預(yù)應(yīng)力混凝土的原理及計算規(guī)定講座

第十章預(yù)應(yīng)力混凝土的原理及計算規(guī)定10.1預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ConceptofPRC)一、鋼筋混凝土的缺欠跨度為5.2m的簡支梁，截面尺寸為200×450mm2，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m，均布恒荷載gk=5kN/m。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt★

產(chǎn)生上述問題原因主要是因為混凝土的抗拉強度太低，導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降低?！?/p>

鋼筋混凝土梁應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)時，如為增加剛度而加大截面尺寸，會導(dǎo)致自重進一步增大，形成惡性循環(huán)?！?/p>

如增加鋼筋來提高剛度，則鋼材的強度得不到充分利用，造成浪費?！?/p>

采用高強鋼筋，按正截面承載力要求可減少配筋，截面抗彎剛度基本與配筋面積成比例降低，故撓度變形控制難以滿足?！?/p>

裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力基本成正比，一般Ms=(0.6~0.8)My，如配筋按正截面承載力計算，Ms下sss=(0.5~0.7)fy。對于Ⅱ級鋼筋，fy=300MPa，sss=150~210MPa，裂縫寬度已達(0.15~0.25)mm。如采用Ⅵ級高強鋼筋，fy=580MPa，則sss=290~406MPa，裂縫寬度已遠遠超過容許限值。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt二、預(yù)應(yīng)力的基本概念第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt由于預(yù)加應(yīng)力spc較大，受拉邊緣仍處于受壓狀態(tài)，不會出現(xiàn)開裂；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，一般不會出現(xiàn)開裂；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)件（Np=0）的開裂明顯推遲，裂縫寬度也顯著減小。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt編輯ppt10.2施加預(yù)應(yīng)力的方法先張法第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt后張法(Pretension)第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt后張法Post-tension第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土★錨具的可靠性★高強鋼絲的可靠度★一定要有非預(yù)應(yīng)力筋第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定10.3預(yù)應(yīng)力混凝土的基本受力分析一、截面應(yīng)力計算編輯ppt二、截面受力特點受荷以前受荷以后第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件是依靠內(nèi)力臂的變化來抵抗外彎矩的作用，在受力過程中預(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。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件開裂后，內(nèi)力臂基本保持不變，而鋼筋拉力T和壓區(qū)混凝土的壓力C隨彎矩增長而不斷增大。預(yù)應(yīng)力混凝土的這種受力特點，充分利用了鋼筋抗拉強度和混凝土抗壓強度高特性，可以使得高強度材料強度高的性能得以發(fā)揮。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt三、平衡荷載概念取第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯pptr當(dāng)w=gk時，曲線預(yù)應(yīng)力筋對混凝土產(chǎn)生橫向分布壓力恰好抵消梁均布恒荷載gk。按這種方法設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)稱為平衡荷載法。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt10.4預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及錨夾具一、預(yù)應(yīng)力鋼筋◆

預(yù)應(yīng)力鋼筋的強度越高越好?！?/p>

而且在預(yù)應(yīng)力混凝土制作和使用過程中，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，也必須使用高強鋼筋（絲）作預(yù)應(yīng)力筋?！?/p>

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。同時還要求具有良好的加工性能，以滿足對鋼筋焊接、鐓粗的加工要求。◆

對鋼絲類預(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’方法來提高與混凝土粘結(jié)強度。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt1、冷拉低合金鋼筋◆通常將Ⅳ級熱軋鋼筋經(jīng)冷拉后作為預(yù)應(yīng)力筋，抗拉強度可達580MPa?！魹榻鉀Q粗直徑鋼筋的連接問題，鋼筋表面軋制成不帶縱向肋的精制螺紋，可用套筒直接連接。◆但隨著近年來高強鋼絲和鋼絞線的大量生產(chǎn)，這種預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)用已很少。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt2、中高強鋼絲中高強鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)過幾次冷拔后得到。中強鋼絲的為800~1200MPa，高強鋼絲的強度為1470~1860MPa。鋼絲直徑為3~9mm。為增加與混凝土粘結(jié)強度，鋼絲表面可采用‘刻痕’或‘壓波’，也可制成螺旋肋。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定消除應(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。編輯ppt3、鋼絞線

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，其中以7股鋼絞線應(yīng)用最多。7股鋼絞線的公稱直徑為9.5~15.2mm，通常用于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，強度可高達1860MPa。2股和3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。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束編輯ppt4、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6~10mm，抗拉強度為1470MPa。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定除冷拉低合金鋼筋外，其余預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線均無明顯屈服點，采用殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的條件屈服點作為抗拉強度設(shè)計指標(biāo)。編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt二、混凝土——預(yù)應(yīng)力混凝土要求采用高強混凝土★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；★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；★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

一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不低于C30，當(dāng)采用高強鋼絲時不低于C40。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt三、錨具和夾具第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt

第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定夾片式錨具編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定10.5張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失◆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）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)力稱為張拉控制應(yīng)力scon?！羲穷A(yù)應(yīng)力筋在在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力?！魪埨刂茟?yīng)力scon取值越高，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?！舻玸con取值過高，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[scon]。編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt因為對預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進行的，同時張拉預(yù)應(yīng)力筋也是對它進行的一次檢驗，所以表中[scon]是以預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)準(zhǔn)強度給出的，且[scon]可不受抗拉強度設(shè)計值的限制。在下列情況下，[scon]可提高0.05fptk：⑴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；⑵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scon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scon不應(yīng)小于0.4fptk。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt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)力筋中應(yīng)力會從scon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?！粲捎谧罱K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)計和施工中的一個關(guān)鍵的問題?！暨^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。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定10.5張拉控制應(yīng)力和預(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：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移◆摩擦損失：在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，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處的摩擦，也會使張拉應(yīng)力造成損失。◆混凝土的收縮和徐變引起的損失◆松弛損失：長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長期作用下會產(chǎn)生松弛，會引起預(yù)應(yīng)力損失。◆溫差損失：先張法中的熱養(yǎng)護引起的溫差損失◆彈性壓縮損失：混凝土彈性壓縮，后張法中后拉束對先張拉束造成的壓縮變形而產(chǎn)生分批張拉損失等。編輯ppt1、錨固損失sl1

預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時，由于錨具受力后變形、墊板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失記為sl1。對直線預(yù)應(yīng)力筋，第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt2、摩擦損失sl2

摩擦損失是指在后張法張拉鋼筋時，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。直線預(yù)應(yīng)力筋曲線預(yù)應(yīng)力筋第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt編輯ppt取dx=rdq，Np=spAp第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定q為張拉端與計算截面曲線部分的切線夾角（rad）設(shè)該夾角很小，可近似取張拉端到計算截面的距離x=rq，則摩擦損失sl2為，若編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt對于曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時，由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮a(mm)，使預(yù)應(yīng)力筋有回縮的趨勢，從而產(chǎn)生反向摩擦力以阻止其內(nèi)縮。反向摩擦力只在一定的影響長度lf(m)內(nèi)發(fā)生，即在距張拉端lf處，預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值為零。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定設(shè)反向摩擦和正向摩擦相同Ds=2sl2內(nèi)縮值編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定設(shè)反向摩擦和正向摩擦相同Ds=2sl2編輯ppt一端張拉兩端張拉超張拉減少摩擦損失的措施第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt3、熱養(yǎng)護損失sl3

為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護加快混凝土的凝結(jié)硬化。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sl3。降溫時，混凝土達到了一定的強度，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sl3無法恢復(fù)。設(shè)養(yǎng)護升溫后，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1×10-5/℃，則有，第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt4、鋼筋松弛損失sl4鋼筋在高應(yīng)力長期作用下具有隨時間增長產(chǎn)生塑性變形的性質(zhì)。在長度保持不變的條件下，應(yīng)力值隨時間增長而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為松弛。應(yīng)力松弛與初始應(yīng)力水平和作用時間長短有關(guān)。根據(jù)應(yīng)力松弛的長期試驗結(jié)果，《規(guī)范》取普通預(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)scon≤0.7fptk時，當(dāng)0.7fptk<scon≤0.8fptk時，ψ為超張拉系數(shù)，一次張拉時，取ψ=1；超張拉時，取ψ=0.9。當(dāng)scon≤0.5fptk時，可不考慮應(yīng)力松弛損失，即取sl4=0。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt5、收縮徐變損失sl5混凝土的收縮和徐變，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度的縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。由于收縮和徐變是同時隨時間產(chǎn)生的，且影響二者的因素相同時隨變化規(guī)律相似，《規(guī)范》將二者合并考慮?！兑?guī)范》對混凝土收縮和徐變引起的損失，按下列公式計算：先張法后張法第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定An=Ac+asAs先張法后張法A0=Ac+apAp+asAs編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(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)力開始即需要進行計算，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。⑴混凝土預(yù)壓前完成的損失lI；⑵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)生時間先后關(guān)系，具體組合見表。編輯ppt第十章預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計算規(guī)定考慮到預(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100MPa后張法構(gòu)件80MPa四、混凝土彈性壓縮引起的損失sle先張法構(gòu)件放張時，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土一起受壓縮短，引起預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力降低。設(shè)混凝土預(yù)壓應(yīng)力在彈性范圍，則根據(jù)鋼筋與混凝土共同變形的條件，可得混凝土彈性壓縮引起的損失sle為，對后張法構(gòu)件，當(dāng)一次張拉所有預(yù)應(yīng)力筋時，無彈性壓縮損失。編輯ppt10預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件本章目錄

10.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的基本概念及分類

10.2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的一般規(guī)定

10.3預(yù)應(yīng)力各項損失的計算及工程應(yīng)用

10.4預(yù)應(yīng)力筋傳遞長度及端錨區(qū)局壓計算

10.5軸心受拉構(gòu)件各階段應(yīng)力分析

10.6預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計算

10.7預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件

10.8預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造要求

10.9部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt10.1概述10.1.1預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用存在的問題1）在正常使用條件下構(gòu)件受拉區(qū)裂縫的存在，導(dǎo)致了受拉區(qū)混凝土浪費，還使得構(gòu)件剛度降低，變形較大。2）考慮到結(jié)構(gòu)的耐久性與適用性，必須控制構(gòu)件的裂縫寬度和變形。在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，高強混凝土及高強鋼材是不能充分利用

目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的定義在正常受荷前預(yù)先對混凝土受拉區(qū)施加壓應(yīng)力以改善其在使用荷載作用下混凝土抗拉性能的結(jié)構(gòu)稱為“預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)”。ACI對預(yù)應(yīng)力混凝土的定義為“預(yù)應(yīng)力混凝土是根據(jù)需要人為施加某一數(shù)值與分布的壓應(yīng)力用以部分或全部抵消荷載應(yīng)力的一種加筋混凝土。”預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理加載加載目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用(1)改善結(jié)構(gòu)的使用性能(2)減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重(3)充分利用高強度鋼材(4)具合良好的裂縫閉合性能(5)提高抗疲勞強度(6)具有良好的經(jīng)濟性（1）大跨度結(jié)構(gòu)（2）對抗裂縫有特殊要求的結(jié)構(gòu)（3）某些高聳結(jié)構(gòu)（5）特殊要求的一般建筑（4）大量制造的預(yù)制構(gòu)件10.1.2（3）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的分類及預(yù)加力的方法根據(jù)預(yù)應(yīng)力施加的程度分類或

各符號含義見教材P215目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt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)件混凝土構(gòu)件的分類目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt張拉鋼筋澆注混凝土構(gòu)件混凝土強度達設(shè)計強度的70%以上時剪斷鋼筋澆混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中預(yù)留孔道在構(gòu)件中預(yù)留孔道中穿鋼筋并張拉錨固灌漿根據(jù)預(yù)應(yīng)力的施加方式先張法后張法鋼筋在臺座上就位目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件有粘結(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)件特點受力性能好，裂縫分布均勻，裂縫寬度較小或無粘結(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)件特點造價低，便于以后再次張拉或更換預(yù)應(yīng)力鋼筋根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼材與混凝土之間是否存在粘結(jié)作用目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt*夾具：主要依靠摩擦力來夾住鋼筋，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。10.1.4錨具與夾具螺絲端桿錨目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt錐形錨具鐓頭錨具

夾片錨具

Back目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt強度高；與混凝土間有足夠的粘結(jié)力；良好的加工性能和一定的塑性要求處于侵蝕介質(zhì)中的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，不宜采用熱處理鋼筋、碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線等作為預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋類型冷拉鋼筋、熱處理鋼筋、碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線、冷拔低碳鋼絲注意對直接承受動荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，不得采用有焊接接頭的冷拉鋼筋10.2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的一般規(guī)定預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼絞線目錄10.110.210.310.410.510.610.710.810.9編輯ppt混凝土要求高強度、收縮與徐變小、快硬、早強混凝土強度等級不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力范圍con越大，混凝土中的預(yù)壓應(yīng)力越大，但過大會產(chǎn)生如下問題使構(gòu)件出現(xiàn)脆性破壞預(yù)應(yīng)力筋過早進入流幅，降低其塑性增加鋼筋的松弛損失編輯ppt預(yù)應(yīng)力筋強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）

Back編輯ppt由于錨具、墊塊本身的變形，其間裂縫的壓緊及鋼筋在錨具中的滑移引起的損失張拉端至錨固端之間的距離預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量張拉端錨具的變形和鋼筋的內(nèi)縮值，見教材表10.110.3預(yù)應(yīng)力損失10.3.1張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失

直線預(yù)應(yīng)力鋼筋后張曲線或折線預(yù)應(yīng)力鋼筋各符號含義見教材P184編輯pptPPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxd后張法中，張拉鋼筋時，鋼筋在孔道中滑動，就會產(chǎn)生摩擦力主要由兩部分組成*孔道偏差等因素引起的*曲線型孔道而引起的10.3.2預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失

考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)，教材表10-2預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁間的摩擦系數(shù)，教材表10-2減小摩擦損失的措施：一是采用超張拉工藝；二是采用兩端張拉！編輯ppt溫度為t0時的應(yīng)力為con溫度升到t1時由于混凝土未結(jié)硬此處的應(yīng)力為con’溫度回落到t0時由于混凝土已結(jié)硬和鋼筋同時回縮，此處的應(yīng)力為con’’<con混凝土蒸汽養(yǎng)護時,預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺座之間溫差引起的損失鋼筋的線膨脹系數(shù)*采用二次升溫法可減少l3:先在常溫下養(yǎng)護,當(dāng)混凝土的強度達到7.5~10N/mm2時再逐漸升溫10.3.3加熱養(yǎng)護時鋼筋與設(shè)備之間溫差引起的損失

編輯ppt鋼筋在高應(yīng)力作用下，長度不變而應(yīng)力隨時間逐漸降低的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛鋼筋張拉后1小時內(nèi)約完成總松弛的50%，24小時內(nèi)完成總松弛的80%，以后逐漸收斂采用超張拉時為0.9，不采用時為1.0常數(shù)參見教材P186或規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定選用10.3.4預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失

編輯ppt收縮和徐變兩者相互有關(guān)，很難精確計算，為了簡化兩項損失可合并考慮受拉區(qū)或受壓區(qū)各自預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋率受拉區(qū)或受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力作用點處混凝土的法向壓應(yīng)力高濕環(huán)境中可降低50%干燥環(huán)境中應(yīng)增加20~30%系數(shù)A、B、C、D參見教材P186中的相關(guān)規(guī)定10.3.5溫凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失

編輯ppt采用螺旋式預(yù)應(yīng)力筋作為配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的局部擠壓使構(gòu)件直徑減小所引起的損失當(dāng)d3m時10.3.6環(huán)形構(gòu)件用螺旋式預(yù)應(yīng)力配筋時所引起的損失

預(yù)應(yīng)力損失的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件第一批損失lIl1+l2+l3+l4l1+l2第二批損失lIIl5l4+l5+l6預(yù)應(yīng)力總損失的下限值先張法構(gòu)件：ll100N/mm2后張法構(gòu)件：ll80N/mm210.3.7預(yù)應(yīng)力損失的組合Back編輯ppt10.4預(yù)應(yīng)力筋的傳遞長度和構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算10.4.1預(yù)應(yīng)力筋的傳遞長度

先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長度：

各符號含義見教材P187編輯ppt10.4.2構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計算

后張法構(gòu)件端部壓應(yīng)力分布圖

局部受壓區(qū)的截面尺寸驗算

混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù)

式中各符號的含義見教材p188編輯ppt局部受壓的計算底面積局部承壓承載力計算

方格網(wǎng)式配筋

螺旋式配筋

局壓承載力公式（10.23）局部受壓區(qū)的間接鋼筋（a）方格網(wǎng)式（b）螺旋式Back編輯pptPPP預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（使用荷載下不帶裂縫）普通混凝土構(gòu)件（使用荷載下常帶裂縫）預(yù)應(yīng)力鋼筋開裂前，荷載-位移關(guān)系為線性的，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增長較少開裂后，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力急增，進入非線性階段10.5軸心受拉構(gòu)件各階段應(yīng)力分析受力特征各階段應(yīng)力受力示意圖（a）截面圖（b）放松預(yù)應(yīng)力筋（c）完成第二批損失（d）加荷至混凝土應(yīng)力為零（e）裂縫即將出現(xiàn)（f）破壞編輯ppt10.5.1先張法構(gòu)件1）張拉鋼筋施工階段2）完成第一批預(yù)應(yīng)力損失澆注混凝土但不受力編輯ppt3）放松鋼筋pcI4）完成第二批損失pcII混凝土中的有效預(yù)壓應(yīng)力編輯ppt1）消壓狀態(tài)----加載至混凝土中的應(yīng)力為0c=0Np0使用階段

消壓軸力：

或2）即將開裂狀態(tài)ftNcr編輯pptNu3）構(gòu)件破壞狀態(tài)開裂荷載或注意：預(yù)應(yīng)力并不能提高構(gòu)件的極限承載力編輯ppt1）穿鋼筋10.5.2后張法構(gòu)件施工階段公式各符號含義相見教材P192編輯ppt3）完成第二批損失混凝土中的有效預(yù)壓應(yīng)力pcII使用階段1）消壓狀態(tài)----加載至混凝土中的應(yīng)力為0Np0編輯ppt2）即將開裂狀態(tài)Ncrft3）構(gòu)件破壞狀態(tài)Nu編輯ppt10.5.3先張法與后張法計算公式之比較鋼筋應(yīng)力混凝土應(yīng)力軸向拉力Back編輯ppt10.6軸心受拉構(gòu)件計算計算內(nèi)容使用階段承載力計算使用階段承載力計算與裂縫控制驗算施工階段承載力計算后張法構(gòu)件端部局部承壓承載力驗算10.6.1使用階段承載力計算！構(gòu)件破壞時，全部荷載有鋼筋承擔(dān)，正截面承載能力可按下式計算：軸向拉力設(shè)計值編輯ppt10.6.2使用階段裂縫控制計算1）一級：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)受力裂縫的構(gòu)件2）二級：一般要求不出現(xiàn)受力裂縫的構(gòu)件在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下，受拉邊緣應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值，即：編輯ppt3）三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度最大裂縫寬度限值對環(huán)境類別為二a類的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件：一般情況：

荷載準(zhǔn)永久組合下抗裂驗算邊緣的混凝土法向應(yīng)力按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算的軸向拉力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級及