《预应力教程》PPT课件

1、邵光信内容提要：一、预应力构造设计根本概念引见；二、PREC软件功能模块引见；三、PREC软件计算分析的根据及其流程；四、用PREC软件做预应力构造设计应留意的问题；五、结合详细工程引见如何利用PREC软件做预应力构造设计。一、预应力构造设计根本概念引见1、预应力混凝土三种不同概念的了解2、预应力等效荷载相关概念的了解3、预应力次内力概念的了解4、预应力构造设计的内容1、关于了解预应力的三种概念、等效荷载概念、等效荷载概念 预应力筋对混凝土构造的作用力可以将其预应力筋对混凝土构造的作用力可以将其分解和简化后视为外荷载思索。预应力筋分解和简化后视为外荷载思索。预应力筋引起的等效竖向分布力和程度分

2、力可由预引起的等效竖向分布力和程度分力可由预应力筋的曲率和倾角计算确定。预应力筋应力筋的曲率和倾角计算确定。预应力筋引起的等效竖向分布力和程度分力一同使引起的等效竖向分布力和程度分力一同使混凝土构造坚持静力平衡，是自平衡的力混凝土构造坚持静力平衡，是自平衡的力系。系。 将预应力筋的作用力视为外荷载作用在将预应力筋的作用力视为外荷载作用在构造上进展分析的方法通常成为等效荷载构造上进展分析的方法通常成为等效荷载法。它的概念明确易懂，是目前最常用的法。它的概念明确易懂，是目前最常用的概念。概念。1、关于了解预应力的三种概念、强度概念、强度概念 预应力钢材的抗拉强度约为普通钢筋的四预应力钢材的抗拉强度

3、约为普通钢筋的四倍，但普通来说价钱那么不到普通钢筋的倍，但普通来说价钱那么不到普通钢筋的四倍。预应力钢材是更经济的资料。但高四倍。预应力钢材是更经济的资料。但高强钢材不能有效地用于普通钢筋混凝土中，强钢材不能有效地用于普通钢筋混凝土中，由于钢材的大应变会引起混凝土过大的裂由于钢材的大应变会引起混凝土过大的裂痕宽度，不能满足正常运用形状的要求，痕宽度，不能满足正常运用形状的要求，导致高强钢材不能完全发扬其强度。导致高强钢材不能完全发扬其强度。 而给混凝土施加预加力后，混凝土和高而给混凝土施加预加力后，混凝土和高强预应力钢材可以协同任务至极限破坏形强预应力钢材可以协同任务至极限破坏形状，从而充分发

4、扬了高强混凝土和预应力状，从而充分发扬了高强混凝土和预应力钢材的资料强度。钢材的资料强度。1、关于了解预应力的三种概念、弹性概念、弹性概念 经过张拉预应力筋的回弹挤压，使预应经过张拉预应力筋的回弹挤压，使预应力混凝土构件的截面遭到某种量值与分布力混凝土构件的截面遭到某种量值与分布的内压力，以部分或全部抵消运用荷载应的内压力，以部分或全部抵消运用荷载应力。在被张拉的预应力筋中存在预拉应力。力。在被张拉的预应力筋中存在预拉应力。 这种概念把预应力看出是预先施加的永这种概念把预应力看出是预先施加的永久性内应力，钢材中的拉应力与混凝土中久性内应力，钢材中的拉应力与混凝土中的压应力组成一个自平衡系统。这

5、可以改的压应力组成一个自平衡系统。这可以改善构造构件的裂痕和变形性能，从而使构善构造构件的裂痕和变形性能，从而使构件更趋于一种弹性资料，提高了其耐久性件更趋于一种弹性资料，提高了其耐久性和正常运用性能。和正常运用性能。2、预应力等效荷载相关概念的了解 将预应力筋的作用力视为外荷载作用在构造上进展分析的方法通常称为等效荷载法。 不同的预应力筋线型对应不同的预应力等效荷载方式。软件会根据布置的预应力筋线型自动计算预应力等效荷载。 这里以简支梁的抛物线型预应力筋为例来阐明如何计算预应力等效荷载。 抛物线预应力筋及其等效荷载简图如以下图所示。 将坐标原点设在二次抛物线预应力筋的中点，那么预应力筋重心的

6、曲线方程为： 由此，得出任一点剪力 由资料力学的概念可知，224xley xlePVx2828lePdxdVpx 我们还可以从前面的图形中推导出如下两个有用的概念： 坚持预应力筋的外形不变，将其相对于梁的重心线上下平行挪动，那么该预应力筋对梁横向作用的等效荷载不变，但两端偏心力距将随其偏心距的变动而变化。 假设仍将预应力筋的外形坚持不变，使其一端绕另一端转动。这时我们依然可以近似的以为横向等效荷载不变，而仅在发生位移的一端产生偏心力矩的变化。我们将简支梁得出的概念推行到延续梁，可以看到延续梁中的预应力筋产生的等效荷载与简支梁是一样的，但是产生了支座反力的变化。这里要留意不等跨延续梁的预应力筋的

7、调整问题。 假设为了平衡一样的荷载，要坚持各跨等效荷载p不变，可从两个方面变卦预应力筋：一是调整矢高；二是调整预应力筋的数量。 实践工程中的延续梁中的预应力筋曲线不能够是简单而理想化的抛物线尖角衔接，而往往是添加一小段反向抛物线来平滑衔接。如以下图所示。线性变换定义：当延续梁的预应力筋在每一跨内的外形坚持不变而在各中间支座处被竖直地上下挪动位置，称为线性变换。定理：延续梁的预应力筋重心线的线性变换不影响其等效荷载值。延续梁预应力筋变位前的等效荷载简图延续梁预应力筋变位后的等效荷载简图3、预应力次内力概念的了解 超静定预应力混凝土在预加力作用下，构造因遭到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，而在构造多

8、余约束处产生多余的约束力，从而引起构造附加内力，这部分附加内力普通称为预应力次内力。主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念 主弯矩：预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为主弯矩。 次弯矩：在超静定构造中，由于多余约束的存在，约束了构造的变形，产生了赘余反力，赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次弯矩。 主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念吻合束： 运用线形原理，将预应力束筋的重心线转换至压力线上即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间的偏离调整掉，此时可以使预加力的总力矩不变，而次力矩为零。称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。吻合束与非吻合束主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念线性转

9、换： 超静定梁中，预加力产生的次弯矩是线形的，由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的；而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的外形有关，与束筋在中间支点上的偏心矩无关。由此可见，只需坚持束筋在超静定梁中的两端位置不变，坚持束筋在跨内的外形不变，只改动束筋在中间支点上的偏心矩，那么梁内混凝土压力线不变，亦即主弯矩不变，这称为超静定梁中的预应力束筋的线性转换原那么。线性转换图示超静定构造次弯矩的工程意义现代预应力混凝土超静定构造设计需求准确地思索次弯矩的影响；确切一点讲：、抗裂计算时，应思索综合弯矩Mp，它是主弯矩M1和次弯矩M2的综合迭加值；、强度计算时，应将次弯矩M2作

10、为特殊的“内力，在荷载组合时迭加到设计弯矩中。4、预应力构造设计的内容1)计算模型及参数2)预加力效应分析3)抗裂与承载力验算4)部分承压验算1)计算模型及参数 确定梁柱外形和截面尺寸、墙体厚度、层高等信息，选择适宜的构造设计参数和预应力参数。2)预加力效应分析 选择预应力工艺类型，预应力筋的外形，张拉控制应力，计算长短期预应力损失； 计算预应力引起的等效荷载，计算综合弯矩和次弯矩。3)抗裂与承载力验算 采用荷载效应规范组合进展正常运用阶段裂痕验算，同时进展施工阶段裂痕验算，并验算梁的抗弯极限承载力。计算以下三种工况下梁的控制弯矩： 工况1：荷载效应规范组合恒载活载预应力等效荷载 工况2：自重

11、预应力等效荷载 工况3：荷载设计值3)抗裂与承载力验算 a预应力梁正截面抗裂验算 b预应力梁斜截面抗裂验算 c抗弯承载力验算 d挠度验算 e抗剪承载力验算 f施工阶段抗裂验算4)部分承压验算 选择适宜的锚具，确定锚固区的构造配筋，进展部分承压验算。预应力相关概念的总结1、预应力可以视作一对自平衡的外力。2、预应力等效荷载是以资料弹性性质为根底，在截面不开裂的情况下是适用的，在不开裂的前提下，预应力等效荷载的作用可与外荷载相叠加。但在承载才干阶段，等效荷载的分析是不成立的。 3、预应力梁的抗弯承载力极限值的准确计算是以截面应弯相容和截面上力平衡为根底，经过反复迭代才干准确计算出来。 4、从概念上

12、讲，预应力梁的抗弯承载力能够会略大于普通梁由于提高了高强钢筋的利用率，但是假设想经过采用预应力的方法来提高抗弯承载力就好像想经过加大梁宽而非梁高来提高抗弯承载力一样。 预应力混凝土构造设计软件包括预应力混凝土构造设计软件包括: :三维整体预应力构造分析设计三维整体预应力构造分析设计二维框架、连梁预应力构造分析设计二维框架、连梁预应力构造分析设计预应力混凝土楼板有限元分析设计预应力混凝土楼板有限元分析设计各模块的预应力施工图绘制功能各模块的预应力施工图绘制功能1 1、二维预应力构造设计、二维预应力构造设计二维预应力计算提供了二维预应力框架二维预应力计算提供了二维预应力框架和延续梁计算，可接续画出

13、预应力梁的和延续梁计算，可接续画出预应力梁的施工图。施工图。程序在程序在PMCADPMCAD建模，并生成各榀框架和延建模，并生成各榀框架和延续梁的预应力计算分析数据文件。续梁的预应力计算分析数据文件。程序可读取程序可读取PKPK的数据文件，再补充输入的数据文件，再补充输入预应力计算信息，或用交互方式直接输预应力计算信息，或用交互方式直接输入一榀框架后，生成入一榀框架后，生成PRECPREC可计算的数据可计算的数据文件。文件。对每一榀框架和延续梁分别执行二维计对每一榀框架和延续梁分别执行二维计算程序，最终计算出梁的预应力和非预算程序，最终计算出梁的预应力和非预应力钢筋，经过适当的人工干涉修正，应

14、力钢筋，经过适当的人工干涉修正，再分别画出施工图。再分别画出施工图。1 1、二维预应力构造设计、二维预应力构造设计二维构造计算可思索预应力张拉次序二维构造计算可思索预应力张拉次序对构造的影响对构造的影响可根据工程要求设置预应力张拉顺序，可根据工程要求设置预应力张拉顺序，进展张拉模型的定义和张拉过程的进展张拉模型的定义和张拉过程的分析分析可对张拉端的位置进展定义可对张拉端的位置进展定义1 1、二维预应力构造设计、二维预应力构造设计用户可本人指定预应力筋的线形、布置用户可本人指定预应力筋的线形、布置和根数，也可由软件自动布置和估算根和根数，也可由软件自动布置和估算根数数如今软件新增了直接读取如今软

15、件新增了直接读取SATWESATWE内力直接内力直接进展二维预应力设计的功能进展二维预应力设计的功能可以灵敏定义张拉端的类型和位置可以灵敏定义张拉端的类型和位置 可以思索预应力次轴力对预应力构件承可以思索预应力次轴力对预应力构件承载力的影响载力的影响2 2、三维预应力构造设计、三维预应力构造设计PRECPREC软件利用软件利用PMCADPMCAD进展全楼建模，输入进展全楼建模，输入构造布置信息和荷载信息，并输入预应构造布置信息和荷载信息，并输入预应力设计的有关信息，用户可根据构造布力设计的有关信息，用户可根据构造布置和荷载情况进展预应力筋线型布置并置和荷载情况进展预应力筋线型布置并可人工修正。

16、可人工修正。预应力三维计算模型采用高层建筑构造预应力三维计算模型采用高层建筑构造空间有限元分析软件空间有限元分析软件SATWESATWE进展预应力进展预应力构造整体分析，并针对预应力计算要求构造整体分析，并针对预应力计算要求进展扩展进展扩展程序在程序在PMCADPMCAD建模后，经过人工或自动布建模后，经过人工或自动布置各层梁的预应力筋线型，自动生成供置各层梁的预应力筋线型，自动生成供三维分析用的等效荷载三维分析用的等效荷载2 2、三维预应力构造设计、三维预应力构造设计运用运用SATWESATWE软件的中心计算模块对等效荷软件的中心计算模块对等效荷载进展计算分析，获得构造的综合内力载进展计算分

17、析，获得构造的综合内力和次内力，组合和次内力，组合SATWESATWE的恒、活、风、的恒、活、风、地震作用后，进而确定出预应力筋和非地震作用后，进而确定出预应力筋和非预应力筋的用量。预应力筋的用量。三维分析计算完成后，可接续绘出预应三维分析计算完成后，可接续绘出预应力梁的施工图。力梁的施工图。3 3、预应力楼板构造设计、预应力楼板构造设计 PRECPREC软件的预应力混凝土楼板设计根软件的预应力混凝土楼板设计根据用户输入的预应力筋的布筋方式及其据用户输入的预应力筋的布筋方式及其数量，利用板壳有限元进展计算分析，数量，利用板壳有限元进展计算分析，用户可经过各种分析结果来判别该设计用户可经过各种分

18、析结果来判别该设计方案能否适宜，并可参考软件提供的普方案能否适宜，并可参考软件提供的普通钢筋配筋结果来配置普通钢筋。通钢筋配筋结果来配置普通钢筋。3 3、预应力楼板构造设计、预应力楼板构造设计预应力混凝土楼板设计模块的功能和特预应力混凝土楼板设计模块的功能和特点：点：可以处置复杂外形的预应力板和各种工可以处置复杂外形的预应力板和各种工况的荷载等；况的荷载等；采用等效荷载法处置预应力作用，且逐采用等效荷载法处置预应力作用，且逐束计算预应力筋等效荷载和节点力，采束计算预应力筋等效荷载和节点力，采用弹性板壳有限元法进展分析计算，使用弹性板壳有限元法进展分析计算，使构造分析模型与实践情况接近；构造分析

19、模型与实践情况接近；3 3、预应力楼板构造设计、预应力楼板构造设计直接采用等效荷载计算的结果综合内直接采用等效荷载计算的结果综合内力，按单位板宽进展抗裂、平均预压力，按单位板宽进展抗裂、平均预压应力、挠度和抗冲切验算，以及普通钢应力、挠度和抗冲切验算，以及普通钢筋的配筋设计；筋的配筋设计；可以计算恣意预应力筋线形，在不同张可以计算恣意预应力筋线形，在不同张拉方式下的各种预应力损失和张拉伸长拉方式下的各种预应力损失和张拉伸长值；值；可自动统计锚具用量，并按实践线形统可自动统计锚具用量，并按实践线形统计预应力筋的下料长度和下料根数；计预应力筋的下料长度和下料根数；可输出预应力筋布置平面图、线形定位

20、可输出预应力筋布置平面图、线形定位图和铺放顺序图等。图和铺放顺序图等。4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能 施工图部分包括: 梁的剖面图 预应力筋束形图 张拉端和固定端的构造详图 部分承压验算 普通钢筋配筋图及剖面图4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能4 4、预应力施工图的绘制功能、预应力施工图的绘制功能PRECPREC软件不同模块的适用范围软件

21、不同模块的适用范围: :PREC1 PREC1 体形复杂的多高层建筑或交体形复杂的多高层建筑或交叉梁体系叉梁体系PREC2 PREC2 比较规那么的框架构造、延比较规那么的框架构造、延续梁构造及其厂房构造续梁构造及其厂房构造SLAB SLAB 预应力无梁楼盖构造、复杂预应力无梁楼盖构造、复杂板构造板构造软件的编制根据软件的编制根据: : GB500102002GB500102002 GB500112001GB500112001 JGJ JGJ 14020041402004 JGJ922004JGJ922004上海市规范上海市规范 DBJ086997DBJ086997用用PRECPREC软件做预

22、应力构造设计的流软件做预应力构造设计的流程程在运用软件时要留意的问题在运用软件时要留意的问题: :预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题预应力筋和非预应力筋的调整问题。预应力筋和非预应力筋的调整问题。预应力混凝土构造抗震设计问题预应力混凝土构造抗震设计问题如何思索竖向构件的侧向约束问题如何思索竖向构件的侧向约束问题如何思索预应力次内力对柱配筋的影响问题如何思索预应力次内力对柱配筋的影响问题预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题对预应力筋根数初步估算，软件提供了对预应力筋根数初步估算，软件提供了两种方法。即由软件自动根据预应力构两种方法。即由软件自动根据预应力构件的抗裂要求估算预应力

23、筋的用量和由件的抗裂要求估算预应力筋的用量和由用户本人手工指定预应力筋的根数。用户本人手工指定预应力筋的根数。当采用软件自动估算的预应力筋根数时，当采用软件自动估算的预应力筋根数时，用户需求根据荷载分布情况对预应力筋用户需求根据荷载分布情况对预应力筋用量估算值进展确认修正。用量估算值进展确认修正。预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题软件首先根据截面的抗裂等级计算软件首先根据截面的抗裂等级计算有效预加力有效预加力NpeNpe，按如下两个公式，按如下两个公式估算并取较大值。估算并取较大值。WeAWMNplimctk,kpe1WeAWMNplimctq,qpe1混凝土允许名义拉应力混凝土允许

24、名义拉应力构件类别裂缝宽度mm混凝土强度等级C30C40C50后张构件0.103.24.15.00.153.54.65.60.203.85.16.2先张构件0.104.65.50.155.36.20.206.06.9允许名义拉应力尚应根据构件实践高度乘以表5.3规定的修正系数。 构件高度修正系数 构件高度mm2004006008001000修正系数1.11.00.90.80.7预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题之后，软件会根据计算出的之后，软件会根据计算出的NpeNpe和用和用户指定的有效预应力系数户指定的有效预应力系数并按并按照以下公式来估算所需预应力钢照以下公式来估算所需预应力钢

25、筋的面积。筋的面积。conpepNAcon为张拉控制应力预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题而当用户本人指定预应力筋的根数时，而当用户本人指定预应力筋的根数时，普通需求根据普通需求根据“平衡荷载法估算预应平衡荷载法估算预应力筋的用量。平衡荷载值的选取，在满力筋的用量。平衡荷载值的选取，在满足抗裂验算要求的前提下，在梁中不应足抗裂验算要求的前提下，在梁中不应产生过大的反拱或挠度。当预应力等效产生过大的反拱或挠度。当预应力等效荷载的方式与外荷载方式一样时，可以荷载的方式与外荷载方式一样时，可以利用预应力等效荷载平衡部分外荷载，利用预应力等效荷载平衡部分外荷载，因此可以防止烦琐的预应力超静定

26、次内因此可以防止烦琐的预应力超静定次内力的计算。力的计算。实际上的平衡荷载值可经过截面抗裂控实际上的平衡荷载值可经过截面抗裂控制条件准确确定。但由于实践预应力筋制条件准确确定。但由于实践预应力筋束形往往很难做到理想曲线，预应力等束形往往很难做到理想曲线，预应力等效荷载往往无法与外荷载获得完全一样效荷载往往无法与外荷载获得完全一样的分布。表的分布。表1 1列出按二级抗裂等级控制列出按二级抗裂等级控制时大致的平衡荷载值，仅供参考。时大致的平衡荷载值，仅供参考。预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题 平衡荷载值的选取平衡荷载值的选取预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题 用户根据工程实践

27、情况选择适当的用户根据工程实践情况选择适当的荷载后，可根据如下公式估算出预应力荷载后，可根据如下公式估算出预应力筋的根数筋的根数n n，并在软件中手工指定每根，并在软件中手工指定每根预应力梁的预应力筋用量。预应力梁的预应力筋用量。 式中，式中， 平衡荷载值；平衡荷载值； 预应力筋的跨长；预应力筋的跨长； 单根预应力筋的有单根预应力筋的有效预加力；效预加力； 预应力筋的矢高。预应力筋的矢高。fNlqneeq82eqqleNf预应力筋根数的估算问题预应力筋根数的估算问题 用户根据上述方法估算出预应力筋用户根据上述方法估算出预应力筋的根数后并经过的根数后并经过“指定根数菜单来设指定根数菜单来设定根数

28、，如下图。假设用户不指定预应定根数，如下图。假设用户不指定预应力筋的根数，力筋的根数，PRECPREC软件会自动根据用户软件会自动根据用户指定的抗裂等级估算预应力筋的根数。指定的抗裂等级估算预应力筋的根数。软件并没有按照上述方法估算预应力筋软件并没有按照上述方法估算预应力筋根数，而是按抗裂等级估算预应力筋根根数，而是按抗裂等级估算预应力筋根数，按受弯承载才干计算普通钢筋的配数，按受弯承载才干计算普通钢筋的配筋面积，并验算正常运用极限形状下构筋面积，并验算正常运用极限形状下构件的应力和变外形状能否满足规范要求。件的应力和变外形状能否满足规范要求。预应力筋和非预应力筋的调整问题预应力筋和非预应力筋

29、的调整问题用户可对软件计算出的预应力和非预应用户可对软件计算出的预应力和非预应力钢筋的配筋面积进展适当调整，并选力钢筋的配筋面积进展适当调整，并选配实践钢筋。接下来根据实配钢筋面积配实践钢筋。接下来根据实配钢筋面积进展预应力混凝土梁的各项验算，这包进展预应力混凝土梁的各项验算，这包括极限承载力验算、正截面抗裂验算、括极限承载力验算、正截面抗裂验算、预应力度验算、裂痕宽度验算和挠度验预应力度验算、裂痕宽度验算和挠度验算等。算等。假设以上任一项验算不满足设计要求，假设以上任一项验算不满足设计要求，均要对预应力或非预应力配筋进展调整，均要对预应力或非预应力配筋进展调整，直到满足设计要求。这里仅以抗裂

30、验算直到满足设计要求。这里仅以抗裂验算为例来阐明在不满足设计要求时如何对为例来阐明在不满足设计要求时如何对梁的预应力和非预应力配筋进展调整。梁的预应力和非预应力配筋进展调整。预应力筋和非预应力筋的调整措施预应力筋和非预应力筋的调整措施当梁跨中满足抗裂，而两端不满足抗裂当梁跨中满足抗裂，而两端不满足抗裂时，可以经过加大预应力束在端部截面时，可以经过加大预应力束在端部截面的偏心距、思索梁的支座宽度或在梁端的偏心距、思索梁的支座宽度或在梁端部加腋来满足抗裂要求。部加腋来满足抗裂要求。当裂痕宽度不满足设计要求时，可以经当裂痕宽度不满足设计要求时，可以经过调整普通钢筋的配筋面积来满足抗裂过调整普通钢筋的

31、配筋面积来满足抗裂要求。要求。当预应力梁的挠度不满足要求时，要优当预应力梁的挠度不满足要求时，要优先思索调整预应力筋根数或截面高度来先思索调整预应力筋根数或截面高度来满足设计要求。满足设计要求。预应力混凝土构造抗震设计预应力混凝土构造抗震设计预应力混凝土框架应设计为具备良好预应力混凝土框架应设计为具备良好的变形才干和耗费地震能量才干的的变形才干和耗费地震能量才干的延性框架，其组成构件应防止剪切延性框架，其组成构件应防止剪切先于弯曲破坏，节点不应先于其衔先于弯曲破坏，节点不应先于其衔接构件破坏。为此，接构件破坏。为此， JGJ 140JGJ预应力混凝土框架梁端部对预应力

32、混凝土框架梁端部做了如下两条强迫规定。做了如下两条强迫规定。预应力混凝土构造抗震设计预应力混凝土构造抗震设计1 1预应力混凝土梁端部受压区高度预应力混凝土梁端部受压区高度和综合配筋率的规定；和综合配筋率的规定；一级抗震等级一级抗震等级 x0.25hox0.25ho二、三级抗震等级二、三级抗震等级 x0.35hox0.35ho，且纵向受拉钢筋按非，且纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于配筋率不应大于2.52.5HRB400HRB400级级钢筋或钢筋或3.03.0HRB335HRB335级钢筋。级钢筋。预应力混凝土构造抗震设计预应力混凝土构造抗

33、震设计2 2预应力混凝土梁端截面的底面和预应力混凝土梁端截面的底面和顶面纵向非预应力钢筋截面面积顶面纵向非预应力钢筋截面面积AsAs和和AsAs的比值的规定：的比值的规定： 一级抗震等级一级抗震等级 二、三级抗震等级二、三级抗震等级 且梁底面纵向非预应力钢筋且梁底面纵向非预应力钢筋配筋率不应小于配筋率不应小于0.20.2。15.0ssAA13 . 0ssAA预应力混凝土构造抗震设计预应力混凝土构造抗震设计配置预应力筋未配置预应力筋预应力混凝土构造抗震设计预应力混凝土构造抗震设计 我们在用我们在用PRECPREC软件做预应力混软件做预应力混凝土构造设计时，要查看工程计算凝土构造设计时，要查看工程

34、计算书中的以上目的能否满足相关规范书中的以上目的能否满足相关规范的规定。假设不满足，那么需求调的规定。假设不满足，那么需求调整预应力钢筋和普通钢筋的配筋面整预应力钢筋和普通钢筋的配筋面积，直到满足要求为止。积，直到满足要求为止。思索竖向构件的侧向约束问题思索竖向构件的侧向约束问题 PRECPREC软件可以思索竖向约束构软件可以思索竖向约束构件对预应力梁、板预加应力效果的件对预应力梁、板预加应力效果的不利影响。不利影响。采用施工措施来减少该不利影响采用施工措施来减少该不利影响设计中宜根据构造类型、预应力钢筋设计中宜根据构造类型、预应力钢筋类别和工程阅历，采取以下施工类别和工程阅历，采取以下施工措

35、施来减少柱和墙等约束构件对措施来减少柱和墙等约束构件对预应力梁、板预加应力效果的不预应力梁、板预加应力效果的不利影响。利影响。将抗侧力构件布置在构造位移中心不将抗侧力构件布置在构造位移中心不动点附近；采用相对细长的柔性动点附近；采用相对细长的柔性柱子；柱子；板的长度超越板的长度超越60m60m时，可采用后浇带时，可采用后浇带或暂时施工缝对构造分段施加预或暂时施工缝对构造分段施加预应力；应力；将梁和支撑柱之间的节点设计成在张将梁和支撑柱之间的节点设计成在张拉过程中可产生无约束滑动的滑拉过程中可产生无约束滑动的滑动支座；动支座；当未能按上述措施思索柱和墙对梁、当未能按上述措施思索柱和墙对梁、板的侧

36、向约束影响时，在柱、墙板的侧向约束影响时，在柱、墙中可配置附加钢筋承当约束作用中可配置附加钢筋承当约束作用产生的附加弯矩，同时应思索约产生的附加弯矩，同时应思索约束作用对梁、板中有效预应力的束作用对梁、板中有效预应力的影响。影响。预应力次内力对柱子配筋的影响预应力次内力对柱子配筋的影响未思索次内力对柱子配筋影响的配筋结果预应力次内力对柱子配筋的影响预应力次内力对柱子配筋的影响思索次内力对柱子配筋影响的配筋结果预应力次内力对柱子配筋的影响预应力次内力对柱子配筋的影响未思索次内力对柱子配筋影响的配筋结果预应力次内力对柱子配筋的影响预应力次内力对柱子配筋的影响思索次内力对柱子配筋影响的配筋结果预应力

37、次内力对柱子配筋的影响预应力次内力对柱子配筋的影响由前面的两个工程实例可以看出，预由前面的两个工程实例可以看出，预应力次内力对柱子配筋面积的影应力次内力对柱子配筋面积的影响并没有特定的规律，需求用软响并没有特定的规律，需求用软件对详细工程进展详细分析后才件对详细工程进展详细分析后才干确定。干确定。采用采用PREC1PREC1模块中的菜单模块中的菜单4 4 接接SATWESATWE做预应力设计功能做预应力设计功能利用该菜单我们可以将位于整体构造利用该菜单我们可以将位于整体构造中的某根预应力大梁单独取出来做中的某根预应力大梁单独取出来做预应力设计，此时软件会自动读取预应力设计，此时软件会自动读取S

38、ATWESATWE各工况下的内力并进展内力各工况下的内力并进展内力组合，并与计算出的预应力效应进组合，并与计算出的预应力效应进展组合。也可从整体构造中抽取其展组合。也可从整体构造中抽取其中的一榀框架进展二维的预应力设中的一榀框架进展二维的预应力设计。计。1 1、框架预应力梁的设计实例、框架预应力梁的设计实例设计目的：设计目的： 设计适当的梁截面、普通钢筋配设计适当的梁截面、普通钢筋配筋面积、预应力钢筋的束形和根数筋面积、预应力钢筋的束形和根数以满足规范对预应力混凝土梁的承以满足规范对预应力混凝土梁的承载力、预应力度、抗裂和挠度等要载力、预应力度、抗裂和挠度等要求。求。预应力束形的选取、布置及其

39、调整预应力束形的选取、布置及其调整 用户在做预应力工程时经常会遇用户在做预应力工程时经常会遇到多孔道预应力筋同时布置的情况，到多孔道预应力筋同时布置的情况，我们在我们在PRECPREC软件中对应地定义多种软件中对应地定义多种预应力线形即可处理此问题。预应力线形即可处理此问题。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整 在实践工程中预应力筋线在实践工程中预应力筋线形选择的适当与否会在很大程度形选择的适当与否会在很大程度上影响预应力筋的配筋量和截面上影响预应力筋的配筋量和截面的抗裂才干，在进展预应力筋束的抗裂才干，在进展预应力筋束形设计时可以遵照以下几个原那形设计时可以遵照以下几

40、个原那么：么：当梁上荷载以线荷载为主时，可布当梁上荷载以线荷载为主时，可布置抛物线形预应力筋；置抛物线形预应力筋；当梁上荷载以集中荷载为主时，可当梁上荷载以集中荷载为主时，可布置折线形预应力筋；且折点应布置折线形预应力筋；且折点应布置在集中荷载下方；布置在集中荷载下方；在边跨梁的端部，尤其是顶层的边在边跨梁的端部，尤其是顶层的边跨梁，预应力筋的偏心距应尽量跨梁，预应力筋的偏心距应尽量的小，以减小预应力筋在梁端部的小，以减小预应力筋在梁端部产生的弯矩，从而减小边跨柱的产生的弯矩，从而减小边跨柱的受力。受力。当支座处的负弯矩较大时，需将预当支座处的负弯矩较大时，需将预应力筋的反弯点向远离支座的方应

41、力筋的反弯点向远离支座的方向调整，即反弯点系数应取较大向调整，即反弯点系数应取较大值，其取值范围通常为值，其取值范围通常为0.10.10.30.3之间。之间。当梁上线荷载和集中荷载都占有较当梁上线荷载和集中荷载都占有较大的比例时，应采用折线形和抛大的比例时，应采用折线形和抛物线形相结合的布筋方式。物线形相结合的布筋方式。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整 下面结合下面结合PRECPREC软件中的线形对软件中的线形对如何布置预应力筋做详细阐明。框如何布置预应力筋做详细阐明。框架梁预应力筋的布置应尽能够与外架梁预应力筋的布置应尽能够与外弯矩相一致，并应尽量减少孔道摩弯矩相

42、一致，并应尽量减少孔道摩擦损失及锚具数量，预应力筋的外擦损失及锚具数量，预应力筋的外形和布置方式主要可分为四种，形和布置方式主要可分为四种，PRECPREC软件共提供了八种线形软件共提供了八种线形预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整正反抛物线布置线形正反抛物线布置线形1 1、5 5、6 6通常用于支座弯矩与跨中弯矩根本通常用于支座弯矩与跨中弯矩根本相等的单跨框架梁或多跨框架梁，相等的单跨框架梁或多跨框架梁，反弯点的位置距梁端的间隔普通反弯点的位置距梁端的间隔普通取为取为0.10.10.20.2L L。直线与抛物线相切布置线形直线与抛物线相切布置线形7 7宜用于支座弯矩较

43、小的单跨框架梁宜用于支座弯矩较小的单跨框架梁或多跨框架梁的边跨梁外端，其或多跨框架梁的边跨梁外端，其优点是可减小框架梁跨中及内支优点是可减小框架梁跨中及内支座处的摩擦损失。预应力钢筋的座处的摩擦损失。预应力钢筋的外形在梁端区段为直线而在跨中外形在梁端区段为直线而在跨中区段为抛物线。区段为抛物线。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整折线形布置线形折线形布置线形2 2、3 3、4 4宜用于集中荷载作用下的框架梁或宜用于集中荷载作用下的框架梁或开洞梁，其优点是可使预应力引开洞梁，其优点是可使预应力引起的等效荷载直接抵消部分垂直起的等效荷载直接抵消部分垂直荷载和方便在梁腹中开洞

44、。但是荷载和方便在梁腹中开洞。但是不宜用于三跨以上的预应力混凝不宜用于三跨以上的预应力混凝土框架，由于较多的折角使预应土框架，由于较多的折角使预应力筋穿筋施工困难，而且中间跨力筋穿筋施工困难，而且中间跨跨中处由于摩擦引起的预应力损跨中处由于摩擦引起的预应力损失也较大，普通情况折点距梁端失也较大，普通情况折点距梁端的间隔取为的间隔取为0.250.250.330.33。正反抛物线与直线混合布置线形正反抛物线与直线混合布置线形8 8适用于需求减小边柱弯矩的情况。适用于需求减小边柱弯矩的情况。梁内除布置有正反抛物线形的预梁内除布置有正反抛物线形的预应力筋外，还配有直线形的预应应力筋外，还配有直线形的预

45、应力钢筋，这种混合布置方式可使力钢筋，这种混合布置方式可使预应力筋产生的次弯矩对边柱呵预应力筋产生的次弯矩对边柱呵斥有利的影响。斥有利的影响。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整此外，在荷载作用下假设梁端弯矩此外，在荷载作用下假设梁端弯矩比跨中弯矩大得多，这时采用梁比跨中弯矩大得多，这时采用梁端加腋是有效的。假设屋面梁的端加腋是有效的。假设屋面梁的梁端弯矩比跨中弯矩小很多时，梁端弯矩比跨中弯矩小很多时，那么可采用构造找坡，以添加梁那么可采用构造找坡，以添加梁跨中截面的高度使成为变截面梁；跨中截面的高度使成为变截面梁；或在梁端处的预应力筋满足抵抗或在梁端处的预应力筋满足抵

46、抗负弯矩的前提下，使预应力筋整负弯矩的前提下，使预应力筋整体下移或将一部分预应力筋下移，体下移或将一部分预应力筋下移，以添加跨中截面预应力的矢高。以添加跨中截面预应力的矢高。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整在双跨和三跨框架中，预应力筋的在双跨和三跨框架中，预应力筋的布置可用上述根本的预应力筋外布置可用上述根本的预应力筋外形和布置方式进展组合。等双跨形和布置方式进展组合。等双跨或三跨预应力混凝土框架，在垂或三跨预应力混凝土框架，在垂直荷载作用下，由于内支座截面直荷载作用下，由于内支座截面处的弯矩比跨中截面及边支座截处的弯矩比跨中截面及边支座截面处的弯矩明显大得多，约为

47、其面处的弯矩明显大得多，约为其它控制截面处弯矩的二倍，因此它控制截面处弯矩的二倍，因此此截面是抗裂与受弯承载力的控此截面是抗裂与受弯承载力的控制截面，在设计中可在支座处进制截面，在设计中可在支座处进展加腋，以提高此截面处的承载展加腋，以提高此截面处的承载才干及抗裂才干。才干及抗裂才干。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整当预应力混凝土梁在运用阶段所接当预应力混凝土梁在运用阶段所接受的荷载很大时如预应力转换受的荷载很大时如预应力转换梁，预应力筋配置往往较多。梁，预应力筋配置往往较多。假设预应力筋不是合理地分批张假设预应力筋不是合理地分批张拉，当张拉预应力筋引起的等效拉，当

48、张拉预应力筋引起的等效荷载远远大于梁在张拉时所接受荷载远远大于梁在张拉时所接受的外荷载时，将在预应力筋线形的外荷载时，将在预应力筋线形反弯点附近尤其是大小跨相邻反弯点附近尤其是大小跨相邻的情况出现平行于预应力筋的的情况出现平行于预应力筋的斜裂痕，即发生反向剪切破坏，斜裂痕，即发生反向剪切破坏，如以下图所示。如以下图所示。为防止这种破坏，可将小跨梁的预为防止这种破坏，可将小跨梁的预应力筋一部分按抛物线线形布置，应力筋一部分按抛物线线形布置，一部分按直线布置。小跨预应力一部分按直线布置。小跨预应力筋线形布置的原那么是张拉预应筋线形布置的原那么是张拉预应力筋引起的等效荷载与该跨所承力筋引起的等效荷载

49、与该跨所承当外荷载的比值与大跨梁一样。当外荷载的比值与大跨梁一样。预应力束形的选取、布置及其调整预应力束形的选取、布置及其调整工程概略：某站房框架体系构造,预应力梁最大跨度为36m，主跨梁截面采用10002500，抗震等级为3级，采用抛物线和直线型相结合的预应力束型。工程概略： 在构造的1、3、4层布置预应力混凝土梁。假设配筋不满足，如何调整？以下图为第1层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于2.5%HRB400级钢筋或3.0%HRB335级钢筋。AffAAypyps假设配筋不满足，如何调整？以下图为第1层由软件分析得出预应

50、力连梁上布置的预应力筋根数。假设配筋不满足，如何调整？以下图为第1层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。假设配筋不满足，如何调整？以下图为第4层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。假设配筋不满足，如何调整？以下图为第4层手工修正后的预应力连梁上布置的预应力筋根数。 假设线形设计不合理，软件会给出提示。用户可以根据提示对线形进展修正。对预应力梁应力的控制0pccktkpcckf0pccqlimmaxww一级严厉要求不出现裂痕的构件在荷载效应的规范组协作用下二级普通要求不出现裂痕的构件在荷载效应的规范组协作用下在荷载效应的准永久组协作用下三级允许出现裂痕的构件按荷载效应的规范组

51、合并思索长期作用影响计算的最大裂痕宽度，应满足对预应力梁应力的控制图中绿线为混凝土规范抗拉强度对一、二级抗裂等级或名义拉应力三级抗裂等级。对超越绿线的截面需求重新修正预应力或非预应力钢筋的数量，直到绿线能包住一切白线为止。对预应力梁变形的控制 目前，国内外有关规范和文献对预应力混凝土受弯构件的变形控制目的都是总变形值，即控制按荷载效应的规范组合并思索荷载长期作用影响的挠度减去两倍张拉预应力筋引起的弹性反拱值不超越规定限值。 在控制总变形的根底上，应对反向变形进展合理的控制。反向变形的控制原那么为：在构造自重及张拉预应力筋引起的等效荷载共同作用下，预应力混凝土受弯构件的反向变形值应不影响地面找平

52、。基于这一原那么，引荐设计人员将预应力混凝土受弯构件反向变形限制在以下范围内。 规范规定的挠度限值 施工阶段反向变形建议 Lo9m Lo/300(Lo/400) Lo/700(50mm)对预应力梁变形的控制规范组协作用下：64.5/36000 = 1/558 1/300不满足变形限值对预应力梁变形的控制反拱：31.6/36000 = 1/11/700 (且50mm)满足变形限值对预应力梁预应力度的控制60. 075. 0一级抗震等级二、三级抗震等级 对预应力混凝土框架梁，应采用预应力筋和非预应力筋混合配筋的方式，框架构造梁端截面应满足以下关于预应力强度比的要求：对预应力梁预应力度的控制对二级抗

53、震，预应力强度比：0.517 0.75满足要求对预应力梁极限承载力的控制 PREC软件的普通钢筋配筋面积是以满足极限承载力为前提条件计算出来的，所以假设用户不修正普通钢筋或预应力钢筋的面积，承载力是自动满足的。假设用户对普通钢筋或预应力钢筋的面积做过调整，软件会自动对承载力进展验算。用户还可以用预应力计算工具箱对构件的承载力进展验算。2 2、预应力板柱体系的设计实例、预应力板柱体系的设计实例设计目的：设计目的： 设计适当的预应力钢筋的束形和设计适当的预应力钢筋的束形和根数以满足规范对预应力混凝土楼根数以满足规范对预应力混凝土楼板的承载力、抗裂和挠度的要求。板的承载力、抗裂和挠度的要求。工程概略：一、地下车库的设计 工程概略：某一层地下车库顶板,规范柱网8.4m8.4m，无粘结预应力板厚450mm，不计算程度荷载作用。PM构造平面图如下所示。板预应力筋的布置原那么板预应力筋的布置原那么对无粘结预应力混凝土板柱构造的对无粘结预应力混凝土板柱构造的计算，应按板的纵横两个方向进计算，应按板的纵横两个方向进展，且在计算中每个方向均应取展，且在计算中每个方向均应取全部作用荷载。在均布荷载作用全部作用荷载。在均布荷载作用下，现浇平