)到其承載力極限狀態(tài)。由平衡條件可得，極限承載能力Nu為： Nu=fpyAp+fyAs 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件配筋示意圖

22、 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖8.7 放松預(yù)應(yīng)力鋼筋之前的受力狀態(tài)(a) 構(gòu)件在臺(tái)座上的情況；(b) 脫離體圖 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖8.8 先張法構(gòu)件放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)的受力狀態(tài) 圖8.9 先張法構(gòu)件完成第二批損失之后的受力狀態(tài) 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖8.10 先張法構(gòu)件消壓狀態(tài)時(shí)的受力狀態(tài) 圖8.11 先張法構(gòu)件即將開(kāi)裂時(shí)的受力狀態(tài) 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖9.12 先張法構(gòu)件破壞時(shí)的受力狀態(tài) 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理施工階段 張拉至預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固后。非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為espc，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力則為p=con-l

23、。 混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc由平衡條件（圖)求得： pcAc+sAs=pAp整理后得： 2、后張法構(gòu)件8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 完成第二批預(yù)應(yīng)力損失之后。此時(shí)已完成全部預(yù)應(yīng)力損失l, l=l+l；設(shè)混凝土預(yù)應(yīng)力為pc，則非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為s=espc+l5,預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為p=con-l.混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力pc可由平衡條件（圖)求得：pcAc+sAs=pAp 經(jīng)推導(dǎo)和整理得： 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理使用階段 混凝土應(yīng)力等于零時(shí)。此狀態(tài)為消壓狀態(tài)。此時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為p0=con-l+epc，非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為s0=l5（壓）。 由截面平衡條件可求得消壓狀態(tài)時(shí)構(gòu)件的軸向

24、拉力Np0為（圖)： Np0=p0Ap-s0As=pcA08.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 構(gòu)件即將開(kāi)裂時(shí)。與先張法構(gòu)件相似，此時(shí)混凝土的應(yīng)力為ftk，非預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力為s=esftk-l5，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為p=con-l+epc+eftk。由平衡條件可求得構(gòu)件開(kāi)裂時(shí)的軸心拉力Np,cr為Np,cr=ftkAc+sAs+pAp=(ftk+pc)A0 構(gòu)件破壞時(shí)。與先張法構(gòu)件一樣，裂縫截面上的內(nèi)力部分由鋼筋承擔(dān)，承載力公式為Nu=fpyAp+fyAs。 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖8.13 后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋錨固后的受力狀態(tài) 圖8.14 后張法構(gòu)件完成第二批損失后的受力狀態(tài)

25、8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理圖8.15 后張法構(gòu)件處于消壓狀態(tài)時(shí)的受力狀態(tài) 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理根據(jù)構(gòu)件破壞時(shí)的受力狀態(tài)（圖8.16)，可得計(jì)算公式為： 0NfyAs+fpyAp 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算和驗(yàn)算1、正截面承載力圖8.16 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)構(gòu)件對(duì)裂縫控制的要求，將混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)劃分為以下三級(jí)：一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。對(duì)裂縫控制等級(jí)為一、二級(jí)的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，可分別按下列規(guī)定進(jìn)行抗裂驗(yàn)算： 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列規(guī)定： ck-pc0 2、 抗裂驗(yàn)算8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列規(guī)定： ck-pcftk在荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合下宜符合下列規(guī)定：cq-pc0 8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算的一般原理 混凝土軸心受壓承載力驗(yàn)算 規(guī)范規(guī)定，張拉