预应力混凝土结构的受力性能

第十一章预应力混凝土结构的受力性能同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林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、胀施加参预应帅力的秒方法1.息张拉块预应鹅力筋哄的方惭法*直侮接张粮拉法宣：用累千斤患顶等走机械溜工具艺直接侵张拉广预应曲力钢希筋*电瞎热法称：低沫电压只强电饶流通立过钢作筋使隔其发剥热伸辛长，扣达设盛计要楚求时思断电*连摘续配恢筋法腿：用云旋转姜工作挺台将冰预应佛力筋割缠绕毒于混劫凝土迎块体侍上或拆水池滔壁上*自拾张法酬：用吹自应件力水嘴泥制葵成混高凝土道，结展硬时机混凝驱土膨未胀带顽动混碰凝土劈燕中的嗓钢筋普一起帮伸长践，在陵混凝蜂土中绿产生蝇压力*直继接加寨压法帖：用抓千斤迷顶直册接在登构件乡丰两端吊加力伶使其锋获得粱预压傅力二、琴施加弃预应距力的恩方法2.财锚具政和夹孔具*夹格具：燥主要草依靠烛摩擦淡力来牢夹住俘钢筋踢，它妇不留常在构犹件上用，剪条断预煎应力旗筋后绒夹具衣的作届用即桐消失*锚艺具：驰永久缴地留管在构且件上侮，如统锚具许失效史构件尸中的渠预应奔力将快全部身消失照。二、高施加偏预应悠力的那方法2.呀锚具从和夹赞具摩擦旨型锚伸具二、躁施加泰预应胁力的撒方法2.急锚具莫和夹弦具墩头踩锚具二、苏施加卖预应咬力的切方法2.劈燕锚具片和夹誓具粘结逝型锚耀具：利用贩构件箭端部步预留搏锥形计自锚尚孔的循后浇补混凝妹土锚改固预糊应力狠钢筋灌浆口（灌浆锚固）6~8螺旋筋8箍筋3铅丝线圈预应力筋二、到施加否预应懒力的猪方法2.该锚具田和夹穿具承压辫型锚当具：利用批螺帽殊、垫女板等债的承适压作跳用将愉预应盛力钢是筋锚亲固在沈端部预应力筋垫板螺丝杆端螺母对焊接头三、秤预应炉力混凝凝土咐所用芹的材陪料1.属钢筋强度熟高；想与混排凝土聋间有闪足够愤的粘能结力获；良纹好的壳加工迁性能铁和一可定的桨塑性要求处于偷侵蚀盛介质阔中的殖预应辅力混星凝土丝式构件殖，不束宜采毕用热怕处理使钢筋淹、碳帝素钢牲丝、计刻痕婚钢丝强、钢兽绞线讨等作劲为预级应力晴钢筋钢筋冷拉戚钢筋阻、热惯处理芹钢筋宾、碳裤素钢皂丝、够刻痕叼钢丝竟、钢争绞线晴、冷捏拔低甩碳钢燥丝注意对直削接承萌受动膏荷载倚的预书应力得混凝耕土构跌件，紫不得偶采用慌有焊押接接汇头的裹冷拉责钢筋三、防预应年力混买凝土闷所用斯的材彩料2.低混凝凡土C3唇0一般呜预应谁力混戏凝土猜构件采用此热处通理钢漫筋、沫碳素障钢丝刊、刻若痕钢迫丝、汇钢绞本线的棵预应念力混痛凝土蜻构件C4群0四、塘张拉桃控制滋应力

co必n的确塔定1.

co加n对结建构的恨影响Ap

conAp

conAp

conAp

con使构肾件出辽现脆岭性破墙坏

co吓n越大镰，混驼凝土嗓中的丘预压触应力向越大工，但内过大育会产庸生如渴下问夸题预应沃力筋井过早降进入叶流幅位，降典低其暖塑性增加气钢筋穷的松堵弛损绢失四、刑张拉骑控制种应力

co石n的确匀定2.

co般n的取碰值Ap

conAp

conAp

conAp

con预应役力钢疾筋屈词服强旷度的年0.京5~坏0.吸9冷拉钢筋预应笋力钢挑筋极拆限抗竿拉强只度的代0.运4~溜0.刮75预应稿力钢森筋极馆限抗最拉强鼓度的爪0.敌4~侮0.妻70碳素累钢丝偷、刻隶痕钢捞丝、工钢绞桌线冷拔档低碳搭钢丝章、热宝处理晚钢筋五、座预应绘力损梨失值1.预应醋力损授失的丢种类Ap

conAp

conAp

conAp

con前期乖损失圈或第稀一批可损失如锚传具变握形、腔管道旱摩擦裂、台船座与推钢筋胀的温胞差、过钢筋侮松弛现损失疮等发生在预应力传到混凝土之前后期节损失仙或第拌二批壶损失如混饿凝土漏收缩狡徐变弃、局亮部挤团压损皮失等发生在预应力传到混凝土之后五、筛预应差力损庭失值1.预应翠力损找失的朗种类前期历损失蹄或第拦一批梅损失Ap

conAp

conAp

conAp

con后期曲损失交或第冒二批刘损失预应察力损让失值摘不宜泄笼统腾地估娃算，常应予懒分项龄计算蚕，然助后相炎加确扁定总挂的损泛失值但各舱项预博应力异损失栏值又练不是锯截然赌无关嚷的。界试图爱求得顽各项苍预应俯力损偶失的纷“净骨值”吨是很朴困难笼的。五、刊预应仁力损童失值2.管道近摩擦漂损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrP后张镇法中伤，张浅拉钢德筋时爸，钢斯筋在协孔道城中滑微动，遮就会带产生奋摩擦颈力主要由两部分组成*孔孟道偏辰差等饿因素竹引起肝的*曲拦线型乐孔道缠而引快起的五、羡预应齿力损奖失值2.管道超摩擦废损失

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断表示dP1和Px方向哭相反五、扫预应虑力损涨失值2.管道翠摩擦窝损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrPdPxPxddP2+dP1Px-dPx五、侦预应耽力损惊失值2.管道违摩擦榨损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrPdPxPxddP2+dP1Px-dPx五、批预应歌力损阔失值2.管道纳摩擦药损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

dPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrPdPxPxddP2+dP1Px-dPx考虑细孔道信每米局长度稠局部珍偏差畏的摩蓝擦系绸数，决教材翼表1排0-友2预应乘力钢输筋与欢孔道盼壁间普的摩乳擦系释数，扶教材匪表1戏0-组2五、苍预应转力损弓失值2.管道惠摩擦英损失

l2PPxPx-dPx预应力筋轴线张拉端锚固端xdxd

采用国超张费拉可画以减掀少

l2建议的张拉程序为01.罗1

co护n停2分钟0.盏85

co底n停2分钟

co思n五、辩预应束力损砖失值3.秤锚摩具变刘形和情钢筋锦回缩损失

l1由于酬锚具堆、垫眉块本崇身的怕变形印，其素间裂毁缝的贱压紧陵及钢糊筋在韵锚具案中的药滑移醒引起病的损弓失张拉前端至用锚固化端之计间的瓦距离预应测力钢男筋的晒弹性呜模量张拉援端锚司具的唇变形苦和钢麦筋的害内缩衰值，伙见教移材表尼10粮-3五、怜预应通力损怕失值3.菠锚摆具变拥形和利钢筋饺回缩损失

l1应注意涉的几继个问萌题*由插块体球拼装黑的结慌构，匹尚应史考虑精填逢巷间的哈预压屯变形蝴。当帽采用肯混凝居土或买砂浆棵为填弟逢材镇料时此，每尼条缝磁的预航压变早形值石为1mm*先宴张法构件嫩，当国台座脑长度鲜超过撕10店0m时，梯可忽柄略

l1*后张法构件牢，

l1只考虑咏张拉地端，拼因锚摩固端穿锚具课在张朝拉过倒程中抵已被已压紧五、剖预应表力损姿失值3.苍锚另具变网形和举钢筋慕回缩损失

l1应注意身的几塌个问诞题*此指式不适用半于曲福线配群筋的舞后张木法构泄件（义具体乏算法贫可参币考相经关文离件）锚固前的应力图锚固后的应力图摩擦力

l1

l1/2lf

con

（0）五、访预应寇力损急失值4.孔温缩慧差应阁力损失

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’’<

con混凝绑土蒸供汽养颠护时皱,预为应力蔽钢筋比与台穴座之篮间温毫差引宗起的悲损失钢筋誉的线众膨胀蒜系数*采用笑二次阔升温施法可缺减少

l3:先在呼常温谣下养剃护,狼当混钓凝土裤的强心度达北到7.割5~惊10N/艇mm2时再裹逐渐搞升温五、疯预应用力损毛失值5.竞应秒力松励弛损失

l4钢筋附在高指应力组作用舌下，石长度秒不变膛而应填力随窜时间紫逐渐航降低竭的现刊象称押为应牺力松妇弛钢筋探张拉霞后1恨小时霸内约地完成呼总松屠弛的烘50论%，仙24期小时害内完羞成总恢松弛谱的8沉0%脆，以刮后逐编渐收业敛采用庄超张滑拉时醒为0敬.9漠，不明采用右时为象1.适0常数捕参见绳规范叶的相国关内释容五、蒙预应装力损础失值5.妥应雄力松哈弛损失

l4采用必超张戚拉可牵以减躲少

l4建议的张拉程序为0(1甘.0祥5~救1.虽16浇)

co握n停2~普5分引钟0

co秆n在高霉应力暮下，冷本需谢1小赶时才甩能完征成的澡损失缝，在恶2~米5分刷钟内场就完伴成了倘大部康分五、察预应咳力损瓦失值6.乘混旁凝土灰收缩句徐变损失

l5收缩亚和徐怠变两思者相命互有雷关，贺很难分精确恢计算锦，为桂了简韵化两泥项损灭失可依合并沾考虑受拉户区或喝受压贵区各存自预夫应力戚钢筋术和非姑预应士力钢寄筋的奥配筋总率受拉班区或挥受压何区预弦应力总钢筋援在各担自合甩力作违用点做处混筐凝土荡的法弯向压雁应力高湿路环境熄中可臂降低曲50扩%干燥劳环境辣中应扯增加丽20昨~3歌0%系数A、丈B、鹊C、懒D参见虚教材哀中的芬相关堤规定五、绑预应再力损这失值6.史钢题筋挤若压混料凝土损失

l6采用颂螺旋体式预舱应力横筋作拖为配失筋的汤环形鸽构件刷，由模于预洁应力凶筋对沿混凝升土的腿局部亚挤压运使构夜件直阅径减荐小所插引起聪的损厕失当d3m时五、绣预应聚力损利失值7.怖预腹应力损失示的组漏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预应涝力总棉损失贡的下鹅限值先张亚法构件扒：

l1荡00穴N/墙mm2后张法构件性：

l8水0N忽/m粒m2六、躁轴心棚受拉丢构件扭的分箩析1.皆受剪力特灵征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，吹荷载还-位疯移关馅系为绩线性辣的，耍预应骨力钢术筋的处应力凶增长踩较少开裂后，吊预应况力钢存筋的踢应力睡急增震，进轨入非猛线性等阶段六、润轴心功受拉毒构件碧的分完析1.协先抬张法帐构件蓬各阶翻段的态应力驶分析施工铸阶段巾--铸--妻张拉霞钢筋六、燥轴心乔受拉阵构件甚的分敞析1.按先塌张法宇构件蠢各阶垫段的优应力漂分析施工广阶段除--盒--相完成城第一膏批预勉应力乓损失浇注混凝土但不受力六、宁轴心括受拉惊构件向的分友析1.虑先丸张法趟构件眯各阶驶段的猪应力财分析施工发阶段载--御--桂放松定钢筋

pcI六、膝轴心探受拉福构件屯的分帅析1.湖先达张法特构件吗各阶游段的硬应力究分析施工渠阶段返--府--决完成按第二状批损启失

pcII混凝门土中拣的有处效预进压应房诚力六、因轴心侨受拉祸构件爹的分病析1.受先楚张法非构件本各阶跪段的累应力恢分析加载要阶段征--唱--技加载缩慧至混膀凝土掩中的设应力附为0

c=0Np0六、滥轴心促受拉挠构件在的分队析1.性先受张法棵构件弯各阶面段的枝应力双分析加载嫂阶段膏--捐--钱加载径至混赏凝土汤开裂ftNcr六、程轴心些受拉伶构件