預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件課件

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件9.1概述9.2預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算9.3預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算9.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求9.5部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土掌握：（1）預(yù)應(yīng)力混凝土的概念、設(shè)計(jì)原理及對材料性能的要求（2）張拉控制應(yīng)力的定義與取值（3）預(yù)應(yīng)力損失及其組合（3）軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析及計(jì)算方法學(xué)習(xí)要求了解：（1）預(yù)應(yīng)力混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法（2）后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在施工（使用）階段的驗(yàn)算（計(jì)算）方法（3）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求（4）部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念9.1概述9.1.1預(yù)應(yīng)力混凝土的概念9.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類9.1.3張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法9.1.4夾具和錨具9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料9.1.6張拉控制應(yīng)力con9.1.9先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度9.1.10后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計(jì)算9.1.7預(yù)應(yīng)力損失9.1.8預(yù)應(yīng)力損失值的組合9.1.1預(yù)應(yīng)力混凝土的概念控制裂縫的有效辦法—減小拉應(yīng)力—預(yù)應(yīng)力拉壓壓拉拉構(gòu)件受力之前構(gòu)件受拉部位預(yù)先加壓預(yù)應(yīng)力混凝土的主要優(yōu)缺點(diǎn)（1）抗裂性高，推遲裂縫出現(xiàn)，甚至保證使用荷載下不出現(xiàn)裂縫（2）合理利用高強(qiáng)材料、節(jié)約鋼材（30~50%）、減輕自重（約30%）（3）減小結(jié)構(gòu)總變形（4）擴(kuò)大了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍如大跨結(jié)構(gòu)或橋梁、水工結(jié)構(gòu)、儲水結(jié)構(gòu)、安全殼等（5）疲勞性能好（6）耐久性好（1）需要張拉設(shè)備和錨固裝置，制作技術(shù)要求高（2）施工周期長（3）計(jì)算比較復(fù)雜9.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類

根據(jù)施加的預(yù)應(yīng)力值的大小分類全預(yù)應(yīng)力部分預(yù)應(yīng)力使用荷載下截面不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力（控制裂縫等級為一級）使用荷載下截面可以開裂，裂縫寬度小于允許值（控制裂縫等級為三級）使用荷載下截面可以出現(xiàn)拉應(yīng)力，應(yīng)力大小受到限制，截面一般不開裂（控制裂縫等級為二級）限值預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋并在臺座上固定澆注混凝土構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)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9.1.3張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法先張法后張法9.1.3張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法先張拉鋼筋，后澆筑混凝土

9.1.3.1先張法1010千斤頂力筋連接器9.1.3張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法先澆筑混凝土，后張拉鋼筋9.1.3.2后張法施加預(yù)應(yīng)力的方法

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)電流通過鋼筋使其發(fā)熱伸長，達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)斷電連續(xù)配筋法：用旋轉(zhuǎn)工作臺將預(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)混凝土膨脹帶動混凝土中的鋼筋一起伸長，在混凝土中產(chǎn)生壓力

直接加壓法：用千斤頂直接在構(gòu)件兩端加力自應(yīng)力值大于2MPa9.1.4夾具和錨具

錨、夾具區(qū)別構(gòu)件制作完后，能重復(fù)使用夾具：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,用于永久固定鋼筋14（1）螺絲端桿錨具由螺桿和螺帽組成常用的錨具和夾具(2)錐形錨具-摩擦性錨具錨環(huán)錨塞錨塞灌漿孔常用的錨具和夾具（3）鐓頭錨具（4）夾片式錨具JM12錨具XM、QM錨具(5)粘結(jié)型錨具灌漿口（灌漿錨固）6~8螺旋筋8箍筋3鉛絲線圈預(yù)應(yīng)力筋利用構(gòu)件端部預(yù)留錐形自錨孔的后澆混凝土錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋常用的錨具和夾具(6)承壓型錨具預(yù)應(yīng)力筋墊板螺絲桿端螺母對焊接頭利用螺帽、墊板等的承壓作用將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在端部常用的錨具和夾具

預(yù)緊裝置試驗(yàn)張拉錨固構(gòu)件試驗(yàn)張拉錨固裝置大秦鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力加固9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料（1）混凝土（強(qiáng)度高，收縮、徐變小，快硬早強(qiáng)-不宜低于C40，不應(yīng)低于C30）（2）鋼材鋼絲鋼絞線螺紋鋼筋冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲由高強(qiáng)鋼絲捻制而成-1X3，1X7（也稱精軋螺紋鋼筋）是在整根鋼筋上軋有外螺紋的大直徑、高強(qiáng)度、高尺寸精度的直條鋼筋。2010年新規(guī)范中取消了熱處理鋼筋

（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋◆

在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件制作和使用過程中，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，必須使用高強(qiáng)鋼筋（絲）

◆

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、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(qiáng)度9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料（a）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(qiáng)度可達(dá)580MPa◆為解決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◆隨著高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線的生產(chǎn)，這種預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用已很少9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料（b）中、高強(qiáng)鋼絲中、高強(qiáng)鋼絲采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)過幾次冷拔后得到中強(qiáng)鋼絲強(qiáng)度800~1200MPa，高強(qiáng)鋼絲強(qiáng)度1470~1860MPa鋼絲直徑為3~9mm鋼絲表面可采用‘刻痕’或‘壓波’，也可制成螺旋肋刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料（b）消除應(yīng)力鋼絲鋼絲經(jīng)冷拔后，存在較大的內(nèi)應(yīng)力，一般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(qiáng)度和彈性模量均比消除應(yīng)力前有所提高，塑性有所改善9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料用2、3、7股高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)而成的一種高強(qiáng)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(qiáng)度可高達(dá)1860MPa。2股和3股鋼絞線僅用于某些先張法構(gòu)件，以提高與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束（c）鋼絞線9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料

（4）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(qiáng)度鋼筋直徑為6~10mm，抗拉強(qiáng)度為1470MPa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(diǎn)，采用殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的條件屈服點(diǎn)作為抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料

（2）混凝土

一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不低于C30，當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲時(shí)不低于C409.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料●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●與鋼筋有較大粘結(jié)強(qiáng)度，減少先張法預(yù)應(yīng)力筋傳遞長度●可提高局部承壓能力，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●提高臺座、模具、夾具的周轉(zhuǎn)率，降低間接費(fèi)用9.1.6張拉控制應(yīng)力張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)所控制的最大應(yīng)力值，其值為張拉設(shè)備所控制的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋面積得到的應(yīng)力值（1）張拉控制應(yīng)力定義（2）張拉控制應(yīng)力取值①σcon越高，構(gòu)件的開裂荷載與極限荷載越接近，構(gòu)件破壞前無明顯預(yù)兆,延性較差②在施工階段會使構(gòu)件的某些部位受拉甚至開裂，對后張法構(gòu)件有可能造成端部混凝土局部受壓破壞

③有時(shí)為了減少預(yù)應(yīng)力損失，需對鋼筋進(jìn)行超張拉，由于鋼材材質(zhì)的不均勻，可能使個(gè)別鋼筋的應(yīng)力超過它的實(shí)際屈服強(qiáng)度，而使鋼筋產(chǎn)生較大塑性變形或脆斷9.1.6張拉控制應(yīng)力（2）張拉控制應(yīng)力取值張拉控制應(yīng)力限值鋼筋種類最大值最小值消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.40fptk中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲0.70fptk預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋0.850fpyk0.50fpyk9.1.9先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度9.1.10后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計(jì)算構(gòu)件端部錨固區(qū)的應(yīng)力傳遞預(yù)壓應(yīng)力通過錨具

墊板

混凝土規(guī)范規(guī)定，在預(yù)應(yīng)力筋錨具下及張拉設(shè)備支承處應(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9.1.10后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計(jì)算

預(yù)埋鋼墊板及附加橫向鋼筋網(wǎng)

提高局部受壓區(qū)的強(qiáng)度，防止局部承壓破壞，但不能防止混凝土開裂

（1）端部受壓截面尺寸驗(yàn)算—抗裂度要求

Fl——局部受壓面上作用的局部壓力設(shè)計(jì)值βc——混凝土強(qiáng)度的影響系數(shù)βl——混凝土局部受壓承載力強(qiáng)度的提高系數(shù)局部受壓區(qū)截面尺寸應(yīng)符合下列要求

（1）端部受壓截面尺寸驗(yàn)算：

確定局部受壓計(jì)算底面積Ab

36fc'——張拉時(shí)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)b——局部受壓時(shí)的計(jì)算底面積，按與局部承壓面積“同心、對稱”原則確定Aln——混凝土局部受壓凈面積，應(yīng)在中扣孔道、凹槽部分面積

Al——混凝土局部承壓面積。當(dāng)有墊板時(shí)；可考慮預(yù)壓力沿錨具墊圈邊緣在墊板中按450

擴(kuò)散后傳至混凝土的受壓面積不滿足時(shí)：加大端部面積；調(diào)整錨具位置加大墊板厚度；提高混凝土強(qiáng)度等級37

（2）局部受壓承載力驗(yàn)算—承載力要求

βcor——

配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù)

Acor——方格網(wǎng)或螺旋鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土核芯面積（不扣除孔道面積）

ρv——間接鋼筋的體積配筋率，要求≥0.5％38

當(dāng)為方格網(wǎng)配筋時(shí)

當(dāng)為螺旋式配筋時(shí)

l1,l2——鋼筋網(wǎng)兩個(gè)方向長度，l1>l2

n1,As1——l1方向的鋼筋根數(shù)和單根鋼筋的截面面積

n2,As2——l2方向的鋼筋根數(shù)和單根鋼筋的截面面積

s——方格網(wǎng)或螺旋筋的間距

Ass1——螺旋式單根間接鋼筋的截面面積

dcor——螺旋鋼筋范圍以內(nèi)的混凝土直徑

39

（2）局部受壓承載力驗(yàn)算Acor的計(jì)算9.1.7預(yù)應(yīng)力損失*預(yù)應(yīng)力損失的定義預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力，從開始張拉至構(gòu)件使用過程中，由于張拉工藝和材料特性等原因?qū)⒉粩嘟档?/p>

——預(yù)應(yīng)力損失40（1）錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σl1

當(dāng)為直線型預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)

a—張拉端錨具變形和鋼筋回縮值mm

l—張拉端至錨固端之間的距離mm①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)②對先張法構(gòu)件，選擇長臺座減少此項(xiàng)損失的措施應(yīng)注意的問題*此式不適用于曲線配筋的后張法構(gòu)件錨固前的應(yīng)力圖錨固后的應(yīng)力圖摩擦力l1l1/2lfcon（0）（1）錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σl1

在后張法張拉鋼筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力筋與其周圍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（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σl2（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σl2后張法中，張拉鋼筋時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋在孔道中滑動，就會產(chǎn)生摩擦力主要由兩部分組成孔道偏差等引起曲線型孔道而引起取q為張拉端與計(jì)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(jì)算截面的距離x=rq，則摩擦損失sl2為若摩擦系數(shù)k及一端張拉兩端張拉超張拉減少摩擦損失的措施

（1）對較長的構(gòu)件可在兩端進(jìn)行張拉減少該項(xiàng)損失，可采取以下措施（2）超張拉（3）混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的損失σl3

溫度為t0時(shí)的應(yīng)力為con溫度升到t1時(shí)由于混凝土未結(jié)硬此處的應(yīng)力為con’溫度回落到t0時(shí)由于混凝土已結(jié)硬和鋼筋同時(shí)回縮，此處的應(yīng)力為con’’<con

①采用二次升溫養(yǎng)護(hù)②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)，升溫時(shí)兩者溫度相同，可不考慮此項(xiàng)損失

減少此項(xiàng)損失的措施鋼筋在高應(yīng)力作用下，長度不變而應(yīng)力隨時(shí)間逐漸降低的現(xiàn)象鋼筋張拉后1小時(shí)內(nèi)約完成總松弛的50%24小時(shí)內(nèi)完成總松弛的80%，以后逐漸收斂采用超張拉時(shí)為0.9，不采用時(shí)為1.0常數(shù)參見規(guī)范相關(guān)內(nèi)容（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失σl4（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失σl4鋼筋應(yīng)力松弛特點(diǎn)：①應(yīng)力松弛與時(shí)間有關(guān)，開始快，以后慢②應(yīng)力松弛與鋼材品種有關(guān)。軟鋼比硬鋼要?、蹚埨刂茟?yīng)力σcon高，應(yīng)力松弛大采用超張拉可使應(yīng)力松弛損失有所降低。超張拉程序?yàn)樵谳^高應(yīng)力下持荷2分鐘所產(chǎn)生的松弛損失與在較低應(yīng)力下經(jīng)過較長時(shí)間才能完成的松弛損失大體相當(dāng)，所以經(jīng)過超張拉后再張拉至σcon時(shí)，一部分松弛損失已完成收縮和徐變兩者相互有關(guān)，很難精確計(jì)算，為了簡化兩項(xiàng)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(diǎn)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參見教材中的相關(guān)規(guī)定（5）混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失σl5

混凝土結(jié)硬時(shí)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（5）混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失σl5

57先張法構(gòu)件

后張法構(gòu)件

σpc,σpc′——分別為完成第一批預(yù)應(yīng)力損失后受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向壓應(yīng)力fcu′——施加預(yù)應(yīng)力時(shí)混凝土的實(shí)際立方體抗壓強(qiáng)度配筋率的計(jì)算58ρ，ρ′——受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋率

先張法構(gòu)件

后張法構(gòu)件

Ap,Ap′——分別為受拉區(qū)和受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積，對稱配筋的構(gòu)件，取ρ，ρ′，此時(shí)配筋率應(yīng)按鋼筋截面面積的一半進(jìn)行計(jì)算A0,An′——分別為混凝土換算截面積、凈截面面積

①采用高標(biāo)號水泥，減少水泥用量，降低水灰比②采用級配良好的骨料，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的密實(shí)性③加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土的收縮④要求混凝土應(yīng)力,以防發(fā)生非線性徐變僅后張法有這項(xiàng)損失。當(dāng)D≤3m，σl6=30MPa當(dāng)D＞3m，不考慮該項(xiàng)損失此處D為環(huán)形構(gòu)件的直徑

減少此項(xiàng)損失的措施（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擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失σL69.1.8預(yù)應(yīng)力損失組合項(xiàng)次預(yù)應(yīng)力損失組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件1混凝土預(yù)壓前（第一批）損失σlⅠσl1+σl2+σl3+σl4σl1+σl22混凝土預(yù)壓后（第二批）損失σlⅡσl5σl4+σl5+σl6

預(yù)應(yīng)力總損失下限值先張法構(gòu)件：l100N/mm2后張法構(gòu)件：l80N/mm29.2預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算9.2.1軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析9.2.2軸心受拉構(gòu)件使用階段的應(yīng)力分析9.2.3軸心受拉構(gòu)件施工階段的驗(yàn)算9.2.1軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析（1）施工階段2)完成第一批預(yù)應(yīng)力損失1）張拉預(yù)應(yīng)力筋9.2.1.1先張法構(gòu)件—施工階段和使用階段3)放松（切斷）預(yù)應(yīng)力筋換算截面面積非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力：換算截面面積4）完成第二批損失《規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)受拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)S大于0.4AP時(shí)，應(yīng)考慮非預(yù)應(yīng)力筋由于混凝土收縮和徐變引起的內(nèi)力影響非預(yù)應(yīng)力筋阻止混凝土收縮、徐變，使其產(chǎn)生拉應(yīng)力，使pcII降低：非預(yù)應(yīng)力鋼筋由于混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力1）加載至N0：使混凝土中的應(yīng)力為零（2）使用階段0672）加載至混凝土即將開裂3）加載至最大承載力使用階段受力過程的三個(gè)特征點(diǎn)：NN0(c=0)Ncr(c=ftk)Nu(fpy)N0N00NcrNcrftkNuNu(1)施工階段

1)張拉鋼筋，錨固以前（混凝土受到預(yù)壓）9.2.1.2后張法構(gòu)件—施工階段和使用階段2)錨固鋼筋，完成第一批損失凈截面面積2）完成第二批損失1）加載至N0：使混凝土中的應(yīng)力為零（2）使用階段0732）加載至混凝土即將開裂3）加載至最大承載力9.2.1軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力計(jì)算小結(jié)

1）在施工階段，構(gòu)件未裂，將預(yù)應(yīng)力混凝土視作彈性材料，用材料力學(xué)分析方法進(jìn)行計(jì)算在使用階段構(gòu)件開裂前，材料力學(xué)方法仍然適用。此時(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可看做承受兩個(gè)力系：外荷載；把全部預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力看作反向作用在構(gòu)件上的外力

2）預(yù)應(yīng)力鋼筋從張拉到構(gòu)件破壞一直處于高應(yīng)力狀態(tài)，混凝土在構(gòu)件達(dá)到消壓荷載前一直處于受壓狀態(tài)，充分發(fā)揮了兩種材料的力學(xué)性能

3）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫比鋼筋混凝土構(gòu)件遲得多，抗裂度高，但開裂荷載接近極限荷載，延性差

4）預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件與鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件的承載力相同9.2.2軸心受拉構(gòu)件使用階段計(jì)算控制裂縫等級一級

嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫使用時(shí)不出現(xiàn)拉應(yīng)力二級

一般要求不出現(xiàn)裂縫使用時(shí)可以出現(xiàn)拉應(yīng)力，不超過抗拉強(qiáng)度三級

可以出現(xiàn)裂縫最大裂縫寬度驗(yàn)算1、使用階段承載力驗(yàn)算2、使用階段抗裂度或裂縫寬度驗(yàn)算按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1）一級裂縫控制等級--嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫2）二級裂縫控制等級—一般要求不出現(xiàn)裂縫3）三級——允許出現(xiàn)裂縫wmax≤wlim對二a類環(huán)境的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在荷載準(zhǔn)永久組合下，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力尚不應(yīng)大于混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值9.2.3軸心受拉構(gòu)件施工階段驗(yàn)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(shí)，構(gòu)件應(yīng)滿足下列條件：

σcc≤0.8fck′(1)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)構(gòu)件承載力驗(yàn)算(2)后張法的錨固區(qū)局壓驗(yàn)算9.1.10后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓承載力計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟框圖確定：截面尺寸，混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度及彈性模量，放張時(shí)混凝土強(qiáng)度等級，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力，施工方法（先張法、后張法），外荷載引起的內(nèi)力，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)使用階段承載力計(jì)算確定Ap計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值σl計(jì)算混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值σpcII使用階段抗裂度驗(yàn)算或裂縫寬度驗(yàn)算不滿足滿足放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完畢時(shí)混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算構(gòu)件端部局部受壓驗(yàn)算施工階段驗(yàn)算后張法先張法結(jié)束不滿足不滿足預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟框圖9.3預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算方法9.3.2預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力分析9.3.3預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算9.3.2預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力分析在施工階段，構(gòu)件未開裂，將預(yù)應(yīng)力混凝土視作彈性材料可以用材料力學(xué)分析方法對構(gòu)件截面應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，把全部預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力看作反向作用在構(gòu)件上的外力所產(chǎn)生后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件各階段應(yīng)力分析（1）張拉、錨固完成（完成第一批損失）1.施工階段（2）完成第二批損失當(dāng)非預(yù)應(yīng)力總面積小于預(yù)應(yīng)力筋總面積的40%時(shí)，（1）加載至受拉邊緣混凝土應(yīng)力為零混凝土應(yīng)力變化外荷載在受拉邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力2.使用階段（2）加載至受拉邊緣混凝土即將開裂混凝土應(yīng)力變化外荷載在受拉邊緣產(chǎn)生的應(yīng)力（3）加載至破壞后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件小結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力分析施工階段1穿鋼筋2張拉鋼筋3完成第一批損失4完成第二批損失使用階段1加載至σpc=02加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)3加載至破壞2后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件小結(jié)9.3.3預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算界限破壞：受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服時(shí)受壓區(qū)混凝土壓碎當(dāng)受拉區(qū)混凝土邊緣應(yīng)力為0時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為σp0，此時(shí)的應(yīng)變?yōu)棣舙0=σp0/Es當(dāng)受拉預(yù)應(yīng)力鋼筋屈服時(shí)，應(yīng)力為fpy，此時(shí)的應(yīng)變?yōu)棣舮=fpy/Es破壞類似于普通混凝土受彎構(gòu)件，當(dāng)≤b時(shí)，受拉鋼筋屈服后壓區(qū)混凝土壓壞。壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋A(yù)p’和非預(yù)應(yīng)力筋A(yù)s’的應(yīng)力根據(jù)平截面假定計(jì)算1）計(jì)算b（1）破壞階段截面應(yīng)力狀態(tài)1.使用階段受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算91xcbh0xcbh02）任意位置處預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力93可由平截面假定得出。3）破壞時(shí)受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在施工階段受拉，進(jìn)入使用階段后隨著外荷載的增加，其拉應(yīng)力逐漸減小，在破壞時(shí)的應(yīng)力可能仍為拉應(yīng)力，也可能變?yōu)閴簯?yīng)力，但都達(dá)不到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適用條件：2a'

x

bh0

（2）正截面受彎承載力計(jì)算施加預(yù)應(yīng)力預(yù)壓區(qū)預(yù)拉區(qū)預(yù)拉區(qū)應(yīng)力過大會開裂預(yù)壓區(qū)應(yīng)力過大會縱向裂縫2、受彎構(gòu)件施工階段的驗(yàn)算-抗裂度驗(yàn)算（1）對不允許出現(xiàn)裂縫或

預(yù)壓時(shí)全截面受壓的構(gòu)件（2）對預(yù)拉區(qū)允許出