混凝土结构基本原理一三

第十章预应力混凝土结构的性能与计算混凝土结构基本原理一、基本概念

1.预应力混凝土的特点加载加载*提高刚度和抗裂度*减轻结构自重*提高梁的抗扭和抗剪承载力，但不提高抗弯承载力*提高梁的抗疲劳承载力保护钢筋免受大气腐蚀一、基本概念

2.先张法和后张法张拉钢筋并在台座上固定浇注混凝土构件混凝土强度达设计强度的70%以上时剪断钢筋浇混凝土构件，并在构件中预留孔道在构件中预留孔道中穿钢筋并张拉锚固灌浆一、基本概念

3.有粘结和无粘结预应力混凝土有粘结预应力混凝土先张法生产的预应力混凝土构件以及后张法张拉钢筋后在孔道中灌浆所生产的预应力混凝土构件特点受力性能好，裂缝分布均匀，裂缝宽度较小一、基本概念

3.有粘结和无粘结预应力混凝土无粘结预应力混凝土后张法张拉钢筋后不在孔道中灌浆所生产的预应力混凝土构件特点造价低，便于以后再次张拉或更换预应力钢筋一、基本概念

4.全预应力和部分预应力使用荷载下不出现拉应力或裂缝全预应力混凝土构件使用荷载下允许混凝土受拉区产生宽度不大的裂缝部分预应力混凝土构件二、施加预应力的方法

1.张拉预应力筋的方法*直接张拉法：用千斤顶等机械工具直接张拉预应力钢筋*电热法：低电压强电流通过钢筋使其发热伸长，达设计要求时断电*连续配筋法：用旋转工作台将预应力筋缠绕于混凝土块体上或水池壁上*自张法：用自应力水泥制成混凝土，结硬时混凝土膨胀带动混凝土中的钢筋一起伸长，在混凝土中产生压力*直接加压法：用千斤顶直接在构件两端加力使其获得预压力二、饲施加长预应躁力的忌方法2.锚具帝和夹芦具*夹泉具：古主要凶依靠既摩擦庙力来财夹住胡钢筋住，它煎不留驼在构狼件上膨，剪逐断预蛙应力首筋后膊夹具预的作扁用即恳消失*锚酬具：眯永久绿地留摘在构项件上慕，如杀锚具爬失效扭构件请中的软预应磨力将算全部弊消失念。二、题施加灭预应搞力的驴方法2.锚具兼和夹缸具摩擦宋型锚笨具二、秒施加蜂预应盗力的予方法2.锚具竭和夹努具墩头拐锚具二、枝施加可预应薯力的葱方法2.锚具惜和夹坑具粘结和型锚铲具：利用经构件玻端部嘱预留妈锥形斧自锚殖孔的及后浇积混凝碌土锚唉固预罗应力威钢筋灌浆口（灌浆锚固）6~8螺旋筋8箍筋3铅丝线圈预应力筋二、波施加惠预应勤力的土方法2.锚具离和夹忽具承压慢型锚棕具：利用豪螺帽缎、垫听板等劈燕的承标压作液用将蛮预应女力钢想筋锚勉固在伍端部预应力筋垫板螺丝杆端螺母对焊接头三、斧预应恶力混泡凝土柳所用厕的材爸料1.钢筋强度督高；司与混始凝土期间有马足够透的粘脖结力兄；良刻好的纪加工阀性能岗和一化定的捏塑性要求处于趟侵蚀补介质堤中的楚预应闲力混圣凝土叼构件覆，不电宜采虏用热织处理惑钢筋怨、碳限素钢布丝、佣刻痕烈钢丝勉、钢得绞线备等作押为预全应力兼钢筋钢筋冷拉孔钢筋舱、热巧处理孕钢筋葡、碳禽素钢绞丝、熟刻痕滥钢丝昆、钢态绞线欣、冷版拔低东碳钢妹丝注意对直康接承滋受动宾荷载逆的预削应力她混凝年土构哪件，糊不得雷采用佛有焊摘接接扭头的太冷拉紫钢筋三、槽预应韵力混互凝土配所用鹊的材罩料2.混凝苦土C3爪0一般北预应蛾力混雁凝土廊构件采用遍热处镰理钢践筋、差碳素涛钢丝守、刻妄痕钢恳丝、涂钢绞哪线的校预应酸力混尝凝土窄构件C4拐0四、劣张拉吐控制叮应力

co佣n的确合定1.

co赖n对结络构的捆影响Ap

conAp

conAp

conAp

con使构盏件出骗现脆孩性破递坏

co屯n越大焦，混特凝土液中的棕预压钱应力唐越大尸，但期过大占会产误生如总下问酸题预应怒力筋艰过早孙进入相流幅逮，降代低其桐塑性增加妻钢筋秋的松痛弛损暂失四、塞张拉拉控制泳应力

co施n的确淘定2.

co端n的取假值Ap

conAp

conAp

conAp

con预应疗力钢歉筋屈碑服强折度的0.宣5~最0.树9冷拉钢筋预应招力钢赶筋极射限抗膜拉强详度的0.煤4~绸0.销75预应较力钢程筋极额限抗键拉强肾度的0.鄙4~智0.跟70碳素镜钢丝恶、刻申痕钢绸丝、竟钢绞券线冷拔并低碳扣钢丝御、热存处理茂钢筋五、痰预应舒力损胸失值1.预应砖力损伸失的脑种类Ap

conAp

conAp

conAp

con前期俯损失工或第分一批岗损失如锚吊具变厦形、竭管道顾摩擦汽、台乱座与蓬钢筋廉的温凡差、舱钢筋沃松弛翁损失另等发生在预应力传到混凝土之前后期寨损失且或第楼二批柜损失如混忆凝土脸收缩直徐变禁、局退部挤羊压损愧失等发生在预应力传到混凝土之后五、优预应扔力损纹失值1.预应韵力损厅失的身种类前期出损失踪蝶或第碌一批争损失Ap

conAp

conAp

conAp

con后期巨损失差或第逐二批仓损失预应竿力损抓失值者不宜疗笼统臣地估伟算，介应予扑分项右计算桂，然残后相炸加确南定总熊的损响失值但各刮项预退应力燃损失辛值又邻不是墙截然捕无关侦的。减试图罚求得东各项容预应蕉力损鸟失的朗“净聋值”盗是很永困难就的。五、厦预应带力损朗失值2.管道缴摩擦谊损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrP后张击法中吹，张没拉钢愈筋时筛，钢荷筋在锻孔道侍中滑员动，昆就会武产生裙摩擦猎力主要由两部分组成*孔量道偏桨差等冠因素畜引起径的*曲熟线型歉孔道捡而引司起的五、鹅预应轰力损招失值2.管道啊摩擦荐损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxr由孔道偏差引起的损失值与预应力和孔道长度成正比负号毯表示dP1和Px方向金相反五、壳预应眨力损把失值2.管道掀摩擦赵损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrP'dPxPxddP2+dP1Px-dPx五、给预应凉力损口失值2.管道摆摩擦遥损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrP'dPxPxddP2+dP1Px-dPx五、忆预应松力损流失值2.管道吴摩擦云损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrP'dPxPxddP2+dP1Px-dPx考虑没孔道谱每米喷长度灿局部素偏差状的摩乌擦系乘数，昌教材项表10乓-3预应捆力钢旗筋与脆孔道馅壁间第的摩陈擦系症数，芝教材妈表10泥-3五、库预应数力损急失值2.管道爸摩擦冈损失

l2采用房诚两端写张拉虑可以聚减少

l2张拉端锚固端

con张拉端

con张拉端

con五、活预应贡力损旋失值2.管道肆摩擦愿损失

l2采用酱超张家拉可耽以减起少

l2建议的张拉程序为01.百1

co宪n停2分钟0.旺85

co助n停2分钟

co旦n张拉端锚固端

con张拉端锚固端1.1

con0.85

con

con五、覆预应秀力损缎失值3.锚具理变形香和钢积筋回欲缩损失

l1由于王锚具吊、垫抚块本画身的谱变形免，其愧间裂田缝的猪压紧钥及钢朱筋在经锚具谷中的捉滑移硬引起赤的损句失张拉俩端至锁锚固楼端之欺间的陆距离预应伪力钢居筋的拣弹性顶模量张拉若端锚紫具的既变形来和钢当筋的汤内缩辰值，刃见教雨材表10叶-2五、筋预应晋力损雹失值3.锚具寄变形添和钢支筋回陆缩损失

l1应注意肤的几因个问婚题*由政块体洋拼装专的结回构，尿尚应值考虑约填逢呀间的内预压各变形险。当怕采用竖混凝菜土或森砂浆举为填崭逢材允料时缓，每羞条缝啊的预好压变万形值战为1m蚀m*先紫张法构件刷，当背台座暖长度耍超过10洒0m时，笛可忽养略

l1*后张法构件逐，

l1只考虑徐张拉区端，汉因锚虹固端撑锚具仍在张亏拉过耀程中永已被节压紧五、揪预应耕力损访失值3.锚具草变形尘和钢穿筋回如缩损失

l1应注意详的几推个问帽题*此预式不适用揭于曲蛙线配甲筋的船后张料法构块件（狐具体咬算法叼可参赶考相左关文绒献）锚固前的应力图锚固后的应力图摩擦力

l1

l1/2lf

con

（0）五、汪预应誓力损下失值4.温差跳应力损失

l3温度为t0时的应力为

con温度升到t1时由于混凝土未结硬此处的应力为

con

温度回落到t0时由于混凝土已结硬和钢筋同时回缩，此处的应力为

con

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con混凝签土蒸坦汽养仅护时,预应守力钢潮筋与咬台座软之间蓝温差单引起侄的损趟失钢筋祥的线没膨胀塞系数*采用遮二次庄升温荷法可革减少

l3:先在剃常温种下养奔护,当混家凝土揪的强冶度达恨到7.辽5~罩10松N/甲mm2时再岁逐渐斗升温五、苦预应救力损酸失值5.应力僵松弛损失

l4钢筋巧在高上应力促作用执下，话长度幅不变品而应头力随阵时间屋逐渐皮降低其的现黑象称益为应同力松比弛钢筋谈张拉罚后1小时宴内约兆完成慢总松饭弛的50巨%，24小时叫内完蜜成总惭松弛分的80劣%，以炒后逐老渐收风敛采用用超张亭拉时兄为0.虾9，不捕采用丽时为1.摩0常数吃参见裳规范尽的相顺关内墨容五、咱预应墓力损粪失值5.应力料松弛损失

l4采用打超张禽拉可脏以减岁少

l4建议的张拉程序为0(1跌.0布5~舰1.置1)

co寒n停2~宋5分钟0

co续n在高买应力冰下，葵本需1小时义才能叠完成事的损话失，辆在2~缺5分钟砌内就烈完成鹊了大兵部分五、散预应咳力损峡失值6.混凝销土收挖缩徐液变损失

l5收缩功和徐堡变两脖者相藏互有朴关，龟很难却精确娇计算问，为冲了简拘化两撞项损争失可为合并机考虑受拉屯区或怜受压没区各扫自预呜应力妖钢筋叹和非缘瑞预应夸力钢叠筋的虽配筋斗率受拉沿区或察受压事区预絮应力刷钢筋农在各箱自合更力作魄用点耳处混蜓凝土痛的法啊向压滚应力高湿思环境鸟中可池降低50锈%干燥禽环境宗中应叶增加20狂~3望0%系数A、B、C、D参见充教材疏中的春相关节规定五、旷预应督力损腐失值6.钢筋尸挤压嗓混凝菌土损失

l6采用泥螺旋忆式预锦应力太筋作这为配役筋的裙环形捐构件首，由散于预璃应力跌筋对锋混凝怀土的餐局部拒挤压度使构况件直竿径减播小所暖引起仅的损泊失当d3m时五、物预应料力损武失值7.预应挽力损失欠的组经合预应力损失的组合先张法构件后张法构件第一批损失

lI

l1+

l2+

l3+

l4

l1+

l2第二批损失

lII

l5

l4+

l5+

l6预应多力总装损失嫂的下玻限值先张斤法构件伐：

l1巴00尽N/膏mm2后张法构件狂：

l8顾0N资/m晕m2六、术预应淋力筋惰锚固郑区受菌力性录能1.先张勉法预丘应力棕筋预瓦应力锈传递锡长度ltrltr

pe

pc当采甜用骤遭然放它松预沿应力钢筋豆的施惕工工称艺时害，起租点应茧从距救构件旋末端0.暑25ltr处开撒始计色算

ltr六、她预应水力筋弯锚固特区受城力性桂能2.后张贡法锚寇固区蛙的局林部承兔压2a2bAA七、玻轴心皂受拉振构件裕的分叼析1.受力齐特征P

PP预应力混凝土构件（使用荷载下不带裂缝）普通混凝土构件（使用荷载下常带裂缝）预应力钢筋开裂前，拳荷载-位移爬关系废为线啦性的团，预可应力言钢筋界的应萍力增棉长较棉少开裂后，雕预应纵力钢榜筋的适应力网急增压，进志入非剪线性商阶段七、文轴心大受拉所构件防的分屠析1.先张撑法构毅件各别阶段羡的应喷力分券析施工许阶段--净--张拉叫钢筋七、吸轴心郑受拉阶构件细的分赏析1.先张屯法构睬件各店阶段叹的应霜力分锐析施工粱阶段--仗--完成饭第一口批预奴应力垫损失浇注混凝土但不受力七、租轴心箩受拉增构件朽的分如析1.先张闻法构勇件各禁阶段员的应稳力分深析施工辆阶段--书--放松户钢筋

pcI七、霸轴心财受拉梅构件厉的分凤析1.先张粗法构弄件各员阶段避的应衔力分肆析施工湖阶段--难--完成赏第二丈批损圈失

pcII混凝江土中值的有社效预差压应等力七、临轴心符受拉杆构件凉的分退析1.先张逆法构扫件各昏阶段萍的应立力分小析加载掌阶段--招--加载妻至混其凝土浑中的室应力窃为0

c=0Np0七、爷轴心研受拉席构件早的分丝式析1.先张冤法构袖件各纹阶段雨的应仇力分拜析加载伞阶段--笑--加载俊至混刚凝土初开裂ftNcr七、愁轴心己受拉垄构件济的分浸析1.先张疑法构趋件各莲阶段津的应康力分宾析加载领阶段--段--加载丝式到破珍坏Nu七、爹轴心户受拉医构件绣的分斯析2.后张阻法构召件各惰阶段本的应感力分佣析施工藏阶段--转--穿钢弯筋七、委轴心冤受拉茧构件双的分规析2.后张哄法构头件各留阶段昆的应把力分俩析施工恒阶段--锁--张拉谷钢筋牛完成匆第一滋批预傍应力旁损失

pcI

pcI七、澡轴心智受拉气构件浩的分灯析2.后张库法构惜件各耍阶段医的应涂力分盒析施工能阶段--辨--完成极第二妻批损喂失混凝婚土中彻的有跑效预份压应电力

pcII

pcII七、火轴心罩受拉私构件汗的分庄析2.后张订法构拒件各桶阶段找的应唤力分炼析加载矛阶段--唐--加载富至混灯凝土父中的恶应力烤为0

c=0Np0Np0七、踪蝶轴心邪受拉倘构件规的分昏析2.后张炭法构幕件各抖阶段巧的应习力分谊析加载慰阶段--音--加载鸟至混榴凝土姨开裂NcrftftNcr七、矮轴心复受拉怀构件威的分席析2.后张逐法构猜件各堂阶段干的应俱力分傻析加载拦阶段--础--加载乔到破暂坏NuNu八、轴心五受拉南构件邻的设旨计1.基本抛内容使用彩阶段凯的承粮载力罢验算施工她阶段盲的承稻载力鞠验算抗裂绝和裂幕缝宽绸度验挨算构造丘要求八、轴心扯受拉厦构件幼的设槐计2.使用荐阶段宝的承头载力派验算NuNu非预果应力箭钢筋笋的强铜度非预画应力虚钢筋颈的截润面积八、轴心宴受拉猪构件描的设谦计3.施工丛阶段虑的承辈载力搅验算放松条钢筋失或张荐拉并领锚固粘钢筋饭时混腊凝土怎承受共的预曲压应叹力放松别钢筋文或张慌拉并筹锚固寸钢筋各时混呈凝土尚的轴抱心抗毅压强弟度放松职钢筋告或张蔽拉并湿锚固厨钢筋锦时

cc

cc八、轴心枕受拉娘构件捕的设责计3.施工因阶段音的承双载力趣验算后张仪法构傅件端硬部的振局部拖受压们承载愉力ahah/2ah八、轴心宇受拉锁构件泽的设匙计3.施工窃阶段倒的承马载力说验算后张欧法构啄件端聚部的钢局部丽受压辅承载借力ah八、轴心楼受拉城构件颂的设帜计4.抗裂句度和蜡裂缝寇宽度逗验算见第安十一伞章中淘的相殿关内始容八、轴心臂受拉见构件溉的设着计5.构造辅要求钢筋便间距暮、保饰护层寺厚度预留减孔道敬的直培径、法间距孔道圈的灌词浆后张昨法构鼠件端窜部的俭构造非预继应力汁钢筋晒的设酱置可参躁见有什关教闯材和牵资料九、受弯涛构件挡的分牺析1.受力艘特征P

PP不考挥虑损金失的痒反拱周值

不考滚虑自据重有渣效预逃应力贴引起耽的反灵拱值

考虑橡自重谋的反乞拱值

下边稼缘的喝应力毒为0开裂

进入欢塑性

承载矛力极迁限九、受弯叔构件漆的分微析2.各阶熄段的施应力腹分析--窜--先张睁法放松皆钢筋谈出现饺第一亚批损戴失时Ap’Ap（

E-1）Ap（

E-1）Ap’yp’ypy0’y0e0I(

con’-

lI’)Ap’(

con-

lI)ApNpI钢筋概的合领力合力佣的位飘置九、受弯下构件均的分证析2.各阶抗段的压应力零分析--考--先张谈法放松奥钢筋梁出现很第一军批损生失时

pc0I

pc0I’

pcI

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peI’Ap’yAp’Ap（

E-1）Ap（

E-1）Ap’yp’ypy0’y0e0I(

con’-

lI’)Ap’(

con-

lI)ApNpI任一桐点处马混凝筋土的什应力折算解截面膊积折算虚惯性嫂矩九、受弯济构件辰的分木析2.各阶徒段的预应力葛分析--差--先张拼法放松怖钢筋和出现见第一奴批损走失时

pc0I

pc0I’

pcI

peIAp

peI’Ap’yAp’Ap（

E-1）Ap（

E-1）Ap’yp’ypy0’y0e0I(

con’-

lI’)Ap’(

con-

lI)ApNpI预应寄力钢料筋的丛应力压区况预应柴力钢顶筋合泽力点驾处混顷凝土毕的法振向应馆力拉区宿预应肺力钢沟筋合厦力点卫处混真凝土回的法屑向应贱力九、受弯后构件评的分肿析2.各阶玩段的忙应力约分析--周--先张暮法出现咏第二芒批损露失时

pc0II

pc0II’

pcII

peIIAp

peII’Ap’ye0II(

con’-

l’)Ap’(

con-

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pc0II

pc0II’

pcII

peIIAp

peII’Ap’ye0II(

con’-

l’)Ap’(

con-

l)ApNpI任一驾点处惰混凝鸡土的念应力预应顶力钢赛筋的习应力九、受弯场构件社的分尚析2.各阶察段的吐应力脸分析--肾--先张册法开裂张前

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peIIAp

peII’Ap’y

t

c

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p’Ap’M

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p）Ap（peII’-

p’）Ap’M+=荷载痰引起克混凝晨土截歪面的每应力荷载腊引起梳钢筋例的应技力九、受弯摔构件撒的分理析2.各阶赶段的古应力妇分析--寺--先张德法开裂验前全截顶面受腿压

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p’Ap’M+=

t-pc0II

c+

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p）Ap（peII’-

p’）Ap’M九、受弯岛构件刊的分愤析2.各阶次段的贺应力护分析--编--先张两法开裂韵前--寒--受拉晋边缘锈混凝婆土的炒预压招应力继为0

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pm0Ap

pm0’Ap’M0+=

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pm0）Ap（peII’-

pm0’）Ap’M0换算捏截面备受拉蛾边缘期的弹界性抵侦抗矩九、受弯垫构件物的分盈析2.各阶胁段的装应力剑分析--晒--先张魄法开裂亮前--献--受拉午边缘唯混凝泳土的善预压花应力弯为0

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pm0）Ap（peII’-

pm0’）Ap’M0预应纺力钢边筋的役应力九、受弯法构件差的分脖析2.各阶锣段的秧应力府分析--阻--先张疫法开裂死时

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pcr）Ap（peII’-

pcr’）Ap’Mcr+=受拉地区混妻凝土亦塑性专影响晃系数九、受弯丘构件锦的分漫析2.各阶折段的抖应力熔分析--地--先张腥法开裂灾时

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pcr）Ap（peII’-

pcr’）Ap’Mcr+=预应咸力钢医筋的刘应力九、受弯臣构件醒的分稀析2.各阶岔段的践应力伙分析--尖--先张岛法破坏胜时当x

xb时，Ap能屈租服，价但Ap’不一犹定屈吵服。售计算肚分析喘方法替同普岁通混骆凝土坛梁。fcfpyAp

p’Ap’Mux九、受弯仅构件膝的分怠析2.各阶崭段的谢应力鞭分析--迷--后张烘法张拉会钢筋粪时Ap’Ap钢筋里的合枯力合力诵的位刻置e0(

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l2’)Ap’(

con-

l2)ApNpyp’ypyn’yn注意姑：分胡批张遮拉预谁应力禾钢筋赛时，封要考魂虑混磁凝土臂回缩竿引起拖的损液失！九、受弯势构件丑的分爱析2.各阶炭段的刘应力愁分析--禽--后张俘法张拉垦钢筋淹时Ap’Ape0(

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l2’)Ap’(

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l2)ApNpyp’ypyn’yn任一学点处握混凝娘土的誓应力净截粱面积净截执面惯香性矩

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pe’Ap’y九、受弯杆构件横的分充析2.各阶块段的娃应力寒分析--氏--后张泳法完成唐第一她批损借失时Ap’Ape0I(

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lI)ApNpIyp’ypyn’yn钢筋拢的合防力合力多的位构置

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peI’Ap’y九、受弯数构件狱的分测析2.各阶炭段的孩应力古分析--惊--后张奔法完成袜第一朴批损西失时Ap’Ape0I(

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lI’)Ap’(

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lI)ApNpIyp’ypyn’yn任一权点处正混凝监土的篇应力净截陵面积净截搂面惯葡性矩

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peI’Ap’y九、受弯挂构件皂的分历析2.各阶民段的枝应力诞分析--裁--后张翅法完成洪第二陪批损膝失时Ap’Ape0II(

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l)ApNpIIyp’ypyn’yn

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peII’Ap’y钢筋品的合绞力合力锤的位趁置九、受弯夜构件嚷的分普析2.各阶渣段的久应力违分析--肌--后张些法完成伶第二栽批损漂失时Ap’Ape0II(

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l)ApNpIIyp’ypyn’yn

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peII’Ap’y任一古点处擦混凝挠土的孕应力净截垄面积净截削面惯还性矩九、受弯叶构件山的分备析2.各阶圾段的粘应力降分析--贪--后张候法开裂院前--恶--受拉置边缘崇混凝娇土的盈预压粥应力锯为0

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pm0’）Ap’M0换算脾截面剃受拉径边缘翁的弹黑性抵异抗矩九、受弯描构件关的分贼析2.各阶啊段的寨应力畅分析--朱--后张和法开裂幸前--装--受拉让边缘由混凝俯土的始预压猜应力开为0

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pm0’）Ap’M0预应搂力钢钥筋的动应力九、受弯峡构件岔的分溉析2.各阶惰段的导应力训分析--炒--后张灿法开裂牧时

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c

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