預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)一般知識

1、第一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月8.1 基本概念混凝土受拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件等，在各種荷載作用下，都存在受拉區(qū)。由于混凝土的抗拉強(qiáng)度低，極限拉應(yīng)變很小，當(dāng)荷載不是太大時，上述構(gòu)件中將出現(xiàn)裂縫。 混凝土的極限抗拉應(yīng)變值ctu大約為0.00010.00015，不允許開裂的構(gòu)件鋼筋應(yīng)力只能達(dá)到:s=Ess=Esctu=2105（0.00010.00015）=2030N/mm2 允許開裂的構(gòu)件，鋼筋應(yīng)力達(dá)到250N/mm2，裂縫寬度已達(dá)0.20.3mm，構(gòu)件耐久性降低。為了滿足變形和裂縫寬度要求，需增大截面尺寸和用鋼量，將使自重過大，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度結(jié)構(gòu)成為不可能或不經(jīng)

2、濟(jì)。 鋼筋混凝土構(gòu)件的另一大缺點(diǎn)是不能采用高強(qiáng)度鋼筋。（使用荷載下，應(yīng)力可達(dá)5001000N/mm2，此時裂縫寬度滿足不了要求）一、 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)第二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月最后一點(diǎn)是：提高混凝土強(qiáng)度等級對構(gòu)件抗裂性能所起的作用也是極其有限的，因為各強(qiáng)度等級混凝土的極限抗拉應(yīng)變相差不大；增大構(gòu)件截面尺寸能提高抗裂性，但所需混凝土多，構(gòu)件自重大。 第三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月二、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理所謂預(yù)應(yīng)力混凝土就是在混凝土構(gòu)件承受使用荷載前的制作階段，預(yù)先對使用階段的受拉區(qū)施加預(yù)壓力使之產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，減小或抵消外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力達(dá)到推遲開裂甚至不

3、開裂，以提高構(gòu)件的抗裂度和剛度。當(dāng)構(gòu)件承受使用荷載而產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先要抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，然后隨著荷載的增加，受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此，可推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，以滿足使用要求。這種在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載以前預(yù)先對受拉區(qū)混凝土施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。第四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖8.1所示，一簡支梁在承受外荷載之前，預(yù)先在梁的受拉區(qū)施加一對大小相等、方向相反的集中力P,則構(gòu)件各截面的應(yīng)力分布如圖8.1(a)，下邊混凝土纖維的壓應(yīng)力為pc；僅在使用荷載作用下，梁跨中截面應(yīng)力分布如圖8.1(b)，跨中截面下邊緣混凝土的拉應(yīng)力為t；當(dāng)兩種應(yīng)力狀態(tài)相互疊

4、加時（如圖8.1(c)所示)，梁跨中下邊緣的應(yīng)力可能是數(shù)值很小的拉應(yīng)力，也可能是壓應(yīng)力，甚至應(yīng)力為零，視施加壓力P和荷載的相對大小而定。 第五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.1預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 第六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月三、預(yù)應(yīng)力混凝土的受力特征圖8.2為兩根梁的荷載撓度曲線對比圖。從圖8.2可知預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有如下受力特征：（1） 對混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力可以提高構(gòu)件的抗裂性。 （2） 預(yù)應(yīng)力的大小可人為地根據(jù)需要調(diào)整。（3） 在使用荷載作用下，構(gòu)件基本處于彈性工作階段。材料力學(xué)的公式完全適用。（4） 施加預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件正截面承載力無明顯影響。但預(yù)應(yīng)力對斜截面

5、承載力有一定提高。 第七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.2簡支梁荷載撓度曲線 第八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月四、施加預(yù)應(yīng)力的方法 （1） 先張法先張法是指首先在臺座上或鋼模內(nèi)張拉鋼筋，并作臨時錨固，然后澆筑混凝土。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后剪斷或放松鋼筋。鋼筋剪斷后將產(chǎn)生彈性回縮，但鋼筋與混凝土之間存在著粘結(jié)力，混凝土就會阻止鋼筋回縮而混凝土本身受到預(yù)壓應(yīng)力。先張法的主要工序見圖8.3所示。 第九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2） 后張法后張法是指先澆筑混凝土構(gòu)件并預(yù)

6、留好孔道，待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后在孔道內(nèi)穿入鋼筋，然后直接在構(gòu)件上張拉鋼筋，最后用錨具在構(gòu)件兩端將鋼筋錨固，阻止鋼筋回縮，從而對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力。鋼筋張拉完畢并將張拉端錨固后，預(yù)留孔道內(nèi)應(yīng)按要求灌漿。后張法的主要工序見圖8.4所示。第十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.4后張法主要工序示意圖 (a) 制作混凝土構(gòu)件；(b) 張拉鋼筋；(c)張拉端錨固并對孔道灌漿 第十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月先張法、后張法各有優(yōu)缺點(diǎn)：先張法生產(chǎn)工序少，工藝簡單，施工質(zhì)量容易保證，不需在構(gòu)件上設(shè)永久性錨具，生產(chǎn)成本低，在長線臺座上，一次

7、可生產(chǎn)多個構(gòu)件。先張法主要適合于工廠內(nèi)生產(chǎn)中、小型構(gòu)件。后張法不需要臺座，構(gòu)件既可在工廠也可在現(xiàn)場制作；后張法構(gòu)件只能單一逐個地施加預(yù)應(yīng)力，工序多，操作也麻煩；而且需設(shè)永久性錨具，成本高；一般用于運(yùn)輸不便的大、中型構(gòu)件。 第十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月五、預(yù)

8、應(yīng)力混凝土構(gòu)件的優(yōu)缺點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂性能遠(yuǎn)高于普通鋼筋混凝土構(gòu)件，增加了混凝土結(jié)構(gòu)的使用范圍；在使用荷載作用下一般不出現(xiàn)裂縫，構(gòu)件的耐久性好、剛度大、變形也??；能充分利用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土，減少了鋼筋用量，截面小，減輕了構(gòu)件自重，從而為混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的條件；預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用，也為裝配式結(jié)構(gòu)提供了良好的裝配、拼裝手段，可通過縱、橫方向施加預(yù)應(yīng)力鋼筋，把裝配式結(jié)構(gòu)連成理想的整體。其主要缺點(diǎn)是施工設(shè)備要求高，施工較復(fù)雜，設(shè)計計算較繁。 第二十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月8.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土，應(yīng)滿足下列要求：（1

9、） 強(qiáng)度高。（2） 收縮、徐變小。（3） 快硬、早強(qiáng)。選擇混凝土強(qiáng)度等級時，應(yīng)考慮施工方法（先張或后張）、構(gòu)件跨度、使用情況（如有無振動荷載）以及鋼筋種類等因素。 一、混凝土第二十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月二、鋼材預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的鋼筋（絲）應(yīng)滿足下列要求：（1） 強(qiáng)度高。（2） 具有一定的塑性。（3） 良好的加工性能。（4） 與混凝土之間有較好的粘結(jié)強(qiáng)度。特別是先張法構(gòu)件，當(dāng)采用光面高強(qiáng)鋼絲時，表面應(yīng)經(jīng)“刻痕”或“壓波”等措施處理后方能使用。 第二十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2

10、022年6月8.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計算規(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)計計算或驗算。規(guī)范規(guī)定，一般需進(jìn)行下列計算或驗算：一、計算內(nèi)容第二十八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（1） 承載力計算對預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件只進(jìn)行正截面承載力計算。對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)同時進(jìn)行正截面和斜截面承載力計算。（2） 裂縫控制驗算根據(jù)使用要求及耐久性要求，確定構(gòu)件是不允許開裂還是允許開裂。不允許開裂的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行抗裂驗算，允許開裂的構(gòu)件則應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗算。（3） 變形驗算對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行撓度驗算。1. 使

11、用階段計算第二十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月施工階段驗算是指對構(gòu)件在制作、運(yùn)輸和吊裝過程中所受力的實際情況而進(jìn)行的承載力和抗裂性的驗算。對后張法構(gòu)件還應(yīng)驗算錨具處的局部受壓承載力。2. 施工階段驗算第三十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月二、張拉控制應(yīng)力con （1）con的定義張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力筋時預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)達(dá)到的拉應(yīng)力規(guī)定值（控制達(dá)到的最大應(yīng)力值），用con表示。張拉時預(yù)應(yīng)力筋實有的應(yīng)力可由張拉設(shè)備上的測力計所示的總拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出。 （2） 張拉控制應(yīng)力的確定張拉控制應(yīng)力的數(shù)值與鋼筋的種類和施加預(yù)應(yīng)力的方法有關(guān)。 規(guī)范規(guī)定的張拉控制應(yīng)力允許值見表

12、8.1。 第三十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月表8.1張拉控制應(yīng)力允許值con 鋼筋種類 張拉方法 先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.75fptk 熱處理鋼筋 0.70fptk0.65fptk第三十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月三、預(yù)應(yīng)力損失l按照某一控制張拉應(yīng)力值張拉好的預(yù)應(yīng)力鋼筋，其初始張拉應(yīng)力由于張拉工藝和材料特性等原因而降低，這種預(yù)應(yīng)力降低的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。引起預(yù)應(yīng)力損失的因素很多，規(guī)范給出了以下六種因素及其產(chǎn)生的相應(yīng)預(yù)應(yīng)力損失值的計算方法。 第三十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月在先張法和后張法中，張拉鋼筋一般總是先將鋼筋一端錨

13、固而在另一端張拉，待鋼筋張拉到規(guī)定的控制應(yīng)力con后，便再把張拉端的預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺座或構(gòu)件上。錨具變形和預(yù)應(yīng)力鋼筋滑動回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失l1，按下式計算： 其中，張拉端錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋滑動的內(nèi)縮值（mm），按表8.2取用； 1. 張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起預(yù)應(yīng)力損失第三十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月后張法構(gòu)件在張拉預(yù)應(yīng)力筋時，由于鋼筋與孔道壁之間的摩擦力存在，它將使預(yù)應(yīng)力筋截面的應(yīng)力隨距張拉端的距離的增大而減?。▓D8.5）。這種應(yīng)力損失稱為摩擦損失。規(guī)范規(guī)定，摩擦損失l2按下列公式計算： 其中，k,按表8.3取用； 對于x+0.2的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，l2可按下式近似計算：

14、預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失第三十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間的溫差為t，鋼筋的線膨脹系數(shù)=1.010-5/，彈性模量Es=2.0105N/mm2，于是預(yù)應(yīng)力損失l3為：l3=Ess=Est=21051.010-5t即l3=2t受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失第三十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月所謂鋼筋應(yīng)力松弛，是指鋼筋在高應(yīng)力狀態(tài)下，在長度不變條件下，由于鋼筋的塑性變形而使應(yīng)力隨時間的延續(xù)而降低的現(xiàn)象。 （1） 預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線普通松弛：鋼絲、鋼絞線低松弛：當(dāng)con0.7fptk時 4. 預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力松馳引

15、起的預(yù)應(yīng)力損失第三十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)0.7fptkcon0.8fptk時(2) 熱處理鋼筋：一次張拉l4=0.05con超張拉l4=0.035con第三十八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)試驗資料和經(jīng)驗，規(guī)范規(guī)定：混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失l5按下列公式計算。（1） 先張法構(gòu)件5. 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失第三十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 后張法構(gòu)件第四十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月對先張法構(gòu)件對后張法構(gòu)件第四十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月此處不作詳細(xì)介紹。 6. 用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)

16、形構(gòu)件，由于混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失第四十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月表8.2 錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值a(mm) 項次錨具類別a1帶螺帽的錨具：螺帽縫隙每塊后加墊板的縫隙 112鋼絲束的鐓頭錨具 13鋼絲束的鋼制錐形錨具 54JM12錨具：當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為鋼筋時當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為鋼絞線時 355單根冷拔低碳鋼絲的錐形夾具 5第四十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失l2 第四十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月表8.3 摩擦系數(shù) 孔道成型方式預(yù)埋金屬波紋管0.00150.25 預(yù)埋鋼管0.00100.30橡膠管或鋼管抽芯成型0.00140.

17、55第四十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月為了分析和計算方便起見，規(guī)范將預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在各階段的預(yù)應(yīng)力損失值按表8.4的規(guī)定組合。發(fā)生在混凝土預(yù)壓以前的預(yù)應(yīng)力損失稱為第一批預(yù)應(yīng)力損失，用L表示；發(fā)生在混凝土預(yù)壓以后的稱為第二批預(yù)應(yīng)力損失，用L表示。規(guī)范同時還規(guī)定，當(dāng)按上述規(guī)定計算求得的預(yù)應(yīng)力總損失值小于下列數(shù)值時，則按下列數(shù)值取用：先張法構(gòu)件100N/mm2；后張法構(gòu)件80 N/mm2。 四、預(yù)應(yīng)力損失的組合及減少預(yù)應(yīng)力損失的措施（一） 各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合第四十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月表8.4各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合表 項次預(yù)應(yīng)力損失的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件1混

18、凝土預(yù)壓前（第一批）損失ll1+l3+l4l1+l22混凝土預(yù)壓后（第二批）損失ll5l4+l5+l6 第四十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（1） 選擇變形小或預(yù)應(yīng)力筋滑動小的錨具或夾具，盡量減少墊板的數(shù)量，增加先張法臺座長度，以減小l1值；（2） 采用高強(qiáng)度等級混凝土、高標(biāo)號水泥，降低水泥用量，減小水灰比，采用良好級配的骨料，盡可能提高混凝土的密實度并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，從而減少預(yù)應(yīng)力損失l5；（3） 鋼筋放張時混凝土的實有立方體強(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0.5fcu；（二） 減少預(yù)應(yīng)力損失的措施第四十八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（4） 對預(yù)應(yīng)

19、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預(yù)應(yīng)力損失。 第四十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月8.4 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)對稱布置，預(yù)應(yīng)力鋼筋一般布置于構(gòu)件的中間部位，配筋情況見圖8.6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

20、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。一、 應(yīng)力分析第五十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月普通鋼筋的應(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 第五十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月凈截面面積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面面積，即：An=A0-EAp=Ac+EAs 第五十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.

21、施工階段 （1） 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋和澆筑混凝土。先張法構(gòu)件在臺座上按規(guī)定張拉好鋼筋后，將預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺座上，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，詳見圖8.7所示。 （一）先張法構(gòu)件第五十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2） 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（見圖8.8): pcAc+sAs=(con-l-epc)Ap將上式整理得： 第五十四張，

22、PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3） 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8.9）；第五十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （4）非預(yù)應(yīng)力鋼筋對預(yù)應(yīng)力的影響。 非預(yù)應(yīng)力鋼筋對預(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 第五十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.使用階段使用階段在軸向力逐漸增加時，預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件不斷伸長，混凝土預(yù)壓應(yīng)力逐漸減少至

23、零；接著混凝土應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力（非預(yù)應(yīng)力鋼筋也會稍后一步受拉）；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，構(gòu)件處于開裂極限狀態(tài)；開裂后裂縫截面的內(nèi)力全部由鋼筋承受，裂縫逐漸開展，當(dāng)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時，構(gòu)件處于承載力極限狀態(tài)。第五十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.使用階段使用階段在軸向力逐漸增加時，預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件不斷伸長，混凝土預(yù)壓應(yīng)力逐漸減少至零；接著混凝土應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力（非預(yù)應(yīng)力鋼筋也會稍后一步受拉）；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，構(gòu)件處于開裂極限狀態(tài)；開裂后裂縫截面的內(nèi)力全部由鋼筋承受，裂縫逐漸開展，當(dāng)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時，構(gòu)件處于承載力極限狀態(tài)。第五十八張，PPT

24、共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1） 混凝土應(yīng)力為零時。在外力Np0的作用下，使建立起來的預(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)時的軸心拉力（圖8.10)：Np0=(con-l)Ap-l5As=pcA0第五十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2） 構(gòu)件即將開裂時。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，構(gòu)件處于即將開裂的極限狀態(tài)（圖8.11)，此時混凝土應(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)件即將開裂時的軸心拉力Np,c

25、r，即Np,cr=A0ftk+pcA0=(ftk+pc)A0即Np,cr=(ftk+pc)A0第六十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2）構(gòu)件破壞時。當(dāng)荷載繼續(xù)再增加時，構(gòu)件開裂并逐漸貫穿整個截面。裂縫截面上全部荷載由鋼筋承擔(dān)。當(dāng)鋼筋達(dá)到屈服時構(gòu)件宣告破壞（圖8.12)，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 第六十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.6預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件配筋示意圖 第六十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.7 放松預(yù)應(yīng)力鋼筋之前的受力狀態(tài) (a) 構(gòu)件在臺座上的情況；(b) 脫離體圖 第六十三張

26、，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.8 先張法構(gòu)件放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時的受力狀態(tài) 第六十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.9 先張法構(gòu)件完成第二批損失之后的受力狀態(tài) 第六十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.10 先張法構(gòu)件消壓狀態(tài)時的受力狀態(tài) 第六十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.11 先張法構(gòu)件即將開裂時的受力狀態(tài) 第六十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.12 先張法構(gòu)件破壞時的受力狀態(tài) 第六十八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.施工階段 （1）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

27、p=con-l。混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc由平衡條件（圖8.13)求得：pcAc+sAs=pAp整理后得： （二）后張法構(gòu)件第六十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2） 完成第二批預(yù)應(yīng)力損失之后。此時已完成全部預(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8.14)求得：pcAc+sAs=pAp 經(jīng)推導(dǎo)和整理得：第七十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.使用階段 （1）混凝土應(yīng)力等于零時。此狀態(tài)為消壓狀態(tài)。此時預(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)

28、力為s0=l5（壓）。由截面平衡條件可求得消壓狀態(tài)時構(gòu)件的軸向拉力Np0為（圖8.15)：Np0=p0Ap-s0As=pcA0第七十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（2） 構(gòu)件即將開裂時。與先張法構(gòu)件相似，此時混凝土的應(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)件開裂時的軸心拉力Np,cr為Np,cr=ftkAc+sAs+pAp=(ftk+pc)A0(3) 構(gòu)件破壞時。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。第七十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月

29、圖8.13 后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋錨固后的受力狀態(tài) 第七十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.14 后張法構(gòu)件完成第二批損失后的受力狀態(tài) 第七十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.15 后張法構(gòu)件處于消壓狀態(tài)時的受力狀態(tài) 第七十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)構(gòu)件破壞時的受力狀態(tài)（圖8.16)，可得計算公式為：0NfyAs+fpyAp 二、預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算和驗算（一） 正截面承載力圖8.16 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件承載力計算簡圖 第七十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范根據(jù)構(gòu)件對裂縫控制的要求，將混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級

30、劃分為以下三級：一級、二級和三級。對裂縫控制等級為一、二級的預(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)行抗裂驗算： 1.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 （二） 抗裂驗算第七十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.一般要求不出現(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 第七十八張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 混凝土軸心受壓承載力驗算 規(guī)范規(guī)定，張拉鋼筋（后張法）或切斷預(yù)應(yīng)力筋（先張法）時，構(gòu)件應(yīng)滿足下列條件：cc0.8fck其中，對先張法構(gòu)件cc按下式

31、計算：對后張法構(gòu)件：（三） 施工階段驗算第七十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月2.后張法構(gòu)件錨固區(qū)局部受壓承載力計算后張法構(gòu)件中，預(yù)壓應(yīng)力是通過錨具傳給墊板，再由墊板傳遞給混凝土的。預(yù)壓應(yīng)力在構(gòu)件的端面上是集中于墊板下一定的范圍之內(nèi)，然后在構(gòu)件內(nèi)逐步擴(kuò)散，經(jīng)過一定的擴(kuò)散長度后就均勻地分布到構(gòu)件的全截面上，一般取擴(kuò)散長度等于構(gòu)件的截面寬度b(圖8.17)。 規(guī)范規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力筋錨具下及張拉設(shè)備的支承處，應(yīng)配置預(yù)埋鋼墊板及附加橫向鋼筋網(wǎng)片或螺旋式間接鋼筋（圖8.18)。 第八十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（1） 局部受壓承載力計算當(dāng)配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積Ac

32、orAl時，構(gòu)件錨固區(qū)的局部受壓承載力應(yīng)按下式計算（圖.19）：Fl0.9(clfc+2vcorfy)Aln 當(dāng)配置方格網(wǎng)時（圖.20(a)）v=(n1As1l1+n2As2l2)/Acors 當(dāng)配置螺旋式配筋時（圖.20(b)v=4Ass1/dcors第八十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（2） 局部受壓區(qū)的截面尺寸要求。 規(guī)范規(guī)定，為了防止構(gòu)件端部局部受壓面積太小而在使用階段出現(xiàn)裂縫，混凝土局部受壓區(qū)的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：Fl1.35clfcAln (3) 間接鋼筋的構(gòu)造要求。計算需要的間接鋼筋應(yīng)均勻地配置在圖.20規(guī)定的范圍內(nèi)，且其體積配筋率v不應(yīng)小于0.5%。對方格網(wǎng)配筋

33、，在hl1范圍內(nèi)配置的方格網(wǎng)鋼筋不應(yīng)少于4片；對螺旋式配筋，在hdcor范圍內(nèi)配置的螺旋式鋼筋不應(yīng)少于4圈。第八十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.17 構(gòu)件端部錨固區(qū)的應(yīng)力傳遞 第八十三張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.18 預(yù)埋鋼墊板及附加橫向鋼筋網(wǎng) 第八十四張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.19 確定局部受壓計算底面積Ab 第八十五張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.20 鋼筋網(wǎng)及螺旋鋼筋的配置 第八十六張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月.5 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求截面形式一般為矩形、T形、工字形和箱形。因預(yù)應(yīng)力對構(gòu)造剛度和抗裂能

34、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（1/201/14)l,l為構(gòu)件跨度，寬度也相應(yīng)減小。一、 截面形式及尺寸第八十七張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 構(gòu)件端部的構(gòu)造鋼筋為防止預(yù)應(yīng)力構(gòu)件端部及預(yù)拉區(qū)的裂縫，對各種預(yù)制構(gòu)件應(yīng)按下述構(gòu)造措施配置防裂鋼筋：（1） 對于槽形板類構(gòu)件，應(yīng)在構(gòu)件端部100mm范圍內(nèi)沿構(gòu)件板面設(shè)置附加的橫向鋼筋，其數(shù)量不少于2根，如圖8.21所示。 （2） 在預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁、吊車梁等構(gòu)件靠近支座的斜向主拉應(yīng)力較大部位，宜將一部分預(yù)應(yīng)力鋼筋彎起。（3） 當(dāng)構(gòu)件在端部有局部凹進(jìn)時，應(yīng)增設(shè)折線構(gòu)造鋼筋或其它有效的構(gòu)造鋼筋（圖8.22)。 第八十八

35、張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月（4） 對預(yù)應(yīng)力鋼筋在構(gòu)件端部全部彎起的受彎構(gòu)件或直線配筋的先張法構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件端部與下部支承結(jié)構(gòu)焊接時，應(yīng)考慮混凝土收縮、徐變及溫度變化所產(chǎn)生的不利影響，宜在構(gòu)件端部可能產(chǎn)生裂縫的部位設(shè)置足夠的非預(yù)應(yīng)力縱向構(gòu)造鋼筋。第八十九張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.21 附加橫向鋼筋 第九十張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月圖8.22 端部凹進(jìn)處構(gòu)造配筋 1折線構(gòu)造鋼筋；2豎向構(gòu)造鋼筋 第九十一張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月三、先張法構(gòu)件的構(gòu)造要求1.鋼筋（絲）間距先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋之間的凈間距應(yīng)根據(jù)澆筑混凝土、施加預(yù)應(yīng)力及鋼筋錨固等要求確定。預(yù)應(yīng)力鋼筋之間的凈間距不應(yīng)小于其公稱直徑或等效直徑的1.5倍，且應(yīng)符合下列規(guī)定：對熱處理鋼筋及鋼絲，不應(yīng)小于15mm；對三股鋼絞線，不應(yīng)小于20mm；對七股鋼絞線，不應(yīng)小于25mm。第九十二張，PPT共一百頁，創(chuàng)作于2022年6月2.鋼絲的并筋配筋方式當(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。并筋的等效直徑，對雙并筋應(yīng)取為單筋直徑的1.4倍，對三并筋應(yīng)取為單筋直徑的1.7倍。并筋的保護(hù)層厚度、錨