PC轴拉构件分析

1、第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件受力性能分析一、施工阶段一、施工阶段 1、先张法构件、先张法构件Pre-tension放张前放张前放张后放张后完 成 第 二完 成 第 二批损失批损失plIconIpAN)(0pcIElconIpeIpcIcppeIcpcIAA平衡条件平衡条件00)(ANAAAIppEcplIconpcIpcIIcpcIIElIIlconpIIIpcIIElcon第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件00)(ANAAAppEcplconpcpcElconp式中式中 l、

2、 pc、 p 和和Np0为为概括符号概括符号，即按不同的阶段，即按不同的阶段代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋合力代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋合力取值即可。取值即可。第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件2、后张法构件、后张法构件Post-tension 如所有钢筋同时张拉，则如所有钢筋同时张拉，则后张法构件无弹性压缩应力损失后张法构件无弹性压缩应力损失( le=0)。因此扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与混因此扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与混凝土承受的压力平衡凝土承受的压力平衡，故由平衡条件，采用概括符号可得混凝，故由平衡条件，采用概括

3、符号可得混凝土的预压应力土的预压应力:cpcplconpcANAA)(lconp第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件先张法先张法00)(ANAAAppEcplconpcpcElconpplconpAN)(0后张法后张法npnplconpcANAA)(lconpplconpAN)(有无弹性压缩损失有无弹性压缩损失 le是先张法与后张法计算公式的差异所在是先张法与后张法计算公式的差异所在假定两张拉方法的假定两张拉方法的 con和和 l 相同，则相同，则Np0和和Np的数值相等，但的数值相等，但先张法构件有弹性压缩损失，而后张法构件无弹性压缩损失先张法构件有弹性压缩损失，而后

4、张法构件无弹性压缩损失，故得到的故得到的 pc不等，先张法小于后张法。不等，先张法小于后张法。预应力筋预应力筋中应力也不相等，先张法的预应力筋应力除需扣除中应力也不相等，先张法的预应力筋应力除需扣除 l外，还要扣除弹性压缩损失，而后张法构件则仅需扣除外，还要扣除弹性压缩损失，而后张法构件则仅需扣除 l。第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件二、使用阶段二、使用阶段虽然虽然先张法先张法和和后张法后张法在施工阶段的应力计算有所差别，但混在施工阶段的应力计算有所差别，但混凝土中建立起预压应力凝土中建立起预压应力 pc后开始施加外荷载，后开始施加外荷载，两者的受力过两者的受力过程

5、是相同的程是相同的。由于混凝土预先受到预压应力由于混凝土预先受到预压应力 pc，因此轴向拉力，因此轴向拉力N产生的拉产生的拉应力应力 c，需先抵消需先抵消 pc，才能使混凝土进入受拉。，才能使混凝土进入受拉。故在达到混凝土抗拉强度故在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学用换算之前，可按弹性材料力学用换算截面方法确定的截面拉应力，即截面方法确定的截面拉应力，即0ANccEp预应力筋的应力增量预应力筋的应力增量pcpccAN0cEpcElconp先cElconp后第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件1、消压状态、消压状态00pcpccAN当当 时时00ANpc消压

6、轴力消压轴力lconp0先先pcElconp0后后消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念，它相当，它相当于非预应力构件的起始状态。于非预应力构件的起始状态。从消压状态开始，以后荷载增量（从消压状态开始，以后荷载增量（N- - N0）产生的应力增量与）产生的应力增量与非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。plconppAAN)(00先张法先张法ppcElconppAAN)(00后张法后张法第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件2、开裂轴力：、开裂轴力：tkpcpccf

7、AN0当 时000)(AfNAfNtktkpccrtkEppf03、开裂后、开裂后：NNcr，在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即 00pppANNNANppANN0相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢筋应力。将该应力增量代替筋应力。将该应力增量代替裂缝宽度裂缝宽度计算计算公式中的钢筋应力公式中的钢筋应力 s后，即可计算预应力后，即可计算预应力构件的裂缝宽度。构件的裂缝宽度。ppANN00第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件4、极限轴力：、极限轴力： 当预应力筋的应力达到抗拉强度时，达到极限轴力当预

8、应力筋的应力达到抗拉强度时，达到极限轴力ppyuAfN 第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析13.1 轴心受拉构件pIIpcc施加轴力前pcEpIIp00c消压状态N0N0tkEppf0tkcf开裂轴力NcrNcrpppANN00开裂后NNcrNNcrpypf极限轴力NuNu 轴心受拉构件使用阶段的计算 1使用阶段承载力计算第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析截面的计算简图如图 1018（a）所示，构件正截面受拉承载力按下式计算 syppyuAfAfNN （ 1042） 式中 N构件的轴向受拉承载力设计值； ypyff,预应力钢筋及非预应力钢筋抗拉强度设计值； spAA ,预应力钢筋及非预

9、应力钢筋的截面面积。 第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析2.抗裂度验算及裂缝宽度验算第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析Biao10-10第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析轴心受拉构件施工阶段的验算第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析 后张法张拉钢筋完毕至，而又未锚固时，按不考虑预应力损失值计算及 即cc (10-54)npconccAA2构件端部锚固区的局部受压承载力的验算按式（10-21）、

10、式（1023）进行验算。第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析 例题 24m预应力混凝土屋架下弦杆的计算p277第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析见图10-20（c） 第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析 （2）使用阶段抗裂度验算 1）截面几何特征预应力非预应力42. 5106 . 31095. 1451cSEEEa56. 5106 . 3100 . 2452Ea2224770945256. 54525542180280mmAaAAsEcn21053736111242. 547709mmAaAAPEn第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预

11、应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析则第二批损失为 254/73.11818.8655.32mmNlllII 总损221/80/82.20573.11809.87mmNmmNlIIll 3）验算抗裂度 计算混凝土有效预压应力 2/55.25477091112)82.2051302()(mmNAAnplconpcII 在荷载标准组合下 055.2521.21/21.21537361011401140320820230pcIIckKCKkmmNANkNN 满足要求 第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析第十三章 预应力混凝土构件受力

12、性能分析混凝土局部受压净面积 22ln4004855424480mmA 323.blAA 当时2/60mmNfcuk，按直线内插法得933. 0c按式（1021） kNNAfkNNAFclcpconl1835101835400485 .27323. 1933. 035. 135. 14 .17371737388111213022 . 12 . 13ln 满足要求 第十三章 预应力混凝土构件受力性能分析 2）局部受压承载力计算 间接钢筋采用 4 片8 格焊接网片，见图 1020（b） ，间距 s=50mm，网片尺寸见图 1020（d） 。 224480062500250250mmAmmAlcor 181. 1448006250