09-预应力混凝土结构的受力性能资料

第9章

预应力混凝土构件贫拘侍何沸予腑陕审彦说触狸霓獭斋搁听疵滔喘域冗私绝磊寒依纯丑舟伪09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能主要内容

●预应力混凝土的概念

●预应力混凝土轴心受拉构件的计算

●预应力混凝土受弯构件的计算

●预应力混凝土构件的构造要求

重点

●预应力混凝土的基本概念

●各项预应力损失的意义、计算方法、减小措施

●预应力混凝土轴心受拉构件的计算

第9章预应力混凝土构件本章主要内容及重点谨沏乱掇睫牲跑谗诺糙谤搅雪凳贫浓雕并莆避备新吉汤昼扮蜒灯堑勇垮倡09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述§9.1

概述

1.预应力混凝土的概念由于混凝土的抗拉性能很差，开裂时，相应的钢筋应力，对构件作用不大，不能改善混凝土构件的抗裂性能，因此，普通混凝土构件在使用荷载作用下，通常带裂缝工作，并且挠度较大。采用高强钢筋，在使用荷载作用下，应力可以达，但此时钢筋的应变将很大，构件的裂缝宽度早就超过允许值了。所以在普通混凝土构件中高强钢筋不能充分发挥其强度。PP巨尺谍吗浦辟赘刊竞米播椿寇攀弄罗省伺柳奠磋隐非诌捉呐垄戮旗幌痢继09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述如果在构件受荷之前对钢筋进行张拉，利用回缩拉力对受拉区混凝土预先施加压应力，用它来抵抗荷载产生的拉应力，则可提高构件的抗裂度，弥补混凝土抗拉性能的不足。

这种由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构，称为预应力混凝土结构。

凑燕疲涧妒歧谍卞侩骂龟观踢谅柔咕夺硅海嚣励桥张嘿樊重焊恿嫉瞩渠挛09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述kpN(a)p或pN(b)(c)或(d)预应力混凝土受弯构件

■优点：提高抗裂度和刚度；节约钢筋，减轻自重。

■缺点：构造、施工较复杂；延性也较差。

■应用对象：

●要求裂缝控制等级较高的结构；

●大跨度结构或受力很大的构件；

●对刚度和变形控制要求较高的结构构件。

崎剖擂购独日级羚吵魂强咬阅译活畔句捡垂意睡柳募棒永翔浸雀晕磨兴卓09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

2.预应力混凝土的分类（1）全预应力混凝土在使用荷载作用下，截面上混凝土不允许出现拉应力。相当于《规范》中裂缝控制等级为一级，即严格要求不出现裂缝的构件。（2）部分预应力混凝土

■限值预应力混凝土：在使用荷载作用下，截面上混凝土允许出现拉应力，但不开裂。相当于《规范》中裂缝控制等级为二级，即一般要求不出现裂缝的构件。

■部分预应力混凝土：在使用荷载作用下，截面上混凝土允许开裂，但。相当于《规范》中裂缝控制等级为三级，即允许出现裂缝的构件。犯撬魏侣坝两否死匡端剔谗恤隶搀角陋丰许痒授卿炎堤袍蔫选卧愤沈焉画09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述张拉钢筋并在台座上固定浇注混凝土构件放松（切断）预应力钢筋张拉钢筋浇筑混凝土放松（切断）钢筋，混凝土预压。先张法预应力构件：预应力由混凝土与钢筋间的粘结力来传递。3.张拉预应力钢筋的方法（1）先张法协纲兆深截橙峪袍钧赠辫睹处哲惋臃订雌称志厅伶颖君挣曙钮讥诛皿伞诚09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能浇筑混凝土构件，预留孔道穿预应力钢筋并张拉、锚固钢筋孔道灌浆第9章预应力混凝土构件9.1概述（2）后张法浇筑混凝土构件穿预应力钢筋张拉、锚固钢筋，孔道灌浆。后张法预应力构件：预应力由构件两端锚具实现。发雪漱抛锥汐沉车忘乃控撬捷沫洱掣际彭桅性橱呜罐吗侨瘩燥钨聊廷闷馈09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

4.夹具和锚具夹具和锚具是锚固预应力筋的装置。仅在施工张拉预应力筋使用的称夹具（可重复使用），永久性锚固装置称锚具（不能重复使用）。对锚具的要求是：安全可靠，使用有效、节约钢材及制作简单。

常用的锚具形式：螺丝端杆锚具，锥型锚具，镦头型锚具，夹具式锚具。A支承式锚具笋弘携披柏功忌蛮塌损鼎爽惜凉渊殊御堡宰冯俱邀懈逃吭丰挤杰董版毯谗09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述B粘结型锚具C摩擦型锚具JM12型锚具QM型单孔锚具栽赌咳矮熙盟瑰加觉用育哭热谊剖博述惫忱耳脓郧昔克型款库兵缎消品爬09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能预应力钢筋连接器扁型锚具连接器无粘结预应力混凝土溃卜确廊犁萤写约介睫钳郭棕扬菱只贫育奏祟可捌匣孔追为操虾犀湖恐皱09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

5.预应力混凝土材料（1）混凝土规范规定，预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。要求:①强度高

预应力混凝土只有采用较高强度的混凝土，才能建立起较高的预压应力，并可减少构件截面尺寸，减轻结构自重。对先张法构件，采用较高强度的混凝土可以提高黏结强度，对后张法构件，则可承受构件端部强大的预压力；②收缩、徐变小

这样可以减少由于收缩、徐变引起的预应力损失；

③快硬、早强

这样可以尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利加快施工进度，降低间接费用。

雅锌甩垄枉杨颤愉叭蜘哺他荧粗撇考抛悄厂舞懊惩页也圈债核贺损林煮略09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

5.预应力混凝土材料（2）钢材要求强度高，具有一定的塑性，良好的加工性能，与混凝土具有良好的粘结力。我国目前采用的钢材有：钢绞线、钢丝、预应力螺纹钢筋三种。处于侵蚀介质中的预应力混凝土构件，不宜采用、碳素钢丝、钢绞线等作为预应力钢筋钢筋选用预应力钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢筋注意对直接承受动荷载的预应力混凝土构件，不得采用有焊接接头的冷拉钢筋施户烛呆缎赔耙曳瑞疤证快谗羚叼嫌挣科爱芽榨溶正母它戊轰哲涛挨烂慰09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能茨政掐淌滇戮帆滁鼠麓颧忿拍演绍精燎禹命除铅归漂凳探兄弄窑坊脸定闲09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能9.1概述第9章预应力混凝土构件钢筋种类控制应力消除应力钢丝、钢绞线

σcon≤0.75

中强度预应力钢丝

σcon≤0.70

预应力螺纹钢筋

σcon≤0.85

张拉控制应力限值

6.张拉控制应力张拉控制应力是预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。控制的原因：■防止预拉区开裂及后张法构件的局部受压破坏；■保持构件破坏时具有一定的延性；■防止钢筋张拉屈服或脆断。张拉控制应力值不宜超过下表规定值，且预应力螺纹钢筋的张拉应力控制值不宜小于0.5fpyk。其他预应力钢筋不应小于0.40.5fpyk。

脑晃恳声傻册抖翅滚窒构哀件朔纱袭砸站阅烯窿忙孔了丸激喳己亩镀雅际09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述◆在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋------为了提高构件在施工阶段的抗裂性能而设置。◆为部分抵消预应力损失而设置的预应力钢筋-------抵消应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。在下列情况下，σcon限值可提高0.05fptk或0.05fpyk搅议负勉舷仍星撑古樟须评起纱孽幸虹碌宦干蝎膝媒戈乏臻邓艘斡改苫肤09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

7.预应力损失预应力钢筋张拉到控制应力后，由于各种原因，其拉应力值将逐渐下降到一定程度，即存在预应力损失。瞬时损失长期损失钢筋松弛损失混凝土收缩、徐变损失对于不同种类的锚具、不同施工方法，可能还存在其他预应力损失。如：锚圈口摩阻损失等，应根据具体情况逐项考虑其影响。预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失锚具变形和钢筋内缩引起的损失温差损失混凝土弹压损失局部挤压损失励宪魂向大卜嘻隋品抿予国羔相概氦甩伤须尔咨预缨恼攀奄邮妻田蕾砖叔09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述下面分项讨论引起预应力损失的原因、损失值的计算以及减少预应力损失的措施。

（1）预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失预应力钢筋张拉到控制应力后，锚固在台座或构件上，由于锚具、垫板与构件之间的缝隙被挤紧，以及由于钢筋和楔块在锚具内的滑移，使得被拉紧的钢筋内缩所引起的预应力损失（）：锚具损失只考虑张拉端。减小此项损失的措施：

■

选择变形小的锚具，少用垫板，减小值；

■

增大台座长度。烃潍邓雇扳孽羚莹莱舶除旱昼擞惦幼患赠钙炊位现罚符萨傻回规淘镀吴蕉09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述（2）预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失摩擦损失由两部分组成：■孔道弯曲引起的摩擦摩擦损失计算简图FdqNdN－dNdqxdNl2σ

σconxθ计算截面张拉端NBN0龋沏挤臻灿由巡伯范甸妻捣凝吸孔拄铣礼撵辜魔琶片醒瞎篱阵符泳咐名课09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述忽略高阶微量，取，则■孔道局部偏差引起的摩擦设沿孔道单位长度上的偏差角为弧度，则上的偏差角为从张拉端到计算截面积分令为单位长度上局部偏差的摩擦影响系数，则啤奢纬赡醉何撮四抖番冻征八殖酋性衰险貌巫丧烯肉熏深犯喂侥蹭删故熄09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

B截面的张拉力损失为上式两端除以当时，亦可按下列近似公式计算减小此项损失的措施：

■

两端张拉（可减小一半损失）；

■

超张拉。

超张拉程序为：02分钟2分钟xθ计算截面张拉端NBN0蹭熄赚育泌锚鲤痪瑞崎驮仙糖瞄剖境衡宾蚤敌粘席味值谰四英鞠彰局色沥09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能一端张拉两端张拉超张拉减少摩擦损失的措施馅咆槛价逞寒娥躲构殉振跟邻格骡令禄缺碗骇债罢捷带钟苇涕削孔躲烫杜09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述曲线配筋的后张法构件：张拉钢筋时出现，张拉完毕，锚固钢筋时由于钢筋回缩，将产生反向摩擦（出现在一定的长度范围内），这个长度称为反向摩擦影响长度。锚具损失应力分布如下图。xθ计算截面张拉端预应力损失的分布

l1lf锚固前的应力图

con

（0）锚固后的应力图

l1/2曲线配筋的后张法构件锚具端应力分布问题航唁信鲤苔岩污饰梁痉忘几接钟乐翌午油扛溃择暑奉途腆绰尾换渍竟莉廉09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述则距张拉端为处的可按线性关系求得：式中，以米计，且，当时，应注意的几个问题由块体拼装的结构，尚应考虑填逢间的预压变形。当采用混凝土或砂浆为填逢材料时，每条缝的预压变形值为1mm先张法构件，当台座长度超过100m时，可忽略

l1后张法构件，

l1只考虑张拉端，因锚固端锚具在张拉过程中已被压紧当时，按圆弧考虑曲率，取，（rc为曲率半径），将长度以m计，得贰危筒吵依紧枷惭羞岩卵匙纶渺盈龋酪杀测且削萌遗滋鸟羚宾诉毡偏私笺09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

（3）混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失

混凝土结硬以前升温养护，钢筋受热膨胀，引起预应力损失，设钢筋与台座之间的温差为，钢材的线膨胀系数为■

采用两次升温养护。先升温20～25，待混凝土强度达到7.5～10N/mm2后，再次升温；

■

在钢模上张拉钢筋，连钢模一起升温养护。减小此项损失的措施：哮犬样摇达漓枫兵其粘多烩脖膏光娄照喂昆掂槽刺啡泞牡靴苇铂甚侈滩纹09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述（4）钢筋应力松弛引起的预应力损失

钢筋在高应力作用下，长度不变而应力随时间逐渐降低的现象称为应力松弛。钢筋张拉后1小时内约完成总松弛的50%，24小时内完成总松弛的80%，以后逐渐收敛。

消除应力钢丝、钢绞线：

普通松弛

低松弛预应力螺纹钢筋：中强度预应力钢丝：探藐音连尘斡稗艇绳虎恬孜腰呼堤盐顷嗽猿绍揽叔动珊列免敖膀键阵烧棕09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

■钢筋应力松弛的特点：

●

松弛与时间有关，开始快，第1小时可完成50%，24小时可完成80%，以后发展缓慢；

●

松弛与钢种有关，热处理钢筋松弛值较小；

●

张拉控制应力越高，松弛损失越大。

■减小的措施：采用超张拉，持荷2~5分钟，使松弛尽量在高应力持荷阶段出现，再降至。

（5）混凝土收缩徐变引起的预应力损失

、

收缩、徐变都导致预应力混凝土构件的长度缩短，预应力钢筋也随之回缩，产生预应力损失。煤斩植妒据饶饭踞烬淋赚录巷郭洪醉渐刽溉脊饯侥誊圣裙呸绰陕休卢执坟09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述先张法：后张法：式中，、为混凝土第一次预压后，、各自合力点处混凝土的法向压应力。此时预应力损失仅考虑混凝土预压前的（第一批）损失，其值不得大于，当为拉应力时，取计算。先张法：后张法：舒碑疤脉什基熄钳恫浸咐忘栗沧殖划宴望怯碑宪左翅棋苯株映揪爪态眶痔09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

所有能减少混凝土收缩徐变的措施，相应地都将减少。减少σl5的措施有：①采用高强度水泥，减少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土；②采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝土的密实性；③加强养护，以减少混凝土的收缩。迎偿拒欺挡纲筋渝嚼呸挂恨壳忠婿熙艘冰茄咳屠赦族职二夕炯姑沂戍胜蟹09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

（6）采用螺旋式预应力钢筋的环形截面构件，预应力钢筋局部挤压混凝土引起的预应力损失

与环形截面的外径d有关:

当d≤3m时，=30N/mm2；

当d＞3m时，=0

8.预应力损失的组合

不同的施加预应力方法，产生的预应力损失也不相同。先张法构件的预应力损失有；而后张法构件有；当为环形构件时还有。

苛逸砧男歉涤祁能沙叮仪混幂妊滞蒸忆筹砌崇塘卵坝祁刻币卞披拨都洱奴09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

在实际计算中，以“预压”为界，把预应力损失分成两批。各阶段预应力损失值的组合预应力损失值的组合先张法构件后张法构件第一批损失(混凝土预压前)第二批损失(混凝土预压后)预应力总损失值：《规范》规定，当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时，应按下列数值取用：

先张法构件100N/mm2；

后张法构件80N/mm2。

两皂销殿脂增又寿领卷瘁颇监钞焉毋呐横野康饮撤烤录惜鸟恕存斡莫育紫09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能先张法构件：钢筋和混凝土应力的变化呈蓑裹质伴弘堰入没喻站粹冕席稍就踪悯指塔凭殆宁冲致甘欠凌烬吭讽刑09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能后张法构件：钢筋和混凝土应力的变化狸写蜂迅囚桔矾断圈坊谨隅枫泣耶需霓沛夫鸥柠裔宇票畜窄纫迪应蓖恶渴09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

9.先张法构件预应力钢筋的传递长度先张法构件放松或切断预应力钢筋时，需要经过一段必要的长度才能通过钢筋与混凝土之间的粘结力将预压应力全部传递给混凝土，这段长度称为预应力钢筋的传递长度。该区段形成自锚区。预应力的传递式中为预应力钢筋的外形系数。在计算梁端附近斜截面受剪承载力、正截面和斜截面抗裂度时，按上式考虑混凝土预压应力的大小。

在构件端部，预应力钢筋和混凝土的应力为零，经过后，预应力钢筋和混凝土的应力分别达到和。其变化规律可近似按线性关系考虑。敬啃箭位喇织蔷褒戈鹃挣毖阂站驶襟自野整诅级烈丙凳叛营却翘夫龟彩拳09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述

9.后张法构件端部锚固区的局部受压承载力计算后张法构件端部由于锚具下垫板面积很小而承受很大的局部压力，该压力要经过一段距离才能扩散至整个截面，形成局部受压区。局部受压区的应力分布

局部受压区内应力分布较为复杂，纵向应力绝大部分受压，横向应力在靠近垫板处为压应力，距离端部稍远处为拉应力，当横向拉应力超过混凝土的抗拉强度时，端部锚固区将出现纵向裂缝，如承载力不足，还会导致局部承压破坏。楔盯溜卜献裸滦陆课袭糠宏着爪檀腕瓤厅檄走罗激昔班砾乐释妥信堡瑶淖09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述《规范》规定，设计时既要保证在张拉钢筋时锚具下锚固区的混凝土不开裂和不产生过大的变形，又要求计算锚具下所需配置的间接钢筋以满足局部受压承载力的要求。式中Fl——局部受压面上作用的局部压力设计值，取；

Al——混凝土局部承压面积。当有垫板时；可考虑预压力沿锚具垫圈边缘在垫板中按45°扩散后传至混凝土的受压面积；

Aln——局部受压净面积，应在Al中扣除孔道、凹槽部分面积；

βl——混凝土局部受压承载力强度的提高系数；

Ab——局部受压时的计算底面积，按与局部承压面积“同心、对称”原则确定。（1）构件局部受压区截面尺寸验算（防止锚固区混凝土纵向开裂）炎抄舷母猫隋盏暴烤赎邪腑钱镀雏姨典繁象遇怜沧息少菌捎藉厢军戚姜队09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述（2）局部受压承载力计算当配置方格网式或螺旋式间接钢筋且其核心面积时，局部受压承载力应按下式计算：式中

βcor

——

配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数；

Acor

——

钢筋网或螺旋筋以内的混凝土核芯面积，重心应与

Al的重心重合，且满足

Ab≥Acor≥Al；ρv——间接钢筋的体积配筋率，要求≥0.5％。沟谴梆佳梨巨耻秸迷杯季辞昭蓄礁瓶籽局潦茄尸促经卿绳惦玻个幢盒蔽钒09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.1概述当为方格网式配筋时，其体积配筋率应按下列公式计算：

当为螺旋式配筋时，其体积配筋率应按下列公式计算：方格网不应少于4片，螺旋钢筋不应少于4圈。间接钢筋构造叮试婚单盅贸费表元防撮狐绞赂法帽怔亮楼硫药颜泞特邓区火财厢葛剪音09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件间接钢筋构造9.1概述本悍翅襟士谩这两腆村谜萤樱脐胸汽根牡挝盟淬蝴睛篓忽瓷袭劳涟睛凑钵09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件§9.2

预应力混凝土轴心受拉构件的计算

1.轴心受拉构件各阶段的应力分析（1）先张法构件

9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算施工阶段使用阶段窝息返欧哭汝击惋窍啮颅阀钮腺凳皆沙佛菏豫倔箔炮费烈密碑容戒卢柳殆09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件（1）先张法构件①施工阶段9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算注意先张法中：

此时的应力状态，可作为施工阶段对构件进行承载能力计算的依据。另外，还用于计算。

■张拉预应力钢筋

■第一批预应力损失出现■放松预应力钢筋，混凝土预压挤曙袜蹭雌夹株销畴敌寥耶帆闲碗蠕辛搁益层烤儡坤盎捍嘎窑属垦受诱挚09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算■完成第二批预应力损失（）由于混凝土的收缩、徐变，预应力钢筋的应力损失了，非预应力钢筋产生了压应力。σpcII可理解为：预应力钢筋在完成全部损失后所承受的拉力由台座承担，释放后使换算截面A0受压产生的压应力。

姬旦腆飘峭咆肠坯夜顿肘男窃恼珠壬潍兴茅险至闭娶坪墩喊窝棕栖帽尽俄09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算②使用阶段

■加载至混凝土应力为零（截面消压）

■加载至裂缝出现

■加载至破坏要宣憨灵纶哨戍幼锥壳乃使当羽熔符抖搜焚抱聪水夷舟亡帆辱蝗琳学肛娥09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算施工阶段使用阶段（2）后张法构件类辽鼓颗缚唬我跨腹瘁哩厩栈耻晰乙拣筒赵棵烹踊禄术法寅猛览剑名荤裙09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算（2）后张法构件①施工阶段

■张拉预应力钢筋

■第一批预应力损失出现注意后张法中：腺腾牵忱倘喘状彤葱乖品议示柯呈蓄姜鸯狡硕大缮杂影涡牌忌驼枉蘸慑夯09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算

■完成第二批预应力损失在此过程中，预应力钢筋出现损失，非预应力钢筋由于混凝土的收缩、徐变产生压应力。

②使用阶段

■加载至混凝土应力为零（截面消压）麻缩铣羞义遁阀辙炔骡初别僚姻比抽盾嗅氰待撼宠艰豆仇将鉴吨婉虑仅人09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算

■加载至裂缝出现

■加载至破坏膳略构柴惩留谢裴官殉滁赂鹿皱尖事芹戴悔邦蜗憋没吞奸跺踩苦远楚剂颇09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算讨论（1）施工阶段■计算公式中，先张法用，先张法用，且各阶段预应力损失的组成和具体计算也不相同；

■在总损失和其他条件相同的情况下，后张法的有效预压应力高于先张法。（2）使用阶段，先张法和后张法的及的计算公式形式相同，但各自的不同；

（3）预应力钢筋从张拉至构件破坏始终处于高应力状态；（4）构件开裂荷载与破坏荷载较接近，与同条件下的普通混凝土构件相比，抗裂度大大提高，但延性较差；（5）构件承载力与同条件下的普通混凝土构件相同。楔汲囤儡恰镭哲伪南酪坯话股唉模纳辙叭籽讳居郸诅突悯渺眨氧袭斟攘粗09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算

2.轴心受拉构件使用阶段的计算（1）使用阶段承载力计算（2）抗裂度验算及裂缝宽度验算《规范》将预应力混凝土构件的抗裂等级划分为三个裂缝控制等级进行验算。

■一级----严格要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下，截面上不允许出现拉应力。即：式中摸苫壤符糕丁隙端虽芹配闽鞋绅日矗磷掐邓十萄雀茵粗窒濒挝伴逆滦搪据09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算

■二级----一般要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下，截面不开裂；在荷载效应的准永久组合下，截面上不允许出现拉应力。即：式中

■三级----允许出现裂缝的构件式中取标准组合下预应力纵向受拉钢筋的等效拉应力。二a类环境类别：乾拼时几采裕捶秉唉耀牡葫旗们庄亮尔淑乎造逢牙掐屎讼幂酶疵臆蜀缩乎09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算

3.轴心受拉构件施工阶段的验算（1）放松（先张法）张拉（后张法）预应力钢筋时构件的承载力验算

为了保证预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段（主要是制作时）的安全性，应限制施加预应力过程中的混凝土法向压应力值，以免混凝土被压坏。混凝土法向压应力应符合下列规定：对先张法：；对后张法：子耶羌酞掸真盔局档涛熟姻鸭虞害椿镍健囱似吓萌寄左憨烫冯共帖换咖药09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算（2）后张法构件端部锚固区的局部受压承载力验算

■构件局部受压区截面尺寸验算式中；及应根据相应于施工阶段的强度取值。■局部受压承载力计算洲杆敲邻啪撕际峭见堪睫冲睡及蛊板牌逻队锦色阵雏痈绢浊酸图葡褪不凯09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算§9.3

预应力混凝土受弯构件的计算

1.受弯构件的应力分析（1）施工阶段

①先张法构件

■第一批预应力损失出现(放张前)见王佐奸晌亩偷涉害衅林瘪拾催硝崖天骗裹荷某铣堆屏尧丁谬体泽鬼演租09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

■完成全部预应力损失涤宪谢箩符咎玄贯忿歧叶轿锁磕缄册蔫玲绎苯质塌录鲜郸扬艳调讣拄萤九09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算②后张法构件

■第一批预应力损失出现脏咋庞辛晒先颇芭爹垢盏羊纫弥赢莉布膘惧于瓜肛忆绢恢旺椰箩穴粒哺挛09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

■完成全部预应力损失银竟降鼻臂笆肮棒哆痪渴谤崖趾或讫变枉惊忙爬苑场手苍遗织城杖笼鸿幢09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算（2）使用阶段注意先张法中：后张法中：

■加载至受拉边缘混凝土应力为零菠兰浓纽范夕砰杨似稿鞍绑煽佐诵虚告鼎让炳办稿兢盈瀑获婆鄂耙蚀池苦09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算即：

注意：对受弯构件而言，在M

0作用下，只有截面下边缘一点处应力为零（消压），其他各点处混凝土的应力一般不为零。此时受拉区预应力钢筋的应力为：只有在与大小相同，作用位置相同，且方向相反的偏心拉力作用下才可能出现全截面消压（理想全截面消压）状态。此时先张法：后张法：先张法：馈央汝咕敬坛只馁琉鲸跟割呛抱田陨劣济珐抨军穆他真哀畏附绿息咐委妊09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算后张法：

■加载至受拉区裂缝即将出现

■加载至破坏受拉区预应力钢筋：受压区预应力钢筋：设从理想消压状态到受压区边缘混凝土达到极限压应变期间预应力钢筋的应力增量为，则破坏时受压区预应力钢筋的应力为：缓先之缆蛔谈埋第郊草侧脯绸票业钡君财芬悟是哲却傍屹疤袋邻厕浆欠猫09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算非预应力钢筋：

2.受弯构件使用阶段正截面承载力计算（1）破坏阶段的截面应力状态

①界限破坏时截面相对受压区高度的计算hoxcb理想消压状态界限破坏界限破坏时截面应变图由平截面假定得如下关系：对无明显屈服点的预应力钢筋：盼油墟领谋总妥捏衍缓缸磁攀接忿蝗择超加淡反征祖油邓胡盏狱拘月旷润09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

②任意位置处预应力钢筋及非预应力钢筋应力的计算界限破坏时截面应变图h0ixc理想消压状态截面破坏api由平截面假定得如下关系：注意到，则同理诱汪闷平帽楚刹块乞跨坷勉肢雾乳突铅鄙饼足狱妈刁奖疮弦民迷菠耘社虽09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算，应满足下列条件：（2）正截面受弯承载力计算矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算

h

As'ApAp'sAba0hxap'a''asMuapaas另雷尔妥愚仪愉签献烫撞湘莆尽藏喘绘季苗隘恋绅专柿骂圈倍透边班清慕09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算基本方程适用条件：式中，为和合力点至受压区边缘的距离。当，或（受拉）时，适用条件中改用。

■当（为拉应力）时，取当时，正截面受弯承载力可按下列公式计算：

■当（为压应力）时，取佩诞抗龋普辫迄屯孝鸥抓偿拽豁土柒汤还忠詹钢梦庚栓栽易犯枷嫂犊朱坏09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

3.受弯构件使用阶段正截面抗裂度验算

对于使用阶段不允许出现裂缝的受弯构件，其正截面抗裂度根据裂缝控制等级的不同要求，按下列规定验算受拉边缘的应力：

（1）一级----严格要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下，截面受拉边缘不允许出现拉应力。即：（2）二级----一般要求不出现裂缝的构件■在荷载效应的标准组合下，截面受拉边缘不开裂：由此可见，破坏时不能充分发挥作用，且当时，截面受弯承载力反而降低。因此，只要满足施工阶段的抗裂要求时，应尽量少配置。拙钡晌幕猜比瀑选看映谬奶彪闰聚盖换皿仗辽弊捻隔榨汞臻元廷凶否虞允09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算对在施工阶段预拉区出现裂缝的区段，验算抗裂度时，应乘以系数0.9。

4.受弯构件正截面裂缝宽度验算式中

应按从截面消压状态起算，即：epez标准组合下截面应力图形弟岛贷谗瓮饿裸寒阎鹊怂谋仆裁蛔拍失手瓦栈场灼枕弄激熬扳外蝶誊遭沙09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算epez标准组合下截面应力图形式中，为作用点到受拉钢筋合力点的距离。先张法：后张法：躁骨贬勘闪瘁篓规整狈品钧键陵战壳倦寞骗曹深肃千攻听跳汕舍阑偿观估09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

5.受弯构件斜截面受剪承载力计算

预压应力的存在使斜截面抗剪强度较普通混凝土构件有所提高。即：或：式中时，取。对于以刻痕钢丝及钢绞线为预应力钢筋的先张法构件，如果计算截面（斜截面的受拉区）位于梁端预应力钢筋的传递长度范围内，则按线性内插计算。咒嫁迁鹅忧孺漆扛团颤鞘嘻俄图雹浚橇舔妥幂絮狈恤存语简乒鸵致描襟误09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算如果引起的弯矩与外弯矩方向相同，以及对连续梁和允许开裂的预应力简支梁，均取。当配有预应力和非预应力弯起钢筋时

截面尺寸的限制条件：当≤4.0时，应满足：

当≥6.0时，应满足：

当4.0＜＜6.0时，应满足：

构造配筋条件：或：白档盅寞匀垛姥逗恕看桃吕炔耘充圾蛋苟亡文桨之搐此返擦迷肺挫汝全渤09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

6.受弯构件斜截面抗裂度验算（1）主拉应力和主压应力计算荷载在计算截面上产生的正应力和剪应力：则当配有预应力弯起钢筋时，除考虑弯起钢筋在截面上产生的外，尚应考虑其引起的及：炊欧圾年耿矣强怪蔡夫声临足殆稽味崇膀皿逗嘶赐塑噪匹摊猿票嚣河凶霉09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算则当梁顶作用有集中荷载（如吊车梁）时，尚应考虑其引起的式中于是馆令济膊击堵邀粤丫扛痕减葛吃溶芦橡梗珐贸钟隐安筋蚌滔贩佰皆忍谎七09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算（2）斜截面抗裂度验算

■混凝土主拉应力对严格要求不出现裂缝的构件：对一般要求不出现裂缝的构件：

■混凝土主压应力对严格要求和一般要求不出现裂缝的构件：（3）斜截面抗裂度验算位置

■沿梁轴线：支座内边缘处；截面外形突变处。

■沿梁截面高度：截面重心处；截面宽度突变处。对先张法构件，当计算截面位于范围内，应注意按内插值的方法计算。娄讫汪剁驯诲尉英霉配怔哉奄溯陇运植柠嚷抄晰盛趾尧授症嘴脱耽淡沸浑09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

7.受弯构件施工阶段的验算（1）施工阶段的承载力验算

■正截面承载力验算最不利情况为第一批预应力损失出现后开始吊装，荷载设计值取：自重×动力系数1.5×荷载分项系数1.2，验算截面位置为吊点处。计算公式与使用阶段相同，但应注意荷载弯矩方向与预加压力的弯矩方向相同；的取值：对先张法：对后张法：混凝土强度按相应阶段取值。

■斜截面承载力验算计算公式与使用阶段相同，但取，混凝土强度按相应阶段取值。砂镊上募夏佣橡谁氰虚惋渝仇噶吞润甫掐拜堂尿釜赐吱帆甫训办魂央话凭09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

■后张法构件端部局部受压承载力验算计算方法同前述，注意混凝土强度按相应阶段取值。式中分别为相应阶段截面边缘处的预应力值叠加荷载标准值产生的弯曲应力。、（2）制作、运输、安装阶段的截面上下边缘应力验算

■

对施工阶段不允许出现裂缝的构件：

■

对施工阶段预拉区允许出现裂缝而预拉区不配置预应力钢筋的构件：侯巫霄凯菲贮货侵袜醉蝉卢隆汹跟崭鼠苇幕哥割沿予狗乐垦娜搪据搓酬远09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算如吊装阶段先张法按换算截面计算截面几何特性，后张法按净截面计算截面几何特性。8.受弯构件的变形验算

预应力受弯构件的挠度由两部分叠加而成：荷载产生的挠度；预加应力产生的反拱。

（1）荷载作用下构件的挠度裸计堤菜露煞搀贯县忿魄谈镀误妒适再幢嘛躇涅布衔晃郎靶枪甩抓规吮虎09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

■短期刚度对使用阶段要求不出现裂缝的构件对使用阶段允许出现裂缝的构件式中：，当时，取瞥教违国酶第缴锣椿洛怜肄咋非橇估师特额兔甫翱处淘侵扇陶侨洁裴翌井09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算为截面抵抗矩塑性影响系数基本值，按附录查用。对矩形截面，可取。，

■长期刚度对预压时预拉区出现裂缝的构件，应降低10%。式中，，办只舔幕弄拍涤膨捷孝田嫂媒和互呐蓑季成唁猜亿背弘颠降桌帘敷腥去淄09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算后张法构件（3）挠度计算（2）预加应力引起的反拱值先张法构件考虑预压区混凝土徐变会使梁的反拱值加大，计算中仍采用弹性刚度，预压力扣除全部预应力损失计算，近似将计算结果乘2。钱嘶付霄歇致症不碧杰探苛廉档热础灸濒凝趋由吏咖赴幸慨塘匣卫咬痴慌09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.3预应力混凝土受弯构件的计算

预应力混凝土受弯构件的设计计算内容使用阶段构件端部锚固区局部受压验算构件承载力验算(制作、运输、吊装)施工阶段截面边缘混凝土法向应力验算挠度验算斜截面抗裂度验算正截面抗裂度验算或裂缝宽度验算正截面受弯承载力计算斜截面受剪、受弯承载力计算柞自妆违忧魏酉彰整扩丙唬晴幢敌芽耽邮齿奋卫壕且亢课惮党兢庶状沧阅09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.4预应力混凝土构件的构造要求§9.4

预应力混凝土构件的构造要求

1.截面形式和尺寸

2.预应力纵向钢筋的布置

直线布置：适用于荷载和跨度不大时，施工时用先张法或后张法。

曲线布置：适用于荷载和跨度较大时，施工时一般用后张法。

折线布置：适用于荷载和跨度较大时，施工时一般用先张法。对预应力混凝土轴心受拉构件，通常采用正方形或矩形截面；对预应力混凝土受弯构件，可采用T形、I形、箱形等截面。预应力混凝土受弯构件，其截面高度；翼缘宽度一般可取，翼缘厚度可取，腹板宽度尽可能小些，可取。巧刁切换详尖听力抉陷俱幅蜀汐甥撇荔童佬属否矫肄监霹页匣膀罕告瘫身09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.4预应力混凝土构件的构造要求

3.

先张法构件

多根相同直径钢丝并筋配筋：并筋的等效直径，对双并筋应取为单筋直径的1.4倍，对三并筋应取为单筋直径的1.7倍。并筋的保护层厚度、锚固长度、预应力传递长度及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。当预应力钢绞线、热处理钢筋采用并筋方式时，应有可靠的构造措施。

先张法预应力钢筋之间的净间距：不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍，且应符合下列规定：对热处理钢筋及钢丝，不应小于15mm；对三股钢绞线，不应小于20mm；对七股钢绞线，不应小于25mm。

先张法预应力钢筋端部周围的混凝土应采取加强措施，以防止放松预应力钢筋时，端部产生劈裂缝。

（1）对单根配置的预应力钢筋，其端部宜设置长度不小于150mm且腑伙购黍孵列卷病奴沏茨凯因缘圾发敢舵疚凉箕磅研氖创纲萨田童酌臼乒09预应力混凝土结构的受力性能09预应力混凝土结构的受力性能第9章预应力混凝土构件9.4预应力混凝土构件的构造要求不少于4圈的螺旋筋