预应力混凝土构件设计

第10章预应力混凝土构构件设计10.1概概概述10.1.1预应力混混凝凝土的原原理为了避免钢筋混混混凝土结结构的的裂缝过过早出出现，充充分利利用高强强度钢钢筋及高高强度度混凝土土，可可以设法法在结结构构件件受荷荷载前，用用预预压的办办法来来减小或或抵消消荷载所所引起起的混凝凝土拉拉应力，甚甚至至使其处处于受受压状态态。在在构件承承受荷荷载以前前预先先对混凝凝土施施加压应应力的的方法有有多种种，有配配置预预应力钢钢筋，再再通过张张拉或或其他方方法建建立预加加应力力的；也也有在在离心制制管中中采用膨膨胀混混凝土生生产的的自应力力混凝凝土等。本本章章所讨论论的预预应力混混凝土土构件是是指常常用的张张拉预预应力钢钢筋的的预应力力混凝凝土构件件。现以图10-111所示预应应力力混凝土土简支支梁为例例，说说明预应应力混混凝土的的概念念。图10-1预预预应力混凝凝土土简支梁梁（a）预压力作作用用下；（bbb）外荷载载作作用下；；（cc）预压力力和和外荷载载共同同作用下下在荷载作用之前前前，预先先在梁梁的受拉拉区施施加偏心心压力力，使梁下下边边缘混凝凝土产产生预压压应力力为c，梁上边边缘缘产生预预拉应应力ct，见图10-1（a）。当荷荷载载q(包括梁自自重)作用时，如如如果梁跨跨中截截面下边边缘产产生拉应应力cct，梁上上边边缘产生生压应应力c，见图10-1（b）。这样样，在在预压力力N和荷载q共同作用用下下，梁的的下边边缘拉应应力将将减至ctt-c，梁上边边缘缘应力一一般为为压应力力，但但也有可可能为为拉应力力，见见图10-1（c）。如果果增增大预压压力NN，则在荷荷载载作用下下梁的的下边缘缘的拉拉应力还还可减减小，甚甚至变变成压应应力。由此可见，预应应应力混凝凝土构构件可延延缓混混凝土构构件的的开裂，提提高高构件的的抗裂裂度和刚刚度，并并取得节节约钢钢筋，减减轻自自重的效效果，克克服了钢钢筋混混凝土的的主要要缺点。预应力混凝土具具具有很多多的优优点，其其缺点点是构造造、施施工和计计算均均较钢筋筋混凝凝土构件件复杂杂，且延延性也也差些。下列结构物宜优优优先采用用预应应力混凝凝土：：（1）要求裂缝缝控控制等级较较较高的结结构；；（2）大跨度或或受受力很大的的的构件；；（3）对构件的的刚刚度和变形形形控制要要求较较高的结结构构构件，如如工业业厂房中中的吊吊车梁、码码头头和桥梁梁中的的大跨度度梁式式构件等等。10.1.2预应力混混凝凝土的分分类根据预加应力值值值大小对对构件件截面裂裂缝控控制程度度的不不同，预预应力力混凝土土构件件分为全全预应应力的与与部分分预应力力的与与部分预预应力力的两类类。当使用荷载作用用用下，不不允许许截面上上混凝凝土出现现拉应应力的构构件，称称为全预预应力力混凝土土，大大致相当当于《混混凝土结结构设设计规范范》中中裂缝控控制等等级为一一级，即即严格要要求不不出现裂裂缝的的构件。当使用荷载作用用用下，允允许出出现裂缝缝，但但最大裂裂缝宽宽度不超超过允允许值的的构件件，则称称为部部分预应应力混混凝土，大大致致相当于于《混混凝土结结构设设计规范范》中中裂缝控控制等等级为三三级，即即允许出出现裂裂缝的构构件。当使用荷载作用用用下根据据荷载载效应组组合情情况，不不同程程度地保保证混混凝土不不开裂裂的构件件，则则称为限限值预预应力混混凝土土，大致致相当当于《混混凝土土结构设设计规规范》中中裂缝缝控制等等级为为二级，即即一一般要求求不出出现裂缝缝的构构件。限值预应力混凝凝凝土也属属部分分预应力力混凝凝土。10.1.4预应力混混凝凝土的材材料1.混凝土预应力混凝土结结结构构件件所用用的混凝凝土，需需满足下下列要要求：（1）强度高。（2）收缩、徐徐变变小。以减减减少因收收缩、徐徐变引起起的预预应力损损失。（3）快硬、早早强强。因此，《混凝土土土结构设设计规规范》规规定，预预应力混混凝土土构件的的混凝凝土强度度等级级不应低低于C30。对采用用钢钢绞线、钢钢丝丝、热处处理钢钢筋作预预应力力钢筋的的构件件，特别别是大大跨度结结构，混混凝土强强度等等级不宜宜低于于C40。2.钢材预应力混凝土的的的构件所所用的的钢筋（或或钢钢丝），需需满满足下列列要求求：(1)强度高。(2)具有一一一定的塑塑性。（3）良好的加加工工性能。要要要求有良良好的的可焊性性，同同进要求求钢筋筋“镦粗”后并不影影响响其原来来的物物理力学学性能能。（4）与混凝土土之之间能较好好好地粘结结。我国目前用于预预预应力混混凝土土构件中中的预预应力钢钢材主主要有钢钢绞线线、钢丝丝、热热处理钢钢筋三三大类。10.1.6先张法预预应应力筋的的锚固固长度1.预应力钢筋筋的的预应力传传传递长度ltr图10-8预预预应力的传传递递（a）放松钢筋筋时时预应力钢钢钢筋的回回缩；；（b）钢筋表表面面的粘结结应力力τ及截面A--AA的应力分分布布；（c）粘结应力力、钢钢筋拉应应力及混混凝土土预压应应力沿沿构件长长度之之分布先张法预应力混混混凝土构构件的的预压应应力是是靠构件件两端端一定距距离内内钢筋和和混凝凝土之间间的粘粘结力来来传递递。其传传递并并不能在在构件件的端部部集中中一点完完成，而而必须通通过一一定的传传递长长度进行行。预应力钢筋的预预预应力传传递长长度ltr可按下下式式计算：：(100-11)表10-3预应力钢钢筋筋外形系系数预应力钢筋种类类类带肋钢筋刻痕钢丝螺旋肋钢丝钢绞线三股七股0.140.190.130.160.1710.2张拉控控控制应力力与预预应力损损失10.2.1张拉控制制应应力张拉控制应力是是是指预应应力钢钢筋在进进行张张拉时所所控制制达到的的最大大应力值值。其其值为张张拉设设备（如如千斤斤顶油压压表）所所指示的的总张张拉力除除以应应力钢筋筋截面面面积而而得的的应力值值，以以con表示示。张拉控制应力的的的取值，直直接接影响预预应力力混凝土土的使使用效果果，如如果张拉拉控制制应力取取值过过低，则则预应应力钢筋筋经过过各种损损失后后，对混混凝土土产生的的预压压应力过过小，不不能有效效地提提高预应应力混混凝土构构件的的抗裂度度和刚刚度。如如果张张拉控制制应力力取值过过高，则则可能引引起以以下问题题：（1）在施工阶阶段段会使构件件件的某些些部位位受到拉拉力（称称为预拉拉力）甚甚至开裂裂，对对后张法法构件件可能造造成端端部混凝凝土局局压破坏坏。（2）构件出现现裂裂缝时的荷荷荷载值很很接近近,使构件在在破破坏前无无明显显的预兆兆,构件的延延性性较差。（3）为了减少少预预应力损失失失，有时时需进进行超张张拉，有有可能在在超张张拉过程程中使使个别钢钢筋的的应力超超过它它的实际际屈服服强度，使使钢钢筋产生生较大大塑性变变形或或脆断。张拉控制应力值值值的大小小与施施加预应应力的的方法有有关。张拉控制应力值值值大小的的确定定，还与与预应应力的钢钢种有有关。根据长期积累的的的设计和和施工工经验，《混混凝土设计规规范》规定，在在一般情况下下，张拉控制制应力不宜超超过10-4的限值。表10-4张拉控制制应应力限值值钢筋种类张拉方法先张法后张法预应力钢丝、钢钢钢绞线执处理钢筋0.75fptttk0.70fptttk0.75fptttk0.65fptttk10.2.2各种预应应力力损失值值在预应力混凝土土土构件施施工及及使过程程中，预预应力钢钢筋的的张拉应应力值值是不断断降低低的，称称为预预应力损损失。引引起预应应力损损失的因因素很很多，一一般认认为预应应力混混凝土构构件的的总预应应力损损失值，可可采采用各种种因素素产生的的预应应力损失失值进进行叠加加的办办法求得得。下下面将进进述六六项预应应力损损失，包包括产产生的原原因、损损失值的的计算算方法以以及减减少预应应力损损失值的的措施施。1.预应力直线线线钢筋由由于锚锚具变形形和钢钢筋内缩缩引起起的预应应力损损失l1预应力直线钢筋筋筋当张拉拉到ccon后，锚锚固在台台座或或构件上上时，由由于锚具、垫垫板与构构件之之间的缝缝隙被被挤紧，以以及及由于钢钢筋和和楔块在在锚具具内的滑滑移，使使得被拉拉紧的的钢筋内内缩a所引起的的预预应力损损失值值l1（N/mmm2），按下下列列计算：：（10-3）减少l1损失的的的措施有有：（1）选择锚具具变变形小或使使使预应力力钢筋筋内缩小小的锚锚具、夹夹具，并并尽量少少用垫垫板，因因每增增加一块块垫板板，a值就增加1mm。（2）增加台座座长长度。对于后张法构件件件预应力力曲线线钢筋或或折线线钢筋由由于锚锚具变形形和预预应力钢钢筋内内缩引起起的预预应力损损失值值l1可按下述述公公式（10-7）进行计计算算。2、预应力钢筋筋筋与孔道壁壁之之间的摩摩擦引引起的预预应力力损失l2l2可按下述方方法法计算。摩擦阻力由下述述述两个原原因引引起，先先分别别计算，然然后后相加计计算：：（1）张拉曲线线钢钢筋时，由由由预应力力钢筋筋和孔道道壁之之间的法法向正正压力引引起的的摩擦阻阻力，见见图10-110（b）。（2）预留孔道道因因施工中某某某些原因因发生生凹凸，偏偏离离设计位位置，张张拉钢筋筋时，预预应力钢钢筋和和孔道壁壁之间间将产生生法向向正压力力而引引起的摩摩擦阻阻力，见见图110-10（c）。除以预应力钢筋筋筋截面面面积，即即得（10-4）减少l2损失的的的措施有有；（1）对于较长长的的构件可在在在两端进进行张张拉，则则计算算中孔道道长度度可按构构件的的一半长长度计计算。比比较图图10-111（a）及图100--11（b）两端张张拉拉可减少少摩擦擦损失是是显而而易见的的。但但这个措措施将将引起l1的增加，应应应用时需需加以以注意。（2）采用超张张拉，如如图10-111（c）所示，若若若张拉程程序为为：后张拉法构件预预预应力曲曲线钢钢筋或折折线形形钢筋由由于锚锚具变形形和预预应力钢钢筋内内缩引起起的预预应力损损失值值l1，应根据据预预应力曲曲线钢钢筋或折折线钢钢筋与孔孔道壁壁之间反反向摩摩擦影响响长度lf范围内的的预预应力钢钢筋变变形值等等于锚锚具变形和预应应力力钢筋内内缩值值的条件件确定定。当预应力钢筋为为为抛线形形时，可可近似按按圆弧弧形曲线线考虑虑，见图图100-12（a）。如其其对对应的圆圆心角角，不大大于30°时，张拉拉时时预应力力钢筋筋与孔道道之间间摩擦引引起的的预应力力损失失，其应应力变变化近似似如图图10-112（b）直线ABBCC所示。张张拉拉结束，由由于于预应力力钢筋筋因锚具具变形形和钢筋筋内缩缩受到钢钢筋与与孔道壁壁之间间反摩擦擦力的的影响，张张拉拉力将有有所下下降，离离张拉拉端越远远，其其值越小小，离离张拉端端某一一距离lf处，锚具具变变形和内内缩值值等于反反摩擦擦力引起起的钢钢筋变形形值。lf称为反向向摩擦影响响长度。在在lf范围内的的预应力钢钢筋的应力力变化如图图10-112（b）直线A'B所示。图10-12圆弧曲线线预预应力钢钢筋因因锚具变变形和和钢筋内内缩引引起的损损失值值（a）圆弧曲线线预应应力钢筋筋；（b）预应力损损失失值l1分布距锚固端的距离离离为x的任意截截面面处因锚锚具变变形和钢钢筋内内缩而引引起的的预应力力损失失值l1，可按线线性性关系求求出，即即(110--7)对于常用束形的的的后张预预应力力钢筋在在反向向摩擦影影响长长度lf范围内的的预预应力损损失值值l1的计算方方法法见附录D。3.混凝土加热热养养护时受张张张拉的预预应力力钢筋与与承受受拉力的的设备备之间温温差引引起的预预应力力损失l3为了缩短先张法法法构件的的生产产周期，浇浇灌灌混凝土土后常常采用蒸蒸汽养养护的办办法加加速混凝凝土的的硬结。升升温温时，钢钢筋受受热自由由膨胀胀，产生生了预预应力损损失。设混凝土加热养养养护时，受受张张拉的预预应力力钢筋与与承受受拉力的的设备备（台座座）之之间的温温差为为△t(℃)，钢筋的线线膨膨胀系数数为==0.0000001/℃,则l3可按下列列式式计算：：（10-88）减少l3损失的的的措施有有：（1）用两次升升温养养护。（2）钢模上张张预应应力钢筋筋。由于于预应应力钢筋筋是锚锚固在钢钢模上上的，升升温时时两者温温度相相同，可可以不不考虑此此项损损失。4.预应力钢筋筋应应力松弛引引引起的预预应力力损失l4钢筋在高应力作作作用下其其塑性性变形具具有随随时间而而增长长的性质质，在在钢筋长长度保保持不变变的条条件下则则钢筋筋的应力力会随随时间的的增长长而逐渐渐降低低，这种种现象象称为钢钢筋的的应力松松弛。另另一方面面在钢钢筋应力力保持持不变的的条件件下，其其应变变会随时时间的的增长而而逐渐渐增大，这这种种现象称称为钢钢筋的徐徐变。钢钢筋的松松弛和和徐变均均将引引起预应应力的的钢筋中中的应应力损失失，这这种损失失统称称为钢筋筋应力力松弛损损失ll4。《混凝土结构设设设计规范范》根根据试验验结果果（1）对预应力力钢丝丝、钢绞绞线规定定：1)普通松弛(1110-9)一次张拉=1超张拉=0..992)低松驰当con≤0...7fptk时(110--10)当0.7fptttk＜con≤0.8fptk时（10-11）（2）对热处理理钢钢筋规定：：：一次张拉（10-112）超张拉（1000-13）当取用上述超张张张拉的应应力松松弛损失失值时时，张拉拉程序序符合现现行国国家标准准《混混凝土结结构工工程施工工及验验收规范范》GGB5002004的要求。预应力钢丝、钢钢钢绞线当当coon/fptk≤0.5时，预预应力钢钢筋的的应力松弛弛损失值应应取等于于零。5.混凝土收缩缩、徐徐变的预预应力损损失ll5、l5混凝土收缩、徐徐徐变引起起受拉拉区纵向向预应应力钢筋筋的预预应力损损失ll5和受压力力区区纵向预预应力力钢筋的的预应应力损失失l5。可按下下列列公式计计算：：（1）对一般情情况先张法构件（10-114）（10-115）后张法构件（10-116）（10-117）减少l5的措施施施有：A.采用高标号号水水泥，减少少少水泥用用量，降降低水灰灰比，采采用干硬硬性混混凝土；；B.采用级配较较好好的骨料，加加强振捣，提提高混凝土的的密室性；C.加强养护，以以以减少混凝凝土土的收缩缩。（2）对重要的的结构构构件当需要考虑与时时时间相关关的混混凝土收收缩、徐徐变及钢钢筋应应力松弛弛预应应力损失失值时时，可按按附录录E进行计算算。6.用螺旋式预预应应力钢筋作作作配筋的的环形形构件，由由于于混凝土土的局局部挤压压引起起的预应应力损损失l6采用螺旋式预应应应力钢筋筋作配配筋的环环形构构件，由由于预预应力钢钢筋对对混凝土土的挤挤压，使使环形形构件的的直径径有所减减小，预预应力钢钢筋中中的拉应应力就就会降低低，从从而引起起预应应力钢筋筋的应应力损失失l6。l6的大小与环环形形构件的直直直径d成反比。直直直径越小小，损损失越大大，故故《混凝凝土结结构设计计规范范》规定定：当时，（10-220）时，（10-221）10.2.3预应力损损失失值的组组合上述的六项预应应应力损失失，它它们有的的只发发生在先先张法法构件中中，有有的只发发生在在后张法法构件件中，有有的两两种构件件均有有，而且且是分分批产生生的。为为了便于于分析析和计算算，《混混凝土结结构设设计规范范》规规定，预应力构件件在在各阶段段的预预应力损损失值值宜按表10-7的规定进进行行组合。表10-7各阶段预预应应力损失失值的的组合预应力损失值的的的组合先张法构件后张法构件混凝土预压前（第第一批）损失失slⅠl1＋l2＋ll3＋l4l1＋l2混凝土预压后（第第二批）损失失lⅡl5l4＋l5＋ll6考虑到各项预应应应力的离离散性性，实际际损失失值有可可能比比按《混混凝土土结构设设计规规范》的的计算算值高，所所以以当求得得的预预应力总总损失失值l小于下列列数数值时，则则按按下列数数值取取用。先张法构件：11100N//mmm2后张法构件：8880N/mmmm210.3后张张张法构件件端部部锚固区区的局局部承压压验算算后张法构件的预预预压力是是通过过锚具经经垫板板传递给给混凝凝土的。由由于于预压力力很大大，而锚锚具下下的垫板板与混混凝土的的压力力接触面面积往往往很小小，锚锚具下的的混凝凝土将承承受较较大的局局部压压力，在在局部部压力的的作用用下，当当混凝凝土强度度或变变形的能能力不不足时，构构件件端部会会产生生裂缝，甚甚至至会发生生局部部受压破破坏。图10-13构构构件端部混混凝凝土局部部受压压时的内内力分分布1.构件局部受受压压区截面尺尺尺寸为了满足构件端端端部局部部受压压区的抗抗裂要要求，防防止该该区段混混凝土土由于施施加预预应力而而出现现沿构件件长度度方向的的裂缝缝，对配配置间间接钢筋筋的混混凝土结结构构构件，其其局部部受压区区的截截面尺寸寸应符符合下列列要求求：（10-2222）（10-2233）图10-14有垫板时预应应力力传至混凝凝土土的受压面面积积图10-15确定局局部部受压计计算底底面积Ab当不满足式（1110-222）时，应应加加大端部部锚固固区的截截面尺尺寸、调调整锚锚具位置置或提提高混凝凝土强强度等级级。2.局部受压承承承载力计计算图10-16局部受压配筋（a）方格网钢钢筋筋；（b）螺旋式式钢钢筋在锚固区段配置置置间接钢钢筋（焊焊接钢筋筋网或或螺旋式式钢筋筋）可以以有效效地提高高锚固固区段的的局部部受压强强度，防防止局部部受压压破坏。当当配配置方格格网式式或螺旋旋式间间接钢筋筋，且且其核心心面积积Acor≥Al时，见图图100-16，局部受受压压承载力力应按按下列公公式计计算。(110--24))按式（10-2224）计算的的间间接钢筋筋应配配置在图10-116所规定的的h范围内，方方方格网钢钢筋不不应少于4片，螺旋旋式式钢筋不不应少少于4圈。如验算不能满足足足式（100--24）时，对对于于方格钢钢筋网网，应增增加钢钢筋根数数，加加大钢筋筋直径径，减小小钢筋筋网的间距；；对对于螺旋旋钢筋筋，应加加大直直径，减减小螺螺距。10.4预预预应力混混凝土土轴心受受拉构构件的计计算10.4.1先张法轴心心受受拉构件件各阶阶段的应应力分分析1.施工阶段（1）张拉预应应力力钢筋见表10-8中中aa项。在台座座上上放置预应应力力钢筋，并并张张拉至张拉拉控控制应力力coon,这时混凝土土尚尚未浇筑筑，构构件尚未未形成成，预应应力钢钢筋的总拉拉力力conAp（Ap为预应力力钢钢筋的截面面面面积）由台座承受。非非预应力力钢筋筋不承担担任何何应力。（2）完成第一一批预预应力损损失lⅠ见表10-8中中bb项。张拉钢钢筋筋完毕，将将预预应力钢钢筋锚锚固在台台座上上，因锚锚具变变形和钢筋筋内内缩将产生生预应力损损失l1。而后浇筑筑混凝凝土并进行行养养护，由由于混混凝土加加热养养护温差差将产产生预应力力损损失l3；由于钢筋筋应力松弛将产生预应力力损损失l4（严格地地说说，此时时只完完成l4的一部分分，而而另一部部分将将在以后后继续续完成。为为了了简化分分析，近近似认为为l4已全部完完成成）。至至此，预应应力钢筋已已完成第一一批预应力力损失lⅠ。预应力力钢筋的拉拉应力由ccon降低低到pe=con-lⅠ。此时，由由于预应力力钢筋尚未未放松，混混凝土应力力为零；非非预应力钢钢筋应也为为零。（3）放松预应应力力钢筋，预预预压混凝凝土见表10-8中中cc项。当混混凝凝土达到到规定定的强度度后，放松松预应力钢钢筋，则预应力钢钢筋回缩，这时，由于钢筋与混凝土之间已有足够的粘结强度，组成构件的三部分（混凝土、非预应力钢筋和预应力钢筋）将共同变形，从而导致混凝土和非预应力钢筋受压。设此时混凝土所所所获得的的预压压应力为为pcⅠ，由于钢钢筋筋与混凝凝土两两者的变变形协协调，则则预应应力钢筋筋的拉拉应力相相应减减小了EpppcⅠ，即(10---28)同时,非预应力力力钢筋产产生的的压应力力为，（10-229）（4）完成第二二批批预应力损损损失lⅡ见表10-8中中dd项。混凝凝土土预压后后，随随着时间间的增增长，由由于混混凝土的的收缩缩、徐变变将产产生预应应力损损失l5，亦即预预应应力钢筋筋将完完成第二二批预预应力损损失llⅡ，构件进一一步步缩短，混凝土压压应应力由pcⅠ降低至pcⅡ，预应力力钢钢筋的拉拉应力力也由peⅠ降低至peⅡ，非预应应力力钢筋的的压应应力降至至sⅡ，于是peⅡ＝（coon－－lⅠ－EppcⅠ）－lⅡ＋Ep（pcⅠ－pcⅡ）＝con－l－－－EppcⅡ（10-30）sⅡ＝EpcⅡⅡ＋l55（10-331）混凝土的预压应应应力为pcⅡ可根据截截面面力的平平衡条条件确定定，即即peⅡAp＝ppcⅡAc＋sⅡAs将peⅡ和sⅡⅡ的表达式代代入入上式,可得（10-32）2.使用阶段（1）加载至混混凝土土应力为为零p0＝peⅡ＋＋＋EppcⅡ将式（10-3330）代入上上式式，可得得p0＝con－－－l（10-333）非预应力钢筋的的的压应力力s00由原来压压应应力sⅡ的基础上上，增增加了一一个拉拉应力EpcⅡ，因此s0＝sⅡ－EEEpcⅡ＝EpcⅡ＋l5－EpcⅡ＝l5由上式得知此阶阶阶段的非非预应应力钢筋筋仍为为压应力力，其其值等于于l5。轴向拉力N0可可可根据截截面力力的平衡衡条件件求得N0＝p0App－ss0As将p0和s0的的的表达式代代入入上式,可得N0＝（conn－－l）Ap－l5As由式（10-3332）知：（con－l）AAp－l5As＝pcⅡA0所以N0＝pcⅡAA0（10-34）（2）加载至混混凝土土即将开开裂pcr＝p0＋＋＋Epftk＝con－l＋Epftk非预应力钢筋的的的应力sccrr由压应力力l5转为拉应应力力，其值值为scr＝Eftttk－l5轴向拉力Ncrrr可根据截截面面力的平平衡条条件求得得Ncr＝pcrrrAp＋scrAs＋ftkAc将pcr和scccr的表达达式式代入上上式,可得Ncr＝（cooon－l＋Epftk）Ap＋（Eftk－l5）As＋ftkAc＝（con－lll）Ap－l5As＋ftk（Ac＋EAs＋EpAp）＝（con－lll）Ap－l5As＋ftkA0由式（10-3332）知：（con－l）AAp－l5As＝pcⅡA0所以Ncr＝pcⅡⅡⅡA0＋ftkA0＝（pcⅡ＋ftk）A0（10-335）可见，由于预压压压力pcⅡ的作用（ppcⅡ比ftk大得多多），使使预应力力混凝凝土轴心心受拉拉构件的的Ncr值比钢钢筋筋混凝土土轴心心受拉构构件大大很多，这这就就是预应应力混混凝土构构件抗抗裂度高高的原原因所在在。（3）加载至破破坏轴向拉力Nu可可可根据截截面力力的平衡衡条件件求得Nu＝fpyAAp＋ffyAs（10-336）10.4.2后张法轴心心受受拉构件件各阶阶段的应应力分分析后张法预应力混混混凝土构构件是是先制作作钢筋筋混凝土土构件件（预留留孔道道），待待混凝凝土强度度达到到规定的的要求求时，在在构件件上张拉预应力力钢钢筋至张张拉控控制应力力coon后，再再把把预应力力钢筋筋锚固在在构件件上。后后张法法轴心受受拉构构件各阶段段的的应力状态态如如表10-9所示。1.施工阶段（1）张拉预应应力钢钢筋，预预压混凝凝土（2）完成第一一批预预应力损损失peⅠ＝conn－l11－l2＝con－lⅠ（10-337）非预应力钢筋中中中的压应应力为为：sⅠ＝EpcⅠ。混凝土的预压应应应力为pcⅠ可根据截截面面力的平平衡条条件确定定，即即peⅠAp＝ppcⅠAc＋sⅠAs将peⅠ和sⅠⅠ的表达式代代入入上式,可得（1110-338）3）完成第二批批预预应力损失失失预应力钢筋的拉拉拉应力降降低为为：peⅡ＝con－lⅠ－lⅡ＝con－l；非预应力钢筋中中中的压应应力为为：sⅡ＝EpcⅡ＋l5；混凝土的预压应应应力为pcⅡ可根据截截面面力的平平衡条条件确定定，即即peⅡAp＝ppcⅡAc＋sⅡAs将peⅡ和sⅡⅡ的表达式代代入入上式,可得（1110-339）2.使用阶段（1）加载至混混凝土土应力为为零p0＝peⅡ＋＋＋EppcⅡ＝con－l＋EppcⅡs0＝sⅡ－EEEpcⅡ＝EpcⅡ＋l5－EpcⅡ＝l5N0＝pcⅡAAn＋EppcⅡApp＝pcⅡA0（10-40）（2）加载至混混凝土土即将开开裂pcr＝p0＋＋＋Epftk＝con－l＋EppcⅡ＋Epftkscr＝Eftttk－l5Ncr＝pcrrrAp＋scrAs＋ftkAcNcr＝pcⅡⅡⅡAn＋EppcⅡAp＋ftkA0＝（pcⅡ＋ftk）A0（10-41）（3）加载至破破坏Nu＝fpyAAp＋ffyAs（10-42）10.4.3轴心受拉拉构构件的承承载力力计算和和抗裂裂度验算算预应力混凝土轴轴轴心受拉拉构件件，应进进行使使用阶段段承载载力计算算、裂裂缝控制制验算算及施工工阶段段张拉（或或放放松）预预应力力钢筋时时构件件的承载载力验验算，对对后张张法构件件还要要进行端端部锚锚固区局局部受受压的验验算。1.使用阶段承承载载力计算当预应力混凝土土土轴心受受拉构构件达到到承载载力极限限状态态时，全全部轴轴向拉力力由预预应力钢钢筋和和非预应应力钢钢筋共同同承担担，此时时，预预应力钢钢筋和和非预应应力钢钢筋均已已屈服服。构件件正截截面受拉拉承载载力按下下式计计算：N≤Nu＝fppyAp＋fyyAs（10-443）2.使用阶段裂裂缝缝控制验算算算根据结构的使用用用功能及及其所所处环境境不同同，对构构件裂裂缝控制制要求求的严格格程度度也应不不同。因因此，对对于预预应力混混凝土土轴心受受拉构构件，应应根据据《混凝凝土结结构设计计规范范》规定定，采采用不同同的裂裂缝控制制等级级进行验验算。《混凝土结构设设设计规范范》规规定，预预应力力构件按按所处处环境类类别和和结构类类别确确定相应应的裂裂缝控制制等级级及最大大裂缝缝宽度限限值，并并按下列列规定定进行受受拉边边缘应力力或正正截面裂裂缝宽宽度验算算。（1）一级—严严格要求不出出出现裂缝的的构构件在荷载效应的标标标准组合合下应应符合下下列规规定：（1000-46）（2）二级—一一般般要求不出出出现裂缝缝的构构件在荷载效应的标标标准组合合下应应符合下下列规规定：（10-47）在荷载效应的准准准永久组组合下下宜符合合下列列规定：：（10-48）式中ck、cqqq—荷载效应应的的标准组组合、准准永久组组合下下抗裂验验算边边缘混凝凝土的的法向应应力；；（10-49）（10-50）Nk、Nq—按按荷载效应的的的标准组合合、准准永久组组合计计算的轴轴向力力值；pc—扣除全部部部预应力力损失失后在抗抗裂验验算边缘缘混凝凝土的预预压应应力，按按式（10-332）和式（10-339）计算，等等等于各阶阶段应应力分析析中的的pcⅡ；A0—换算截面面面积积，A0＝Ac＋EAs＋EpAp。（3）三级—允允许许出现裂缝缝缝的构件件按荷载效应的标标标准组合合并考考虑长期期作用用的影响响计算算的最大大裂缝缝宽度，应应符符合下列列规定定：（10-51）【例10-1】某224m预应力混混凝凝土屋架架下弦弦杆的计计算。设计资料及条件件件材料混凝土预应力钢筋非预应力钢筋品种和强度等级级级C50普通松弛钢绞线线线HRB400截面280mm×11180mmm孔道2Ф55ФS10.8按构造要求配置置置412（As＝＝452mmmm2）材料强度N/mmmm2，，fptk=177720fpy=122220fyk=40000fy=360弹性模量N/mmmm2张拉控制应力张拉时混凝土强强强度张拉工艺后张法，一端张张张拉（超超张拉拉），采采用OOVM锚具具，孔孔道为预预埋金金属波纹纹管杆件内力永久荷载标准值值值产生的的轴向向拉力：：NGk=53300kN；可变荷载标准值值值产生的的轴向向拉力：：NQk=21100kN；可变荷载的标准准准永久值值系数数为0.55结构重要性系数数数裂缝控制等级二级【解】（1）使用阶段段的承承载力计计算由式（10-4443）采用2束钢绞线线线，每束束6ФS10.8，Ap=7122mmm2,见图10-220（c）。(2)使用阶段段段抗裂度度验算算1)截面几何特特征征预应力钢筋弹性性性模量与与混凝凝土弹性性模量量比非预应力钢筋弹弹弹性模量量与混混凝土弹弹性模模量比净截面面积换算截面面积2)预应力损失失失值①锚具变形损失失失由表10-5夹夹夹片式锚锚具OVM。得a=5mm②孔道摩擦损失失失按锚固端计算该该该项损失失，所所以l=24m,直线配筋筋,,则则第一批损失为为为③预应力钢筋应应应力松弛损损失失采用普通松弛预预预应力钢钢筋，使使用超张张拉工工艺，则则④混凝土的收缩缩缩和徐变损损失失则第二批预应力力力损失为为总预应力损失为为为3)验算抗裂度度计算混凝土有效效效预应力力a.在荷载效应应的的标准组合合合下（满足要求）b.在荷载效应应的的准永久组组组合下（满足要求）（3）施工阶段段混混凝土压应应应力验算算（满足要求）（4）锚具下局局部部受压验算算算1)端部受压区区截截面尺寸验验验算OVM锚具的直直直径为120mmm，锚具下下垫板厚20mm，局部部受受压面积积可按按压力从锚锚具具边缘在在垫板板中按45°扩散的面面积积计算，在在计计算局部部受压压计算底底面积积时，近近似地地可按图10-118（a）两实线线所所围的矩矩形面面积代替替两个个圆面积积。图10-18屋架下弦弦示示意图（a）受压面积积图；；（b）下弦端节节点点；（c）下弦截面面配配筋；（dd）钢筋网片片锚具下局部受压压压计算底底面积积混凝土局部受压压压净面积积因为混凝土确定定定等级不不超过过C50，所以取取。（满足要求）2)局部受压承承载载力计算屋架端部配置HHHPB22355级钢筋焊焊接接间接方方格网网片，钢钢筋直直径为Ф8，网片间间距距，共4片，见图10-118（b）；网片片尺尺寸为，见见图10-118（d）；，。间接钢筋的体积积积配筋率率满足要求。10.5预预预应力混混凝土土受弯构构件的的计算10.5.1受弯构件件的的应力分分析与预应力轴心拉拉拉构件类类似，预预应力混混凝土土受弯构构件的的受力过过程也也分两个个阶段段：施工工阶段段和使用用阶段段，每个个阶段段又包括括若干干个不同同的应应力过程程。预应力混凝土受受受弯构件件中，预预应力钢钢筋AAp一般都放放置置在使用用阶段段的截面面受拉拉区。但但是对对于梁底底受拉拉区需配配置较较多预应应力钢钢筋的大大型构构件，当当梁自自重在梁梁顶产产生的压压力不不足以抵抵消偏偏心预压压力在在梁顶拉拉区所所产生的的预拉拉应力时时，往往往在梁梁顶部部也需要要配置置预应力力钢筋筋Ap。对在预预压压力作用用下允允许预拉拉区出出现裂缝缝的中中小型构构件，可可不配置置Ap，但需控控制制其裂缝缝宽度度。为了了防止止在制作作、运运输和吊吊装等等施工阶阶段出出现裂缝缝，在在梁的受受拉力力和受压压区通通常也配配置一一些非预预应力力钢筋As和As。在预应力轴心受受受拉构件件中，预预应力钢钢筋AAp和非预应应力力钢筋As在截面上上的的布置是是对称称的，预预应力力钢筋的的总拉拉力Np可认为作作用用在截面面形心心轴上，混混凝凝土受到到的预预压力是是均匀匀的，即即全截截面均匀匀受压压。在受受弯构构件中，如如果果截面只只配置置Ap，则预应应力力钢筋的的总拉拉力Np对截面是是偏偏心的压压力，所所以混凝凝土受受到的预预应是是不均匀匀的，上上边缘的的预应应力和下下边缘缘的应力力是分分别是用用σpc和σpc表示，见见图10-199(a)。如果同同时时配置Ap和Ap（一般Ap>Ap），则预预应应力钢筋筋Ap和Ap的张拉力力的的合力Np位于Ap和Ap之间，此此时时混凝土土的预预应力图图形有有两种可可能：：如果Ap少，应力力图图形为两两个三三角形，σσpc为拉应应力力；如果果Ap较多，应应力力图形为为梯形形，σpc为压应应力力，其值值小于于σpc，见图图10--19(b)。图10-19预应力混混凝凝土受弯弯构件件截面混混凝土土应力（a）受拉区配配置预预应力钢钢筋的截截面应应力；（bb）受拉区、受受受压区都都配置置预应力力钢筋筋的截面面应力力由于对混凝土施施施加预应应力，使使构件在在使用用阶段截截面不不产生拉拉应力力或不开开裂，因因此，不不论哪哪种应力力图形形，都可可以把把预应力力钢筋筋的合力力视为为作用在在换算算截面上上的偏偏心压力力，并并把混凝凝土看看作为理理想弹弹性体，按按材材料力学学公式式计算混混凝土土的预应应力。表10-11、表表表10-1122给出了仅仅在在截面受受拉区区配置预预应力力钢筋的的先张张法和后后张法法预应力力混凝凝土受弯弯构件件在各个个受力力阶段的的应力力分析。图10-20配有预应应力力钢筋和和非预预应力钢钢筋的的预应力力混凝凝土受弯弯构件件截面（a）先张法构构件；；（b）后张法构构件件图10-20所所所示为配有有预预应力钢钢筋AAp、Ap和非预应应力力钢筋As、As的不对称称截截面受弯弯构件件。对照照100.4.11--2预应力混混凝凝土轴心心受拉拉构件相相应各各受力阶阶段的的截面应应力分分析，同同理，可可得出预预应力力混凝土土受弯弯构件截截面上上混凝土土法向向预应力力σpc、预应应力力钢筋的的应力力σpe，预应应力力钢筋和和非预预应力钢钢筋的的合力Np0（Np）及其偏偏心心距ep0（epn）等的的计计算公式式如下下述。1.施工阶段（1）先张法构构件件，见图10-200（a）（1110-556）（10-57）（10-58）相应阶段应力钢钢钢筋及非非预应应力钢筋筋的应应力分别别为（10---59）（10-600）σp0、p0———受拉区、受受受压区的的预应应力钢筋筋合力力点处混混凝土土法向应应力等等于零时时的预预应力钢钢筋应应力（1000-61）（2）后张法构构件件，见图1110-20（b）（10-622）（10---63）（10-64）相应预应力钢筋筋筋及非预预应力力钢筋的的应力力分别为为：（1000-65）（10-666）如构件截面中的的的Ap=0，则式式（100-57）～式（1100-66）中取σl5=0。需要说明的是在在在利用上上列公公式计算算时，均均需用施施工阶阶段的有有关数数值。2.使用阶段（1）加载至受受拉拉边缘混凝凝凝土应力力为零零图10-21受弯构件件截截面的应应力变变化（a）预应力作作用下下；（bb）荷载作用用下下；（c）受拉区区截截面下边边缘混混凝土应应力为为零；（d）受拉区截截面下下边缘混混凝土即即将出出现裂缝缝；（e）受拉区截截面下边缘缘混凝土开开裂设在荷载作用下下下，截面面承受受弯矩M0，见图100--21（c），则截截面面下边缘缘混凝凝土的法法向拉拉应力先张法：（1000-68）（10-699）后张法：（1000-70）（10-771）（2）加载到受受拉拉区裂缝即即即将出现现因此，预应力混混混凝土受受弯构构件的开开裂弯弯矩即（10-772）（3）加载至破破坏坏当受拉区出现垂垂垂直裂缝缝时，裂裂缝截面面上受受拉区混混凝土土退出工工作，拉拉力全部部由钢钢筋承受受。当当截面进进入第第Ⅲ阶段后，受受受拉钢筋筋屈服服直至破破坏，正正截面上上的应应力状态态与第第4章讲述的的钢钢筋凝土土受弯弯构件正正截面面承载力力相似似，计算算方法法亦基本本相同同。10.5.2正截面受受弯弯承载力力计算算1.计算简图对仅在受拉区配配配置预应应力钢钢筋的预预应力力混凝土土受弯弯构件，当当达达到正截截面承承载力极极限状状态时，其其截截面应力力状态态和钢筋筋混凝凝土受弯弯构件件相同。因因此此，其计计算简简图也相相同。当在受压区也配配配置预应应力钢钢筋时，由由于于预拉应应力（应应变）的的影响响，受压压区预预应力钢钢筋的的应力pee与钢筋混混凝土受受弯构构件中的的受压压钢筋不不同，其其状态较较复杂杂，随着着荷载载的不断断增大大，在预预应力力钢筋Ａp重心处的的混混凝土压压应力力和压应应变都都有所增增加，预预应力钢钢筋ＡＡp的拉应力力随随之减小小，故故截面到到达破破坏时，ＡＡp的应力可可能能仍为拉拉应力力，也可可能变变为压应应力，但但其应力力值ppe却达不不到到抗压强强度设设计值fpy，其值可可以以按平截截面假假定确定定。可可按下列列公式式计算：：先张法构件（10-773）后张法构件（10-774）图12-22矩形截面面预预应力混混凝土土受弯构构件正正截面受受弯承承载力计计算简简图2.正截面受弯弯承承载力计算算算对于矩形截面或或或翼缘位位于受受拉边的的倒T形截面预预应应力混凝凝土受受弯构件件，其其正截面受受弯弯承载力力计算算的基本本公式式为：(10---75))(1000-766)混泥土受压区高高高度应符符合下下列条件件：（10-777）（10---78）10.5.3受弯构件件使使用阶段段正截截面裂缝缝控制制验算预应力混凝土受受受弯构件件，在在使用阶阶段按按其所处处环境境类别和和结构构类别确确定相相应的裂裂缝控控制等级级及最最大裂缝缝宽度度限值，并并按按下列规规定进进行受拉拉边缘缘应力或或正截截面裂缝缝宽度度验算。1.一级—严格格要求不出现现现裂缝的构构件件在荷载效应的标标标准组合合下应应符合下下列规规定：（10-800）2.二级—一般般要求不出现现现裂缝的构构件件在荷载效应的标标标准组合合下应应符合下下列规规定：（10-81）在荷载效应的准准准永久组组合下下宜符合合下列列规定：：（10-82）式中ck、cqqq—荷载效应应的的标准组组合、准准永久组组合下下抗裂验验算边边缘混凝凝土的的法向应应力；；（10-83）（10-84）Mk、Mq—按按荷载效应的的的标准组合合、准准永久组组合计计算的弯弯矩值值；pc—扣除全部部部预应力力损失失后在抗抗裂验验算边缘缘混凝凝土的预预压应应力，按按式（10-556）和式（10-662）计算；；W0—换算截面面受拉拉边缘的的弹性抵抵抗矩矩；ftk—混凝土土土抗拉强度度标标准值。对在施工阶段预预预拉区出出现裂裂缝的区区段，公公式（10-880）至（10-882）中的pcc应乘以系系数0.9。3.三级—允许许出现裂缝的的的构件按荷载效应的标标标准组合合并考考虑长期期作用用的影响响计算算的最大大裂缝缝宽度wmax按（10--551）式计算算，但但此时应应取ccr=1.7，Ate＝0.5bhh+(bf-b)hf，按荷荷载载效应的的标准准组合计计算的的预应力力混凝凝土构件件纵向向受拉钢钢筋的的等效应应力ssk按下列列公公式计算算：（10-85）图12-24预应力钢钢筋筋和非预预应力力钢筋合合力点点至受压压区压压力合力力点的的距离式中z—受受拉拉区纵向预预预应力钢钢筋和和非预应应力钢钢筋合力力点至至受压区压压力力合力点点的距距离，见见图10-224；（10-886）（10---87）10.5.4受受受弯构件件斜截截面受剪剪承载载力计算算预应力混凝土梁梁梁的斜截截面受受剪承载载力比比钢筋混混凝土土梁的大大些，主主要是由由于预预应力抑抑制了了斜裂缝缝的出出现和发发展，增增加了混混凝土土剪压区区高度度，从面面提高高了混凝凝土剪剪压区的的受剪剪承载力力。因此，计算预应应应力混凝凝土梁梁的斜截截面受受剪承载载力可可在钢筋筋混凝凝土梁计计算公公式的基基础上上增加一一项由由预应力力而提提高的斜斜截面面受剪承承载力力设计值值Vp，根据矩矩形形截面有有箍筋筋预应力力混凝凝土梁的的试验验结果，VVp的计算公公式式为：（10-888）为此，对矩形、T形及I形截面的的预预应力混混凝土土受弯构构件，当当仅配置置箍筋筋时，其其斜截截面的受受剪承承载力按按下列列公式计计算：：（1110-889）图12-25预应力钢钢筋筋的预应应力传传递长度度范围围内，有有效预预应力值值的变变化对于刻痕钢丝及及及钢绞线线配筋筋的先张张法预预应力混混凝土土构件，如如果果斜截面面受拉拉区始端端在预预应力传传递长长度ltr范围内内，则则预应力力钢筋筋的合力力取为为，见图100--25。ltr按式（100--1）计算。lla为斜裂缝缝与与预应力力钢筋筋交点至至构件件端部的的距离离。当混凝土法向预预预应力等等于零零时，预预应力力钢筋及及非预预应力钢钢筋的的合力Np0引起的的截截面弯矩矩与由由荷载产产生的的截面弯弯矩方方向相同同时，以以及对于于预应应力混凝凝土连连续梁和和允许许出现裂裂缝的的预应力力混凝凝土简支支梁，均均取Vp＝0。当配有箍筋和预预预应力弯弯起钢钢筋时，其其斜斜截面受受剪承承载力按按下列列公式计计算(10-90)))对集中荷载作用用用下的独独立梁梁（包括括作用用有多种种荷载载，且其其中集集中荷载载对支支座截面面或节节点边缘缘所产产生的剪剪力值值占总剪剪力的的75%以上上的的情况），则则公式（100-89）中Vcs应改为（10---91）为了防止斜压破破破坏，受受剪截截面应符符合下下列条件件：当时（10-92）当时（10-93）当时按直直线线内插法取取取用。矩形、T形、III形截面的的一一般预应应力混混凝土受受弯构构件，当当符合合下列公公式的的要求时时，则则可不进进行斜斜截面受受剪承承载力计计算，仅仅需按构构造要要求配置置箍筋筋。（1000-94）或（110-95）上述斜截面受剪剪剪承载力力计算算公式的的适用用范围和和计算算位置与与钢筋筋混凝土土弯构构件的相相同。10.5.5受受受弯构件件斜截截面抗裂裂度验验算《混凝土结构设设设计规范范》规规定预应应力混混凝土弯弯构件件斜截面面的抗抗裂度验验算，主主要是验验算截截面上的的主拉拉应力tpp和主压应应力cp不超过过一一定的限限值。1.斜截面抗裂裂度度验算的规规规定（1）混凝土主主拉拉应力对严格要求不出出出现裂缝缝的构构件，应应符合合下列规规定（10---96）对一般要求不出出出现裂缝缝的构构件，应应符合合下列规规定（10---97）（2）混凝土主主压压应力对严格要求和一一一般要求求不出出现裂缝缝的构构件，均均应符符合下列列规定定（1000-98）2.混凝土主拉拉应应力tp和主压压应应力cp的计算算预应力混凝土构构构件在斜斜截面面开裂前前，基基本上处处于弹弹性工作作状态态，所以以主应应力可按按材料料力学方方法计计算。图10-226为一预应应力力混凝土土简土土简支梁梁，构构件中各各混凝凝土微元元体除除了承受受由荷荷载产生生的正正应力和和剪应应力外，还还承承受由预预应力力钢筋所所引起起的预应应力。荷载作用下载面面面上任一一点的的正应力力和剪剪应力分分别为为（1000-99）如果梁中仅配置置置预应力力纵向向钢筋，则则将将产生预预应力力pcⅡ，在预应应力力和荷载载的联联合作用用下，计计算纤维维处产产生沿x方向的混混凝凝土法向向应力力为（10---100）图10-26配置预应应力力弯起钢钢筋AApb的受弯弯构构件中微微元件件A的应力情情况况如果梁中还配有有有预应力力弯起起钢筋，则则不不仅产生生平行行于梁纵纵轴方方向（x方向）的的预预应力pcⅡ，而且还还要要产生垂垂直于于梁纵方方向（y方向）的的预应力yy以及预剪剪应力pcc，其值分分别按下式式确定（10---101）（1110-11022）所以，计算纤维维维处的剪剪应力力为（1000-1003）混凝土主拉应力力力tp和主压压应应力cp按下列列公公式计算算（10-11044）上述公式中x、y、pc和，当为拉拉应应力时，以以正正号代入入；当当为压应应力时时，以负负号代代入。3.斜截面抗裂裂度度验算位置置置计算混凝土主应应应力时，应应选选择跨度度内不不利位置置的截截面，如如弯矩矩和剪力力较大大的截面面或外外形有突突变的的截面，并并且且在沿截截面高高度上，应应选选择该截截面的的换算截截面重重心处和和截面面宽度有有突变变处，如如I形截面上上、下下翼缘与与腹板板交接处处等主主应力较较大的的部位。对先张法预应力力力混凝土土构件件端部进进行斜斜截面受受剪承承载力计计算以以及正截截面、斜斜截面抗抗裂验验算时，应应考考虑预应应力钢钢筋在其其预应应力传递递长度度ltr范围内内实实际应力力值的的变化，见见图图10-25。预应力力钢钢筋的实实际预预应力按按线性性规律增增大，在在构件端端部为为零，在在其传传递长度度的末末端取有有效预预应力值值pee。10.5.6受受受弯构件件的挠挠度与反反拱验验算预应力受弯构件件件的挠度度由两两部分叠叠加而而成：一一部分分是由荷荷载产产生的挠挠度ff1l，另一部部分分是预加加应力力产生的的反拱拱f2l。1.荷载作用用用下构件件的挠挠度f1l挠度f1l可按按按一般材材料力力学的方方法计计算，即即（10-11055）其中截面弯曲刚刚刚度B应分别按按下下列情况况计算算：（1）按荷载效效应的的标准组组合下的的短期期刚度，可可由由下列公公式计计算：对于使用阶段要要要求不出出现裂裂缝的构构件（10-10066）式中Ec——混混凝土的弹弹弹性模量量；I0—换算截面面惯性性矩；0.85—刚度度度折减系系数，考考虑混凝凝土受受拉区开裂前出出现现的塑性性变形形。对于使用阶段允允允许出现现裂缝缝的构件件（1110-11077）（1000-1008）（10-11099）（1000-1110）对预压时预拉区区区出现裂裂缝的的构件，BBs应降低100％。（2）按荷载效效应应标准组合合合并考虑虑预加加应力长长期作作用影响响的刚刚度，可可按式式（9-20）计算，其其其中Bs按式（10-11006）或式（10-11007）计算。2.预加应力产产生生的反拱fff2l预应力混凝土构构构件在偏偏心距距为ep的总预压压力力Np作用下将将产产生反拱拱f2l，其值可可按按结构力力学公公式计算算，即即按两端端有弯弯矩（等等于NNpep）作用的的简简支梁计计算。设设梁的跨跨度为为l，截面弯弯曲曲刚度为为B，则（10-11111）式中的Np、eeep及B等按下列列不不同的情情况取取用不同同的数数值，具具体规规定如下下：（1）荷载标准准组组合下的反反反拱值荷载标准组合时时时的反拱拱值是是由构件件施加加预应力力引起起的，按按B＝0.855EcI0计算，此此时时的Np及ep均按扣除除第第一批预预应力力损失值值后的的情况计计算，先先张法构构件为为Np0Ⅰ、ep0Ⅰ，后张法法构构件为NpⅠ、epnⅠ。（2）考虑预加加应应力长期影影影响下的的反拱拱值预加应力长期影影影响下的的反拱拱值是由由于在在使用阶阶段预预应力的的长期期作用，预预压压区混凝凝土的的徐变变变形影影响使梁梁的反反拱值增增大，故故使用阶阶段的的反拱值值可按按刚度B＝0.425EcI0计算，此此时时Np及ep应按扣除除全全部预应应力损损失后的的情况况计算，先先张张法构件件为NNp0Ⅱ、ep0Ⅱ，后张法法构构件为NpⅡ、epnⅡ。3.挠度计算由荷载标准组合合合下构件件产生生的挠度度扣除除预应力力产生生的反拱拱，即即为预应应力受受弯构件件的挠挠度，(10-11112)式中［f］］—允许挠度值值，见见附表55-1。10.5.7受受受弯构件件施工工阶段的的验算算图10-27预应力混混凝凝土受弯弯构件件（a）制作阶段段；；（b）吊装阶阶段段；（c）使用阶阶段段预应力受弯构件件件，在制制作、运运输及安安装等等施工阶阶段的的受力状状态，与与使用阶阶段是是不相同同的。在在制作时时，截截面上受受到了了偏心压压力，截截面下边边缘受受压，上上边缘缘受拉，见见图图10-227（a）。而在在运运输、安安装时时，搁置置点或或吊点通通常离离梁端有有一段段距离，两两端端悬臂部部分因因自重引引起负负弯距，与与偏偏心预压压力引引起的负负弯距距是相叠叠加的的，见图10-227（b）。在截面上边缘（或或称预拉区），或或果混凝土的的拉应力超过过了混凝土的的抗拉强度时时，预拉区将将出现裂缝，并并随时间的增增长裂缝不断断开展。在截截面下边缘（预预压区），如如混凝土的压压应力过大，也也会产生纵向向裂缝。试验验表明，预拉拉区的裂缝虽虽可在使用荷荷载下闭合，对对构件的影响响不大，但会会使构件在使使用阶段的正正截面抗裂度度和刚度降低低。因此，必必须对构件制制作阶段的抗抗裂度进行验验算。《混凝凝土结构设计计规范》是采采用限制边缘缘纤维混凝土土应力值的方方法，来满足足预拉区不允允许或允许出出现裂缝的要要求，同时保保证预压区的的搞压强度。（1）制作、运运输输及安装等等等施工阶阶段，除除进行承承载能能力极限限状态态验算外外，对对不允许许出许许裂缝的的构件件，或预预压时时全截面面受压压的构件件，在在预加应应力、自自重及施施工荷荷载作用用下（必必要时应应考虑虑动力系系数）截截面边缘缘的混混凝土法法向应应力应符符合下下列规定定（图图10-28）：（a）（b）图10-28预应力混混凝凝土受弯弯构件件施工阶阶段验验算（a）先张法构构件件；（b）后张法法构构件（10---1133）（10-11144）式中ct、ccc—相应施工工阶阶段计算算截面面边缘纤纤维的的混凝土土拉应应力和压压应力力；ftk、fckkk—与各施工工阶阶段混凝凝土立立方体抗抗压强强度fcu相应的的抗抗拉强度度标准准值、抗抗压强强度标准准值，按按附录二二附表表2-1用直线内内插插法取用用。（2）制作、运运输及及安装等等施工阶阶段，除除进行承承载能能力极限限状态态验算外外，对对预拉区区允许许出许裂裂缝的的构件，当当预预拉区不不配置置预应力力钢筋筋时，截截面边边缘的混混凝土土法向应应力应应符合下下列条条件：（10---1155）（10-11166）截面边缘的混凝凝凝土法向向应力力ct、cc可按下下式式计算（10---1177）式中pc——由由预加应力力力产生的的混凝凝土法向向应力力，当pcc为压应力力时，取取正值值；当pcc为拉应力力时，取取负值值；Nk、Mk—构构件自重及施施施工荷载的的标标准组合合在计计算截面面产生生的轴向向力值值、弯矩矩值。当当Nk为轴向压压力力时，取取正值值；当Nk为轴向拉拉力力时，取取负值值；对由由Mk产生的边边缘缘纤维应应力，压压应力取取正号号，拉应应力取取正号，拉拉应应力取负负号；；W0—验算边缘缘的换换算截面面弹性抵抵抗矩矩。其余符号都按先先先张法或或后张张法构件件的截截面几何何特征征代入。10.6部分预预预应力混混凝土土及无粘粘结预预应力混混凝土土结构简简述1.部分预应力力混混凝土（1）全预应力力混混凝土和部部部分预应应力混混凝土结结构全预应力混凝土土土结构系系指在在全部荷荷载（按按荷载效效应的的标准组组合计计算，下下同）及及预应力力共同同作用下下受拉拉区不出出现拉拉应力的的预应应力混凝凝土结结构。部分预应力混凝凝凝土结构构系指指在全部部使用用荷载作作用下下受拉区区已出出现拉应应力或或裂缝的的预应应力混凝凝土结结构。其其中，在在全部使使用荷荷载作用用下受受拉区出出现拉拉应力，但但不不出现裂裂缝的的预应力力混凝凝土结构构，可可称为有有限预预应力混混凝土土结构。（2）全预应力力混混凝土和部部部分预应应力混混凝土的的特点点全预应力混凝土土土的特点点是：：1）抗裂性能好好好。由于全全预预应力混混凝土土结构构构件所所施加的的预应应力值大大，混混凝土不不开裂裂，因而而构件件的刚度度大，常常用于对对抗裂裂或抗腐腐蚀性性能要求求较高高的结构构构件件，如贮贮液罐罐，吊车车梁，核核电站安安全壳壳等；2）抗疲劳性能能能好。预应应力力钢筋从从张拉拉完毕直直至使使用的整整个过过程中，其其应应力值的的变化化幅度小小，因因而在重重复荷荷载作用用下抗抗疲劳性性能好好；3）设计计算简简简单。由于于截截面不开开裂，因因而在荷荷载作作用下，截截面面应力和和构件件挠度的的计算算可应用用弹性性理论，计计算算简易；；4）反拱值往往往往过大，由由于于截面预预加应应力值高高，尤尤其对永永久荷荷载小、可可变变荷载大大的情情况，会会使构构件的反反拱值值过大，导导致致混凝土土在垂垂直于张张拉方方向产生生裂缝缝，并且且，由由于混凝凝土的的徐变会会使反反拱值随随时间间的增长长而发发展，影影响上上部结构构件的的正常使使用；；5）张拉端的局局局部承压应应力力较高，需需增增设钢筋筋网片片以加强强混凝凝土的局局部承承压力；；6）延性较差。由由由于全预预应力力混凝土土构件件的开裂裂荷载载与破坏坏荷载载较为接接近，致致使构件件破坏坏时的变变形能能力较差差，对对结构抗抗震不不利。部分预应力混凝凝凝土的特特点是是：1）可合理控制制制裂缝与变变形形，节约约钢材材。因可可根据据结构件件的不不同使用用要求求、可变变荷载载的作用用情况况及环境境条件件等对裂裂缝和和变形进进行合合理的控控制，降降低了预预加应应力值，从从而而减少了了锚具具的用量量，适适量降低低了费费用；2）可控制反拱拱拱值不致过过大大。由于于预加加应力值值相对对较小，构构件件的初始始反拱拱值小，徐徐变变变形亦亦减小小；3）延性较好。在在在部分预预应力力混凝土土构件件中，通通常配配置非预预应力力钢筋，因因而而其正截截面受受弯的延延性较较好，有有利于于给构抗抗震，并并可改善善裂缝缝分布，减减小小裂缝宽宽度；；4）与全预应力力力混凝土相相比比，可简简化张张拉、锚锚固等等工艺，获获得得较好的的综合合经济效效果；；5）计算较为复复复杂。（3）荷载－挠挠度度曲线对部分预应力混混混凝土，较较多多采用预预应力力高强钢钢材（钢钢丝、钢钢绞线线）与非非预应应力钢筋筋（Ⅱ、Ⅲ级钢筋等等）混混合配筋筋的方方式。图图100－29为部分预预应应力混凝凝土梁梁的荷载载－挠挠度曲线线示意意图。由由图可可见，混混合配配筋梁（图图中中曲线1）的荷载载－－挠度曲曲线呈呈三折线线状，分分别反映映不开开裂、开开裂和和塑性三三个工工作阶段段；而而仅采用用预应应力高强强钢材材配筋的的梁（图图中曲线线2），由于于高高强钢材材没有有屈服台台阶，荷荷载－挠挠度曲曲线在梁梁开裂裂后没有有明显显的转折折点。此此外，混混合配配筋部分分预应应力混凝凝土梁梁的破坏坏荷载载略高于于仅采采用高强强钢材材的梁。图10-29部分预应应力力混凝土土梁的的荷载－－挠度度曲线示示意图图1-混合配筋梁梁；；2-全部采用用高高强钢材材配筋筋的梁2.无粘结预应应力力混凝土（1）有粘结预预应应力混凝土土土和无粘粘结预预应力混混凝土土有粘结预应力混混混凝土是是指预预应力钢钢筋与与周围的的混凝凝土有可可靠的的粘结强强度使使得在荷荷载作作用下预预应力力钢筋与与相邻邻的混凝凝土有有同样的的变形形。先张张法预预应力混混凝土土及后张张灌浆浆的预应应力混混凝土都都是有有粘结预预应力力混凝土土结构构。（2）有粘结预预应应力束和无无无粘结预预应力力束对后张法施工的的的预应力力混凝凝土构件件，通通常的做做法是是，在构构件中中预留孔孔道，待待混凝土土结硬硬后，穿穿入预预应力束束进行行张拉至至控制制应力并并锚固固，最后后用压压力灌浆浆将预预留孔道道的孔孔隙填实实，这这种沿预预应力力束全长长均与与混