預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

PrestressedConcreteStructure法國工程師弗萊西奈E.Freyssinet(1879～1962)預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)明人和先驅(qū)預(yù)應(yīng)力開創(chuàng)了混凝土結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的新紀(jì)元林同炎（T.Y.Lin1912～2003）

———“預(yù)應(yīng)力混凝土先生”、預(yù)應(yīng)力混凝土的先驅(qū)1955年出版《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》扉頁:“獻(xiàn)給那些不盲從規(guī)范而尋求利用自然規(guī)律的工程師們!”21世紀(jì)是技術(shù)創(chuàng)新的時代，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域中，創(chuàng)新一方面表現(xiàn)在高性能材料及具有指定性能材料的開發(fā)研究，另一方面表現(xiàn)在新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和新的施工手段的應(yīng)用。高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)集成了新材料、新工藝、以及新的設(shè)計和施工手段，因而獲得高速而廣泛的發(fā)展，并在建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。預(yù)應(yīng)力原理在木桶上的應(yīng)用(a)木桶；(b)竹箍分離體圖；(c)板塊分離體圖塊體拼裝式預(yù)應(yīng)力9.1.1預(yù)應(yīng)力混凝土的概念§9.1概述預(yù)應(yīng)力原理在木鋸上的應(yīng)用(a)木鋸；(b)木鋸各桿件分離圖；(c)鋸片的受力圖美國混凝土協(xié)會(ACI)定義：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土是根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值的反向荷載，用以部分或全部抵銷使用荷載的一種加筋混凝土。定義二：在混凝土構(gòu)件承受外荷載之前，對其受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力，就成為預(yù)應(yīng)力混凝土。一、普通鋼筋混凝土構(gòu)件的缺點(diǎn)1、混凝土抗裂性差；混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，約為抗壓強(qiáng)度的1/10

為避免構(gòu)件受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)裂縫或裂縫過寬，需限制鋼筋的變形率或應(yīng)力2、鋼筋和混凝土的強(qiáng)度不能得到充分發(fā)揮；

如保證混凝土不開裂，受拉鋼筋的應(yīng)力只能達(dá)到20~30N/mm2

對于出現(xiàn)寬度為0.2~0.3mm裂縫的構(gòu)件，受拉鋼筋的應(yīng)力為250N/mm23、結(jié)構(gòu)自重大。容重：25～28kN/m3二、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理

在混凝土構(gòu)件承受外荷載之前，預(yù)先對其受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力，以減小或抵消外荷載引起的混凝土拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常使用期間不開裂、推遲開裂或減小裂縫寬度，就成為預(yù)應(yīng)力混凝土。在構(gòu)件使用前，預(yù)先對混凝土施加壓應(yīng)力而形成的混凝土構(gòu)件稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。NN（a）預(yù)應(yīng)力作用下σc(壓)σct(拉)（b）外荷載作用下σc(壓)σct(拉)qNN（c）預(yù)應(yīng)力與外荷載共同作用下σ(壓或拉)σct-σc(拉或壓)q三、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)及適用性1、預(yù)應(yīng)力能使構(gòu)件受拉區(qū)推遲或避免開裂，提高構(gòu)件的抗裂性能；對于某些抗裂要求較高的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，如鋼筋混凝土屋架下弦、水池、油罐、壓力容器等，施加預(yù)應(yīng)力尤為重要。2、提高構(gòu)件剛度，減小變形；長期抗彎剛度短期抗彎剛度中和軸MkMkh0

在使用荷載作用下，預(yù)應(yīng)力混凝土梁、板構(gòu)件的撓度，往往只有相同情況下鋼筋混凝土梁、板構(gòu)件的幾分之一。由于抗裂度和剛度提高，減小了構(gòu)件的截面尺寸和自重，使預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)適用于較大荷載和較大跨度。3、充分發(fā)揮材料高強(qiáng)度性能，節(jié)約鋼筋，減輕自重，降低造價。4、通過施加預(yù)應(yīng)力，可提高裝配式結(jié)構(gòu)的整體性。某些大型構(gòu)件可以分段分塊制造，然后用預(yù)應(yīng)力的方法加以拼裝，使施工制造及運(yùn)輸安裝工作更加方便。9.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類1、全預(yù)應(yīng)力與部分預(yù)應(yīng)力

全預(yù)應(yīng)力是在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下，構(gòu)件截面受拉邊緣上的混凝土不產(chǎn)生拉應(yīng)力，即保持壓應(yīng)力或零應(yīng)力工作狀態(tài)。

部分預(yù)應(yīng)力是在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響下，構(gòu)件截面受拉邊緣上的混凝土允許產(chǎn)生拉應(yīng)力或裂縫，但裂縫寬度不超過允許值。λ≥1.0

全預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件，大致相當(dāng)于裂縫控制等級為Ⅰ級。0<λ

<1.0

部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件A類—大致相當(dāng)于裂縫控制等級為Ⅱ級。B類—大致相當(dāng)于裂縫控制等級為Ⅲ級。M0—使構(gòu)件控制截面受拉邊緣應(yīng)力抵消到零時的彎矩。M—荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下控制截面的彎矩。N0—使構(gòu)件截面應(yīng)力抵消到零時的軸向力。N—荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用下截面的軸向拉力。受彎構(gòu)件：軸拉構(gòu)件：預(yù)應(yīng)力度λ

定義為：根據(jù)制作、設(shè)計和施工的特點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力混凝土可以有不同的分類。2、先張法與后張法

先張法是制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆灌混凝土的一種方法；后張法是先澆灌混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后再張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的一種預(yù)加應(yīng)力方法。3、有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力

有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，是指沿預(yù)應(yīng)力筋全長其周圍均與混凝土粘結(jié)、握裹在一起的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，是指預(yù)應(yīng)力筋伸縮、滑動自如，不與周圍混凝土粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。(一)先張法⑴先張法施工工序鋼筋就位→張拉鋼筋→臨時固定鋼筋→澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)→放松鋼筋(不低于規(guī)定設(shè)計強(qiáng)度的70%時)→鋼筋回縮→混凝土受預(yù)壓9.1.3張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法先張法1）模板法：模板法是利用模板作為錨定預(yù)應(yīng)力筋的承力架，以澆筑混凝土的模板為單元進(jìn)行機(jī)組流水的一種生產(chǎn)方法。2）臺座法：用專門設(shè)計的臺座墩子承受預(yù)應(yīng)力筋的張拉反力，用臺座的臺面作為構(gòu)件底模的一種生產(chǎn)方法。對于無法采用曲線形預(yù)應(yīng)力筋的缺點(diǎn)，則可以采用折線形筋的方法來彌補(bǔ)。⑵先張法生產(chǎn)方法⑶先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力的傳遞先張法構(gòu)件是通過預(yù)應(yīng)力筋與砼之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力。⑷先張法應(yīng)用實(shí)例圖：長線法臺座㈡后張法⑴后張法施工工序預(yù)留鋼筋孔道→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→穿入鋼筋→張拉鋼筋(不低于規(guī)定設(shè)計強(qiáng)度的70%時)

→用錨具錨固鋼筋→混凝土受預(yù)壓后張法后張法構(gòu)件依靠其兩端的錨具傳遞預(yù)應(yīng)力。①孔道成型方法：鋼管抽芯法；膠管抽芯法；預(yù)埋管法。②預(yù)埋波紋管的優(yōu)點(diǎn)：波紋管具有自重輕、剛度好、彎曲方便、連接方便、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。③留孔位置及施工注意事項(xiàng)：灌漿孔應(yīng)設(shè)置于構(gòu)件的兩端及跨中，間距一般不超過15m。對曲線筋灌漿孔應(yīng)設(shè)置在曲線筋的最低位置。除非是曲率較小的多跨連續(xù)板，曲線筋的頂部均應(yīng)設(shè)置泌水管（兼作排氣孔），使水泥漿初凝沉縮時，泌水上升到泌水管，保持曲線筋頂部灌漿密實(shí)。⑵后張法生產(chǎn)方法④孔道灌漿的目的：

(a)使預(yù)應(yīng)力鋼材處于水泥漿的弱堿環(huán)境之中以防止受侵蝕；

(b)使預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)混凝土之間產(chǎn)生粘結(jié)力；

(c)填充孔道的空間以防止積水和凍水；⑤孔道灌漿施工注意事項(xiàng)：◆灌漿是預(yù)應(yīng)力生產(chǎn)工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一。灌漿開始用低壓（大約3個大氣壓），然后增加壓力直到灰漿從其他排漿孔流出為止?！艄酀{必須連續(xù)進(jìn)行，直到從排氣孔中流出的灰漿沒有氣泡并與灌入的灰漿具有同樣的稠度為止。◆所有排氣孔與灌漿孔均應(yīng)在壓力之下封閉，設(shè)計灌漿壓力應(yīng)保持30—60秒?！魬?yīng)該注意，灌漿應(yīng)由下向上灌，以利于排除空氣和防止出現(xiàn)灌空現(xiàn)象。對波形預(yù)應(yīng)力孔道，灰漿應(yīng)于最低的灌漿口灌入。板內(nèi)后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋雙向布設(shè)后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋端模節(jié)點(diǎn)安裝后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋板面節(jié)點(diǎn)安裝（1）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力基本原理和特點(diǎn)

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力簡介無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是指預(yù)應(yīng)力鋼筋不直接與構(gòu)件混凝土粘結(jié)，也不通過灌漿與混疑土粘結(jié)的后張預(yù)應(yīng)力混凝土；常采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工技術(shù)；在單根高強(qiáng)度低松弛鋼絞線的表面涂以具有防銹蝕和潤滑作用的建筑油脂，外包塑料套管，形成無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋；施工時，像普通鋼筋一樣，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋直接安放在模板中，然后澆灌混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，即進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉和錨固。1一塑料外包層2一防腐潤滑脂3一鋼絞線（2）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)①不需留孔、穿筋和灌漿，可簡化施工工藝，且摩擦損耗??；②開裂荷載相對較低，裂縫疏而寬，撓度較大，需設(shè)置非預(yù)應(yīng)力筋改善構(gòu)件的受力性能。③對錨具質(zhì)量及防腐要求較高。④無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)綜合了先張法及后張法施工工藝的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊。

⑤廣泛應(yīng)用于連續(xù)曲線配筋的大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)：樓板厚度較薄，有利于降低建筑物層高，減輕結(jié)構(gòu)自重；樓板跨度大，房間布置靈活，有利于改善建筑物的使用功能。

（3）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土要求★一定要有非預(yù)應(yīng)力筋★錨具的可靠性★高強(qiáng)鋼絲的可靠度板內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋單束雙向布設(shè)板內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋并束布設(shè)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋布置可采用雙向均布；一個方向均布、另一個方向集中；或雙向集中布置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋板面節(jié)點(diǎn)安裝無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉青島中銀大廈58層無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板9.1.4錨具和夾具1、什么是錨夾具錨具是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件錨固預(yù)應(yīng)力筋的裝置，其對在構(gòu)件中建立有效的預(yù)應(yīng)力起著至關(guān)重要的作用。先張法中的錨具可以重復(fù)使用，也稱為夾具。后張法中的錨具不能重復(fù)使用，永久留在構(gòu)件上，稱為錨具。2、錨具的要求對錨具的要求是：安全可靠、使用有效、節(jié)約鋼材及制作簡單?！糇銐虻膹?qiáng)度和剛度；◆預(yù)應(yīng)力筋在錨具內(nèi)盡可能不產(chǎn)生滑移，以減少預(yù)應(yīng)力損失；◆構(gòu)造簡單，便于機(jī)械加工制作；◆使用方便、節(jié)省材料、價格低廉；3、常用的錨夾具錨具按其構(gòu)造形式和錨固原理可分成三種類型：支承式、楔緊式及粘結(jié)力錨具（1）支承式錨具支承式錨具又分為兩種：螺桿螺帽型和鐓頭型；A、螺桿螺帽型在粗鋼筋斷部用滾壓法加工螺紋、或焊接上一根螺絲桿，于張拉后利用螺母對螺桿的支撐作用將預(yù)應(yīng)力筋錨固在鋼墊板上螺桿螺帽型錨具B、鐓頭錨用專門的鐓頭設(shè)備把高強(qiáng)鋼絲的端頭鐓粗成球形，將粗鐓頭支承在錨板孔端面形成錨固，如下圖所示。

夾持鋼絞線的弗式錨具（2）楔緊式錨具A、錨塞式錨具如下圖所示為法國的弗萊西奈式鋼絞線錨具。工作原理：通過張拉預(yù)應(yīng)力鋼絲頂壓錨塞，把鋼絲楔緊在錨環(huán)與錐形塞之間，借助摩擦力傳遞張拉力，同時利用鋼絲回縮力帶動錐形塞向錨環(huán)內(nèi)滑行，使鋼絲進(jìn)一步楔緊。B、夾片式錨具將預(yù)應(yīng)力筋用夾片楔緊在錐形錨孔中的錨具成為夾片式錨具，適用于單根和多根預(yù)應(yīng)力束。JM12錨具夾持單根鋼絞線的簡式錨具錨固19根鋼絞線的錨具楔緊式錨具（3）粘結(jié)力錨具該種錨具可用于錨固數(shù)十根鋼絲組成的鋼絲束。將鋼絲端頭彎成弧形，再用高標(biāo)號的混凝土澆成一個粗頭，張拉后在與構(gòu)件的空隙中加入墊板，如圖所示。各型錨具及千斤頂一、預(yù)應(yīng)力鋼筋1、預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求：強(qiáng)度高、塑性好、良好加工性能、與混凝土之間良好的粘結(jié)力、低松弛★

預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度。9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土材料（1）預(yù)應(yīng)力鋼絲預(yù)應(yīng)力鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)過幾次冷拔后得到。中強(qiáng)鋼絲的為800~1270MPa，高強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為1470~1860MPa。鋼絲直徑為5mm、7mm和9mm等規(guī)格。為增加與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，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2、預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類消除應(yīng)力光面鋼絲：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(qiáng)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。（2）鋼絞線

鋼絞線是用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(qiáng)度。如15-7φ9.5無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束一束由15根7絲（每絲直徑9.5mm）鋼絞線組成的鋼筋。（3）預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋

采用熱軋、軋后余熱處理或熱處理等工藝制作成的帶有不連續(xù)無縱肋外螺紋的直條鋼筋。以上預(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)計指標(biāo)。預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度取值見書295頁。二、混凝土——預(yù)應(yīng)力混凝土要求采用高強(qiáng)混凝土1、預(yù)應(yīng)力混凝土的要求：強(qiáng)度高、徐變收縮小、快速早強(qiáng)★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；★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)力傳遞長度；★徐變較小，有利于減少徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；★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，提高臺座、模具、夾具的周轉(zhuǎn)率，降低間接費(fèi)用；2、相關(guān)規(guī)范規(guī)定：

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30。

1、張拉控制應(yīng)力σcon的定義：

σcon：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

σcon。9.1.6張拉控制應(yīng)力2、控制應(yīng)力σcon取值分析：★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?！飶埨刂茟?yīng)力σcon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?！锏襝on取值過高，可能會在張拉時引起破斷事故，以及產(chǎn)生過大應(yīng)力松弛。★如果σcon取值過小，預(yù)應(yīng)力筋中建立起來的應(yīng)力會因?yàn)楦鞣N原因造成的預(yù)應(yīng)力損失而消失，起不到預(yù)期的作用。★《規(guī)范》規(guī)定了張拉控制應(yīng)力限值[σcon]。3、張拉控制應(yīng)力的取值[σcon]：注意：1、表中消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲的張拉控制應(yīng)力值不應(yīng)小于0.4

fptk。

2、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋的張拉控制應(yīng)力值不宜小于0.5fptk。

工程應(yīng)用實(shí)例1、柱網(wǎng)最大的預(yù)應(yīng)力工程——深圳車港工程桁架柱網(wǎng)：16×25m桁架跨度：45m2、最大預(yù)應(yīng)力鋼桁架工程——北京西客站3、層數(shù)最多的預(yù)應(yīng)力工程（63層）——廣州國際大廈4、高度最高的預(yù)應(yīng)力工程青島中銀大廈241m高，58層5、面積最大的單體預(yù)應(yīng)力工程是首都國際機(jī)場新航站樓工程8.8萬m2/層，總計：35萬m2一、預(yù)應(yīng)力損失的概念預(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σcon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。二、預(yù)應(yīng)力損失種類及確定

1.錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失σl1：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中的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失記為σl1。

對直線形預(yù)應(yīng)力筋：（曲線形預(yù)應(yīng)力筋錨固損失見后面摩擦損失部分）9.1.7預(yù)應(yīng)力損失計算注：①l—張拉端至錨固端距離(mm)②長線臺座l≥100m時，σl1=0；③一般先張法的σl1＞后張法的σl1；后張法:l為構(gòu)件長度先張法:l為臺座長度減小方法★選擇錨具變形小或使預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具、夾具，并盡量少用墊板?！镌黾优_座長度2.摩擦損失σl2：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)力筋取dx=rdq，Np=spApq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，則摩擦損失為：若★對于較長的構(gòu)件可在兩端進(jìn)行張拉，則計算中孔道長度可按構(gòu)件的一半長度計算。但此措施將引起σl1的增加，應(yīng)用時須加注意?！锊捎贸瑥埨に嚋p小此損失的方法張拉程序?yàn)椋?.1σcon0.85σcon

σcon停2min停2min一端張拉兩端張拉超張拉（張拉端）

曲線預(yù)應(yīng)力筋的錨固損失σl1：

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。設(shè)反向摩擦和正向摩擦相同，因摩擦損失是取的平均值，所以摩擦應(yīng)力損失的最大處為：Ds=2sl2內(nèi)縮值曲線預(yù)應(yīng)力筋的錨固損失σl1：3.蒸汽養(yǎng)護(hù)時溫差引起的損失σl3：為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)加快混凝土的凝結(jié)硬化。升溫時，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱自由膨脹，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σl3。設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺座的溫差為Δt℃，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為1×10-5/℃，則有，★采用鋼模板一同養(yǎng)護(hù)，防止鋼筋與模具之間出現(xiàn)相對變形?！锊捎枚勿B(yǎng)護(hù)的方法。先在常溫下將澆筑好的混凝土養(yǎng)護(hù)到一定強(qiáng)度，待鋼筋混凝土產(chǎn)生粘結(jié)作用后再進(jìn)行升溫養(yǎng)護(hù)。減小此損失的方法注：短線鋼模先張法構(gòu)件自然養(yǎng)護(hù)先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件σl3=04.鋼筋松弛損失σl4：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(yàn)結(jié)果，《規(guī)范》取普通松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：ψ為超張拉系數(shù)，一次張拉時，取ψ=1；超張拉時，取ψ=0.9。低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：當(dāng)scon≤0.7fptk時，當(dāng)0.7fptk<σcon≤0.8fptk時，中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲：預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋：減小此損失的方法★進(jìn)行超張拉，先控制張拉應(yīng)力達(dá)1.05σcon~1.1σcon,持荷2～5min,然后卸荷再施加張拉應(yīng)力至σcon。5.收縮徐變損失σl5：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隨時間變化規(guī)律相似，《規(guī)范》將二者合并考慮，按下列公式計算：先張法后張法—受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力點(diǎn)處砼反向壓應(yīng)力。此時預(yù)應(yīng)力損失值僅考慮砼預(yù)壓前（第一批）的損失，其非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力值應(yīng)取等于零；值不得大于0.5；當(dāng)為拉應(yīng)力時，取?！┘宇A(yù)應(yīng)力時的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。先張法A0=Ac+aEpAp+aEsAs后張法An=Ac+aEsAsＡ０—換算截面面積。Ａn—凈截面面積。減小此損失的方法★采用高標(biāo)號水泥，減少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土?！锊捎眉壟漭^好的骨料，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的密實(shí)性?！锛訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土的收縮。６.局部擠壓損失σl６：采用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋對混凝土的擠壓，使環(huán)形構(gòu)件的直徑有所減小，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力就會降低，從而引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失σ

l６?！痘炷猎O(shè)計規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)d≤3m時，σl6=30N/mm2

當(dāng)d>3m時，σl6=09.1.8預(yù)應(yīng)力損失的組合

預(yù)應(yīng)力損失可根據(jù)構(gòu)件處于不同的工作階段而劃分為兩批：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。注：１、先張法構(gòu)件由于鋼筋應(yīng)力松弛引起的損失σl4在第一批和第二批損失中所占的比例，如需區(qū)分，可根據(jù)實(shí)際情況確定；２、先張法構(gòu)件當(dāng)采用折線形預(yù)應(yīng)力鋼筋時，由于轉(zhuǎn)向裝置處的摩擦，故在混凝土預(yù)壓前（第一批）的損失中計入σl2，其值按實(shí)際情況確定?？紤]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80MPa9.1.9先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋的傳遞長度圖9-13預(yù)應(yīng)力的傳遞(a)放松預(yù)應(yīng)力筋時預(yù)應(yīng)力鋼筋的回縮；(b)預(yù)應(yīng)力筋表面的粘結(jié)應(yīng)力τ及截面A-A的應(yīng)力分布；(c)粘結(jié)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力及混凝土預(yù)壓應(yīng)力沿構(gòu)件長度之分布9.1.10后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的局部受壓承載力計算圖9-14構(gòu)件端部混凝土局部受壓時的內(nèi)力分布1構(gòu)件局部受壓區(qū)截面尺寸應(yīng)符合下式要求：錨固區(qū)圖9-15局部受壓的計算底面積Ab

局部受壓的計算底面積，可根據(jù)局部受壓面積與計算底面積按同心、對稱的原則確定，對常用情況可按圖9-15取用圖9-16有墊板時預(yù)應(yīng)力傳至混凝土的受壓面積

混凝土的局部受壓面積；當(dāng)有墊板時可考慮預(yù)壓力沿墊板的剛性擴(kuò)散角45°擴(kuò)散后傳至混凝土的受壓面積，見圖9-16。

在錨固區(qū)段配置間接鋼筋(焊接鋼筋網(wǎng)或螺旋式鋼筋)可以有效地提高錨固區(qū)段的局部受壓強(qiáng)度，防止局部受壓破壞。當(dāng)配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋，且其核心面積Acor≥Al時，見圖9-17，局部受壓承載力應(yīng)按下列公式計算

當(dāng)Acor大于Ab時，取Acor=Ab；當(dāng)Acor不大于混凝土局部受壓面積Al的1.25倍時，βcor=1.0α——間接鋼筋對混凝土約束的折減系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時，取α＝1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時，取α＝0.85；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C50與C80之間時，按線性內(nèi)插法確定；Acor——配置方格網(wǎng)或螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)的混凝土核心截面面積(不扣除孔道面積)，應(yīng)大于混凝土局部受壓面積AR，其重心應(yīng)與Al的重心重合，計算中按同心對稱的原則取值2局部受壓承載力計算圖9-17局部受壓區(qū)的間接鋼筋(a)方格網(wǎng)式配筋；(b)螺旋式配筋ρv——間接鋼筋的體積配筋率(核心面積Acor范圍內(nèi)的單位混凝土體積所含間接鋼筋的體積)，且要求ρv≥0.5%。當(dāng)為螺旋式配筋時(圖9-17b)§9.2預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算一、先張法構(gòu)件1、施工階段9.2.1軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析AcAsAp⑴在臺座上張拉Ap

，綁As，支模σp=σconσc=0σs=0Ap：Ac：As：預(yù)應(yīng)力鋼筋總合力⑵Ap

張拉完畢，錨固于臺座，并完成第一批預(yù)應(yīng)力損失σlI；σp=σcon-σlIσc=0σs=0Ap：Ac：As：⑶當(dāng)時，放松Ap的瞬間(混凝土受到預(yù)壓，但尚未產(chǎn)生第二批預(yù)應(yīng)力損失)；Acσp=σpcI(待求)σpcI——第一批預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生以后，混凝土所獲得的預(yù)壓應(yīng)力。由平衡條件As由于εs=εc（變形協(xié)調(diào)）——第一批預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生后，非預(yù)應(yīng)力鋼筋獲得的預(yù)壓應(yīng)力。Ap

由于εp=εc（變形協(xié)調(diào)）——第一批預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生后，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)拉應(yīng)力。——扣除第一批預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生后，預(yù)應(yīng)力鋼筋的總預(yù)拉力。⑷混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力后，進(jìn)一步收縮、徐變，于是完成第二批預(yù)應(yīng)力損失σlⅡ

；Ac：As：Ap：由平衡條件——施工階段結(jié)束時，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力?！A(yù)應(yīng)力混凝土中的有效預(yù)壓應(yīng)力。2、使用階段⑴加載至混凝土應(yīng)力為零（消壓狀態(tài)）σpc=0消壓狀態(tài)Np0Np0Ac：As：Ap：由平衡條件：消壓軸力tkf=spc開裂軸力NcrNcr開裂軸力⑵構(gòu)件即將出現(xiàn)裂縫時Ac：As：Ap：由平衡條件：思考：為什么預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的抗裂度高于普通鋼筋混凝土構(gòu)件？（拉）（壓）pypf=s極限軸力NuNu

混凝土開裂已退出工作，當(dāng)鋼筋的應(yīng)力達(dá)到其抗拉極限強(qiáng)度時，構(gòu)件達(dá)到極限軸力。⑶構(gòu)件破壞時Ac：As：Ap：由平衡條件：結(jié)論：預(yù)應(yīng)力混凝土和普通混凝土構(gòu)件均以鋼筋的屈服作為構(gòu)件破壞的標(biāo)志，因此預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的承載力并不能被提高，被提高的只是抗裂度和剛度。配了多少鋼筋，就會多大的承載力，施加預(yù)應(yīng)力不會使軸拉構(gòu)件承載力有變化。⑴張拉Ap，錨固Ap瞬間，完成第一批預(yù)應(yīng)力損失σlI；二、后張法構(gòu)件1、施工階段Ap：Ac：As：（待求）由平衡條件：⑵混凝土受到預(yù)壓后，完成第二批預(yù)應(yīng)力損失σlⅡ；Ac：As：Ap：由平衡條件：σpc=0消壓狀態(tài)Np0Np02、使用階段⑴加載至混凝土應(yīng)力為零（消壓狀態(tài)）Ac：As：Ap：由平衡條件：消壓軸力⑵構(gòu)件即將出現(xiàn)裂縫時tkf=spc開裂軸力NcrNcr開裂軸力Ac：As：Ap：由平衡條件：（拉）（壓）⑶構(gòu)件破壞時pypf=s極限軸力NuNu

混凝土開裂已退出工作，當(dāng)鋼筋的應(yīng)力達(dá)到其抗拉極限強(qiáng)度時，構(gòu)件達(dá)到極限軸力。Ac：As：Ap：由平衡條件：總結(jié)：施工階段，混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力σpcII的計算公式，先張法和后張法的形式基本相同；使用階段，先張法、后張法計算公式相同；預(yù)應(yīng)力鋼筋從張拉直至破壞始終處于高拉應(yīng)力狀態(tài)，而混凝土則在消壓狀態(tài)以前始終處于受壓狀態(tài)，發(fā)揮了兩種材料各自的特長；預(yù)應(yīng)力構(gòu)件開裂晚，抗裂度提高，但延性較差；當(dāng)材料相同，截面尺寸相同時，預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件與普通鋼筋混凝土軸拉構(gòu)件的軸拉承載力相同。張拉方法完成第一批預(yù)應(yīng)力損失施工（1）完成第二批預(yù)應(yīng)力損失施工（2）N=Np0使用（1）N=Ncr使用（2）N=Nu使用（3）ApAcApAcApAcApAcApAc先張法后張法先張法、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件各階段截面應(yīng)力比較包括內(nèi)容：a、正截面受拉承載力計算

b、裂縫控制驗(yàn)算1）正截面受拉承載力計算構(gòu)件正截面受拉承載力：N≤Nu=fpyAp+fyAs

式中：fy、As分別為構(gòu)件中非預(yù)應(yīng)力鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度及面積2）裂縫控制驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件按所處環(huán)境類別和使用要求，具有不同的抗裂安全儲備，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》將預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂等級劃分為三個裂縫控制等級進(jìn)行驗(yàn)算。9.2.2軸心受拉構(gòu)件使用階段的計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級和最大裂縫寬度限制(mm)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別裂縫控制等級最大裂縫寬度限制裂縫控制等級最大裂縫寬度限制一三0.3三0.2二三0.2二—三三0.2一—環(huán)境分類混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境類別環(huán)境類別說

明一工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境；無侵蝕性介質(zhì)、無高溫高濕影響、不與土壤直接接觸的環(huán)境a室內(nèi)潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境二b寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)的露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境三沿海環(huán)境；使用除冰鹽的環(huán)境；海面大氣區(qū)四海水潮汐區(qū)；浪濺區(qū)；海水下環(huán)境；水位變動區(qū)五受人為和自然的化學(xué)侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境表中四、五類環(huán)境為港口工程和工業(yè)防腐設(shè)計用，詳細(xì)說明及耐久性設(shè)計要求按《港口工程技術(shù)規(guī)范（混凝土和鋼筋混凝土）》JTJ228、229及《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GBJ46的規(guī)定進(jìn)行?！镆患墶獓?yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件

Nk

——按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的軸向力值★二級——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：

σck-σpcⅡ≤0

σck——荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向應(yīng)力

在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列規(guī)定：

σck-σpcⅡ≤ftk

★三級——允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件式中：σs——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力Np0——計算截面上混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時的預(yù)加力；其他符號的含義與普通混凝土裂縫寬度計算公式中含義相同。按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合（預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件）或準(zhǔn)永久組合（普通鋼筋混凝土構(gòu)件），并考慮長期作用的影響所計算的最大裂縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定：★三級——允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件對環(huán)境類別為二a類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，在荷載準(zhǔn)永久組合下，受拉邊緣應(yīng)力，應(yīng)符合下列規(guī)定：類型αcr鋼筋混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受彎、偏心受壓1.91.5偏心受拉2.4---軸心受拉2.72.2構(gòu)件受力特征系數(shù)取值9.2.3施工階段的驗(yàn)算1）張拉(或放松)預(yù)應(yīng)力鋼筋時,構(gòu)件的承載力驗(yàn)算——放張鋼筋或張拉鋼筋完畢時，混凝土受到的預(yù)壓應(yīng)力。先張法：后張法：——與張拉（或放松）預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土立方強(qiáng)度相應(yīng)的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。2）構(gòu)件端部錨固區(qū)的局部受壓承載力驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計步驟框圖確定：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)。使用階段承載力計算確定Ap計算預(yù)應(yīng)力損失值σl計算混凝土有效預(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)力鋼筋時混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完畢時混凝土強(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)計步驟框圖作業(yè)：已知先張法軸心受拉構(gòu)件，截面為250mm×250mm，采用C40混凝土，放張鋼筋時，混凝土的強(qiáng)度fcu’=30N/mm2。構(gòu)件長21m，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用熱處理鋼筋，一端張拉，鋼筋內(nèi)縮和錨具變形為2mm，張拉鋼筋為一次張拉，蒸汽養(yǎng)護(hù)，受張拉鋼筋與承受張拉力設(shè)備間溫差Δt=25℃；設(shè)計軸向拉力N=285kN，在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久值組合下，標(biāo)準(zhǔn)軸向力Nq=135kN，在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下，Nk=202kN，該構(gòu)件屬一般要求不出現(xiàn)裂縫構(gòu)件(二級抗裂)，安全等級為二級，求⑴確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量；⑵驗(yàn)算使用階段正截面抗裂度；⑶驗(yàn)算施工階段混凝土的抗壓能力?！?.3

預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的計算

9.3.1平衡荷載設(shè)計法例題9.3.2受彎構(gòu)件各階段應(yīng)力分析一、先張法受彎構(gòu)件幾何尺寸：1、放張前(已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力σp0=σcon-σl混凝土應(yīng)力σpc0=0預(yù)應(yīng)力鋼筋總合力注：分析時不再區(qū)分完成第一批預(yù)應(yīng)力損失及第二批預(yù)應(yīng)力損失，考慮總損失。lconpsss-=0lconpsss￠-￠=￠0

yp

y'p

yt

ybApA'p2、放張后

預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力混凝土應(yīng)力3、使用階段施加外荷載使混凝土受拉邊緣的應(yīng)力為零lcons(s￠)Ap-￠sPcⅡ按理論力學(xué)，混凝土未開裂時I0：換算截面慣性矩PcⅡs￠ep0Np0s(slcon-)Ap￠￠消壓彎矩M0為：W0為換算截面對受拉邊緣的彈性抵抗矩4、受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)開裂彎矩Mcr為：預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時，受拉區(qū)和受壓區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力σp0、σp0’分別為：5、構(gòu)件破壞時

隨著荷載增加，受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，受壓邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變εcu，截面達(dá)到受彎極限狀態(tài)，其截面應(yīng)力分布與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件類似，計算方法亦基本相同。ppyAfPpeA￠￠s

x=b1

xc

a1

fc

Mu換算截面重心軸補(bǔ)充：完成第二批損失時（混凝土受預(yù)壓應(yīng)力之后）：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：非預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：二、后張法受彎構(gòu)件

ynt

ynbsPcⅡ

ynlcon

PeⅡsss-=lconPeⅡsss￠-￠=￠

ypn

y'pn1、放張錨固后預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力為：混凝土的應(yīng)力為：2、使用階段與先張法構(gòu)件相同，只是公式當(dāng)中的σpcⅡ不同。凈截面重心軸補(bǔ)充：完成第二批損失時（混凝土受預(yù)壓應(yīng)力之后）：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：非預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：9.3.3預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的計算1、使用階段的計算包括內(nèi)容：a、使用階段正截面受彎承載力計算

b、使用階段斜截面受剪承載力計算

c、正截面抗裂度驗(yàn)算或裂縫寬度驗(yàn)算

d、斜截面抗裂度驗(yàn)算1）使用階段正截面受彎承載力計算

ppyAfPpeA￠￠s

x=b1

xc

a1

fc

Mu極限狀態(tài)時截面的應(yīng)力狀態(tài)適用條件正截面受彎承載力計算的基本公式：如考慮非預(yù)應(yīng)力鋼筋正截面受彎承載力計算的基本公式：注意：相對界限受壓區(qū)高度ξb◆對于有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋◆對于無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋2）使用階段斜截面受剪承載力計算

試驗(yàn)表明，由于預(yù)壓應(yīng)力延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，增加了剪壓區(qū)高度和骨料咬合作用，斜截面受剪承載力比鋼筋混凝土受彎構(gòu)件提高。其提高作用類似受壓構(gòu)件的受剪情況。

Vp=0.05Np0式中：Np0

–––

計算截面上砼的法向預(yù)應(yīng)力為零時，預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。當(dāng)Np0>0.3fcA0

取

Np0=0.3fcA0

過大的壓力可能降低抗剪強(qiáng)度Np0=

p0Ap+

'p0Ap'–

l5As–'l5A's◆預(yù)應(yīng)力混凝土斜截面承載力計算的截面限制條件與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相同?？砂磁c鋼筋混凝土相同的構(gòu)造要求配置箍筋。最小配箍率要求也與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相同?！舢?dāng)剪力設(shè)計值滿足3）使用階段正截面抗裂度或裂縫寬度驗(yàn)算

★一級——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：

σck-σpcⅡ≤0

σck——荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向應(yīng)力★二級——一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件Mk

——按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的彎矩值★三級——允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件

按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，并考慮長期作用的影響所計算的縱向受拉鋼筋重心水平處的最大裂縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定：

在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列規(guī)定：

σck-σpcⅡ≤ftk

式中：σs——按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力z——受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)壓力合力點(diǎn)的距離主要措施是限制主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力。（1）限制主拉應(yīng)力嚴(yán)格不裂

tp≤0.85ftk一般不裂

tp≤0.95ftk（2）限制主壓應(yīng)力

cp0.6fck

tp和

cp

均可利用材力的公式求解。4）使用階段斜截面抗裂度驗(yàn)算圖9-30預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件(a)制作階段；(b)吊裝階段；(c)使用階段圖9-31后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工階段驗(yàn)算簡支構(gòu)件端部區(qū)段截面預(yù)拉區(qū)邊緣纖維的混凝土拉應(yīng)力允許大于ftk；但不應(yīng)大于1.2ftk’2、施工階段的驗(yàn)算截面邊緣的混凝土法向應(yīng)力σct、σcc可按下式計算：預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的作用產(chǎn)生反拱(向上的撓曲變形)，在使用荷載作用下產(chǎn)生的變形要抵消一部分反拱，所以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的變形將較普砼構(gòu)件小一些。預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的撓度可由這兩部分疊加而得。3.受彎構(gòu)件的變形驗(yàn)算（1）預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的反拱：式中Np

–––

完成全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力合力大小。（2）荷載作用下的撓度計算：（3）變形驗(yàn)算：截面彎曲剛度B：1)按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下的短期剛度Bs：對于使用階段要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件:對于使用階段允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件:對預(yù)壓時預(yù)拉區(qū)出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，Bs應(yīng)降低10%。2)按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮預(yù)加力長期作用影響的剛度B，可按第8章截面剛度B公式計算，其中取θ=2.0。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計步驟確定：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，初定預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積，外荷載引起的內(nèi)力，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。計算預(yù)應(yīng)力損失值計算混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值使用階段正截面承載力計算滿足不滿足預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計步驟驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度范圍的承載力及抗裂度先張先張先張使用階段斜截面受剪承載力計算滿足使用階段斜截面抗裂度驗(yàn)算滿足變形驗(yàn)算滿足結(jié)束施工階段（制作、運(yùn)輸、吊裝）的驗(yàn)算滿足不滿足不滿足不滿足不滿足使用階段正截面抗裂度及裂縫寬度驗(yàn)算1.截面形式和尺寸對于預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件，通常采用正方形或矩形截面；對于預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，可采用T形、I形、箱形等截面?！?.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求9.4.1一般規(guī)定預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件其截面高度；翼緣寬度一般可取，翼緣厚度可取，腹板可取2.預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的布置直線布置：曲線布置：折線布置：適用于荷載和跨度不大時，施工時用先張法和后張法均可。適用于荷載和跨度較大時，施工時一般用后張法。適用于荷載和跨度較大時，施工時一般用先張法。3.非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的布置配置非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的作用：

施加預(yù)應(yīng)力過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。防止施工階段因混凝土收縮和溫差引起預(yù)拉區(qū)裂縫。防止構(gòu)件在制作、堆放、運(yùn)輸、吊裝時出現(xiàn)裂縫或減小裂縫寬度。非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的強(qiáng)度等級宜低于預(yù)應(yīng)力鋼筋。在預(yù)應(yīng)力鋼筋彎折處，應(yīng)加密箍筋或沿彎折處內(nèi)側(cè)布置非預(yù)應(yīng)力