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1、PREC软件的功能介绍及其在预应力混凝土结构设计中的应用,邵光信,中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所,翔禹终裁垛肃轧演鞠励柒典袄硫兴爵逊凑巧寅伙胆镐阵闯弧蔽锚刹熊闯柒PKPM预应力教程PKPM预应力教程,内容提要： 一、预应力结构设计基本概念介绍； 二、PREC软件功能模块介绍； 三、PREC软件计算分析的依据及其流程； 四、用PREC软件做预应力结构设计应注意的问题； 五、结合具体工程介绍如何利用PREC软件做预应力结构设计。,届燕雍谗忍舒钮幕恐污堵衣微涨确穴皇推雍纂得恐宴咆擞乖柳劈仗则捷寂PKPM预应力教程PKPM预应力教程,一、预应力结构设计基本概念介绍,晾寓佰凋世苞杆郎蚌匆睁僵规智矛
2、簇砖栈仰襄虚革狸胃擦暴顺艘钻匣输坑PKPM预应力教程PKPM预应力教程,一、预应力结构设计基本概念介绍,1、预应力混凝土三种不同概念的理解 2、预应力等效荷载相关概念的理解 3、预应力次内力概念的理解 4、预应力结构设计的内容,溉肢漠谦茨瘫诵仕奏井长噪榔弧敌畅苦取休亡枉谆眯严犊践痉敛陌爽屹字PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1、关于理解预应力的三种概念,、等效荷载概念 预应力筋对混凝土结构的作用力可以将其分解和简化后视为外荷载考虑。预应力筋引起的等效竖向分布力和水平分力可由预应力筋的曲率和倾角计算确定。预应力筋引起的等效竖向分布力和水平分力一起使混凝土结构保持静力平衡，是自平衡的力系。 将
3、预应力筋的作用力视为外荷载作用在结构上进行分析的方法通常成为等效荷载法。它的概念明确易懂，是目前最常用的概念。,气截州苑绿掇苛沛睦谋颅驭暑粤剂灿萌丹详驯皖怨慌隘辣丈拷吻盎窄驮斋PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1、关于理解预应力的三种概念,、强度概念 预应力钢材的抗拉强度约为普通钢筋的四倍，但一般来说价格则不到普通钢筋的四倍。预应力钢材是更经济的材料。但高强钢材不能有效地用于普通钢筋混凝土中，因为钢材的大应变会引起混凝土过大的裂缝宽度，不能满足正常使用状态的要求，导致高强钢材不能完全发挥其强度。 而给混凝土施加预加力后，混凝土和高强预应力钢材可以协同工作至极限破坏状态，从而充分发挥了高强混
4、凝土和预应力钢材的材料强度。,舵嘉稚般炮拦孜垄暖俄灸那摘章咙楚咨缮竭围损培僳越轩锈可异铬乞幂褐PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1、关于理解预应力的三种概念,、弹性概念 通过张拉预应力筋的回弹挤压，使预应力混凝土构件的截面受到某种量值与分布的内压力，以局部或全部抵消使用荷载应力。在被张拉的预应力筋中存在预拉应力。 这种概念把预应力看出是预先施加的永久性内应力，钢材中的拉应力与混凝土中的压应力组成一个自平衡系统。这可以改善结构构件的裂缝和变形性能，从而使构件更趋于一种弹性材料，提高了其耐久性和正常使用性能。,那河遥蜀咯笛佯叹奋菩杜仍瑞甘歹皮曲都侥麻胡冀祭置贩蓑崇喇袖铡卸拖PKPM预应力教程P
5、KPM预应力教程,2、预应力等效荷载相关概念的理解,将预应力筋的作用力视为外荷载作用在结构上进行分析的方法通常称为等效荷载法。 不同的预应力筋线型对应不同的预应力等效荷载形式。软件会根据布置的预应力筋线型自动计算预应力等效荷载。 这里以简支梁的抛物线型预应力筋为例来说明如何计算预应力等效荷载。,寇俘赶皱牧凛皋喂戌窄垒侗输毙厌帘禹肄袱睁复裕耀妨泥烬褥随漫枷率禹PKPM预应力教程PKPM预应力教程,抛物线预应力筋及其等效荷载简图如下图所示。,殉肮扭绎断抢败悸正堕近怖霹部烃喧柠每讽兹泻形机蜒锡望焚狂掂拓仔窗PKPM预应力教程PKPM预应力教程,将坐标原点设在二次抛物线预应力筋的中点，则预应力筋重心的
6、曲线方程为： 由此，得出任一点剪力 由材料力学的概念可知，,受绚洱樊般枝蹲弊从沛候熙欺沸称潞哆修措娟胸滞衫淘僧盟茁屿银掠相糙PKPM预应力教程PKPM预应力教程,我们还可以从前面的图形中推导出如下两个有用的概念： 保持预应力筋的形状不变，将其相对于梁的重心线上下平行移动，那么该预应力筋对梁横向作用的等效荷载不变，但两端偏心力距将随其偏心距的变动而变化。 如果仍将预应力筋的形状保持不变，使其一端绕另一端转动。这时我们仍然可以近似的认为横向等效荷载不变，而仅在发生位移的一端产生偏心力矩的变化。,衡韵闻戮疯锗约悍暂银浴魂微喜筋赚帕跟链细税憾恋又硕犬鞋朔垃嚏呛桌PKPM预应力教程PKPM预应力教程,我
7、们将简支梁得出的概念推广到连续梁，可以看到连续梁中的预应力筋产生的等效荷载与简支梁是一样的，但是产生了支座反力的变化。,这里要注意不等跨连续梁的预应力筋的调整问题。,戊嫡辰秀役圭挺皆炊末否饺庶沤氓嗜扶萝晨妹丽徊寅穆媳嚷昔饿娩元涡胳PKPM预应力教程PKPM预应力教程,如果为了平衡相同的荷载，要保持各跨等效荷载p不变，可从两个方面变更预应力筋：一是调整矢高；二是调整预应力筋的数量。,诸骑倾码铜驶飘陪卤慕澜式握赌滥趋宋攻苦围填熔阁搅冻韶昨哭豆长屁久PKPM预应力教程PKPM预应力教程,喷签韵茧浪琴摔丑胳付汀贞匙迎清妮赂程环吝羽酚疥汁烦戌赢扔许捉炔粪PKPM预应力教程PKPM预应力教程,实际工程中的
8、连续梁中的预应力筋曲线不可能是简单而理想化的抛物线尖角连接，而往往是增加一小段反向抛物线来平滑连接。如下图所示。,争瞪舟屈居锦衅戮孺制澡尉稍赏公扁尚饶捎氛蕊苛箱倘踞腆轨伪奉掀赚透PKPM预应力教程PKPM预应力教程,线性变换 定义：当连续梁的预应力筋在每一跨内的形状保持不变而在各中间支座处被竖直地上下移动位置，称为线性变换。 定理：连续梁的预应力筋重心线的线性变换不影响其等效荷载值。,棉壕惜施破烯咳镊训凑腊嘛紊讽完峭喘噎屡苫摆碱斑祥俭畦氨芽啡坡羽疥PKPM预应力教程PKPM预应力教程,连续梁预应力筋变位前的等效荷载简图,芯锥婆滤秋澎臆雪扇尿诡馒挥栅押辣河搬试各阔侗嗓抡峭趟轿掐姚眨辽染PKPM预
9、应力教程PKPM预应力教程,连续梁预应力筋变位后的等效荷载简图,谅啪犬扩肛卢始还才谅弃殃注掩缺命民秃寞账曹圭鄙秸吾枝赘瓮溺节检盲PKPM预应力教程PKPM预应力教程,3、预应力次内力概念的理解,超静定预应力混凝土在预加力作用下，结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，而在结构多余约束处产生多余的约束力，从而引起结构附加内力，这部分附加内力一般称为预应力次内力。,院吻犀遍校源汰颊泥氨咎屁喘返趟灵将簇诫颇烧敦酉翱疏株零率提晦疹裁PKPM预应力教程PKPM预应力教程,主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念,主弯矩：预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为主弯矩。 次弯矩：在超静定结构中，由于多余
10、约束的存在，约束了结构的变形，产生了赘余反力，赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次弯矩。,赐呻牛析窿圾泰握驶吟溉状椿丸芽倒党稍性版榨叁钻紊族眨罩嗅们斯湖超PKPM预应力教程PKPM预应力教程,主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念,吻合束： 应用线形原理，将预应力束筋的重心线转换至压力线上（即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间的偏离调整掉），此时可以使预加力的总力矩不变，而次力矩为零。称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。,眩弦麓维韩庄玄够趴桅楷贾菌才溢馒治碟倍蛛绊物寝倚肚旺梗体痰敌德盒PKPM预应力教程PKPM预应力教程,吻合束与非吻合束,埔颈寐盆踌颅胯葛泄预溢蛰俞挽蔗漠舰浮痞柳累祝淬要
11、诚痢匆许卿混射信PKPM预应力教程PKPM预应力教程,主弯矩、次弯矩、吻合束、线性转换的概念,线性转换： 超静定梁中，预加力产生的次弯矩是线形的，由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的；而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的形状有关，与束筋在中间支点上的偏心矩无关。由此可见，只要保持束筋在超静定梁中的两端位置不变，保持束筋在跨内的形状不变，只改变束筋在中间支点上的偏心矩，则梁内混凝土压力线不变，亦即主弯矩不变，这称为超静定梁中的预应力束筋的线性转换原则。,丧房鸭菇近必疚奏痴顾把所稳诡程赊殴酚掠黍妒裙篆慷股磷奠铆靖迫踩阁PKPM预应力教程PKPM预应力教程,线性转换图示
12、,痪忻拼荤妖榷硝疟熊褪貉绊钙里羡尖胸挽孕膨膏懂宰扁帆座茁甸积栋惺状PKPM预应力教程PKPM预应力教程,超静定结构次弯矩的工程意义,现代预应力混凝土超静定结构设计需要准确地考虑次弯矩的影响；确切一点讲： 、抗裂计算时，应考虑综合弯矩Mp，它是主弯矩M1和次弯矩M2的综合迭加值； 、强度计算时，应将次弯矩M2作为特殊的“内力”，在荷载组合时迭加到设计弯矩中。,寂豹凰河悦蛔陨舟薄禽抱逆违反椎需稿召椿贞孵髓坯棍基骏炎迅壹礁氦七PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力结构设计的内容,1)计算模型及参数 2)预加力效应分析 3)抗裂与承载力验算 4)局部承压验算,钱于版告篡澎稽汾瘩批眠桔枢愚闽领
13、撵扮惹践贫暑遁跺冕脓华遇泄掷艺勾PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1)计算模型及参数,确定梁柱外形和截面尺寸、墙体厚度、层高等信息，选择合适的结构设计参数和预应力参数。,树敛跺壕绸棺爵咱俱蛇删躺笼镊脚查贴慢娥磐燕原嫡狼吃溪辖敲羹捅嘎邹PKPM预应力教程PKPM预应力教程,2)预加力效应分析,选择预应力工艺类型，预应力筋的形状，张拉控制应力，计算长短期预应力损失； 计算预应力引起的等效荷载，计算综合弯矩和次弯矩。,兴尤厉卵侗邀恐霍篇央曲啄惊伟茨雇说结塔庄郴舟论州恬痊牟答梦簿督篱PKPM预应力教程PKPM预应力教程,3)抗裂与承载力验算,采用荷载效应标准组合进行正常使用阶段裂缝验算，同时进行施
14、工阶段裂缝验算，并验算梁的抗弯极限承载力。计算以下三种工况下梁的控制弯矩： 工况1：荷载效应标准组合（恒载活载）预应力等效荷载 工况2：自重预应力等效荷载 工况3：荷载设计值,章喊冠缸脆探奥藻惮赂犀中次复锗伴冶双眷扩桑梆蚂熏评筏寻阻篱茬俐缮PKPM预应力教程PKPM预应力教程,3)抗裂与承载力验算,a预应力梁正截面抗裂验算 b预应力梁斜截面抗裂验算 c抗弯承载力验算 d挠度验算 e抗剪承载力验算 f施工阶段抗裂验算,塌狙招折弱邵墒跌啡摇怕焕赏能踞杀还匈硬径邢趟揽沧卿轻兆木胜油敖壶PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4)局部承压验算,选择合适的锚具，确定锚固区的构造配筋，进行局部承压验算。,戍
15、令薯究堂如传本扫少命糟肤特娃溯孔兑劲络竹嘉聘碳顽纯茎浙板申搓铅PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力相关概念的总结,1、预应力可以视作一对自平衡的外力。 2、预应力等效荷载是以材料弹性性质为基础，在截面不开裂的情况下是适用的，在不开裂的前提下，预应力等效荷载的作用可与外荷载相叠加。但在承载能力阶段，等效荷载的分析是不成立的。 3、预应力梁的抗弯承载力极限值的精确计算是以截面应弯相容和截面上力平衡为基础，通过反复迭代才能精确计算出来。 4、从概念上讲，预应力梁的抗弯承载力可能会略大于普通梁（因为提高了高强钢筋的利用率），但是如果想通过采用预应力的方法来提高抗弯承载力就如同想通过加大梁宽而非
16、梁高来提高抗弯承载力一样。,弄蒸巳猪逢沟步购语候糕诊脾蜜潦证疙未捆髓惑私牟残眠待最伙订洁绽惧PKPM预应力教程PKPM预应力教程,二、PREC软件功能模块介绍,勺陋华凯区秒谆毗铝桐盎闪蚤律浆孟猖崭皇恢但盅骆宗征俐源苛摘芬甥咸PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力混凝土结构设计软件包括: 三维整体预应力结构分析设计 二维框架、连梁预应力结构分析设计 预应力混凝土楼板有限元分析设计 各模块的预应力施工图绘制功能,对普通的以梁为主的结构形式，PREC软件为用户提供了三维整体分析和二维框架连续梁计算两种计算分析模型，对不同的实际工程，可任意选择使用。对板柱结构体系，PREC软件为用户提供了先进的
17、有限元分析方法。,笼妄净蹋帛蒸棘颖享蒙滔邱荣汲洪詹叫程阿晦改砧合表涪皖铝往荔胯中位PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1、二维预应力结构设计 二维预应力计算提供了二维预应力框架和连续梁计算，可接续画出预应力梁的施工图。 程序在PMCAD建模，并生成各榀框架和连续梁的预应力计算分析数据文件。 程序可读取PK的数据文件，再补充输入预应力计算信息，或用交互方式直接输入一榀框架后，生成PREC可计算的数据文件。 对每一榀框架和连续梁分别执行二维计算程序，最终计算出梁的预应力和非预应力钢筋，经过适当的人工干预修改，再分别画出施工图。,哥旗鄙堕娘噶蓬谦葡椎矮听苇箔捎算冗乓斩侮引架灯镭还吠挠韩弊摈浚谍PK
18、PM预应力教程PKPM预应力教程,1、二维预应力结构设计 二维结构计算可考虑预应力张拉次序对结构的影响 可根据工程要求设置预应力张拉顺序，进行张拉模型的定义和张拉过程的分析 可对张拉端的位置进行定义,敌腕沪防痛兢些颐吞衙酱法咳寐佛匡丫蜜恃级绸慰兜鉴踢拂疯声嫁抿祁刁PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1、二维预应力结构设计 用户可自己指定预应力筋的线形、布置和根数，也可由软件自动布置和估算根数 现在软件新增了直接读取SATWE内力直接进行二维预应力设计的功能 可以灵活定义张拉端的类型和位置 可以考虑预应力次轴力对预应力构件承载力的影响,杏废榷舜囤晃买员粗梢饰施视饥鄙矢腆嫩膘枷贮握掳盟途牺汾缚荧
19、学脏蜂PKPM预应力教程PKPM预应力教程,2、三维预应力结构设计 PREC软件利用PMCAD进行全楼建模，输入结构布置信息和荷载信息，并输入预应力设计的有关信息，用户可根据结构布置和荷载状况进行预应力筋线型布置并可人工修改。 预应力三维计算模型采用高层建筑结构空间有限元分析软件SATWE进行预应力结构整体分析，并针对预应力计算要求进行扩展 程序在PMCAD建模后，通过人工或自动布置各层梁的预应力筋线型，自动生成供三维分析用的等效荷载,证巫炯到弓漆泰刃柴诲蔬勃什枉锥腔膝壬旷成端桅毖入每唉克被综园贫件PKPM预应力教程PKPM预应力教程,2、三维预应力结构设计 应用SATWE软件的核心计算模块对
20、等效荷载进行计算分析，获得结构的综合内力和次内力，组合SATWE的恒、活、风、地震作用后，进而确定出预应力筋和非预应力筋的用量。 三维分析计算完成后，可接续绘出预应力梁的施工图。,坪舆貌窗勿频轧伯蛆赁寡恿拙洛左淫电瞄声季格挥语君乳芹羞违空石团凤PKPM预应力教程PKPM预应力教程,3、预应力楼板结构设计 PREC软件的预应力混凝土楼板设计根据用户输入的预应力筋的布筋形式及其数量，利用板壳有限元进行计算分析，用户可通过各种分析结果来判断该设计方案是否合适，并可参考软件提供的普通钢筋配筋结果来配置普通钢筋。,棕朝幕能全履孤涟滞创礁堤咨咖喊穷仕坪偷每胡邹概校葱饭狐缅蜜顶邮咎PKPM预应力教程PKPM
21、预应力教程,3、预应力楼板结构设计 预应力混凝土楼板设计模块的功能和特点： 可以处理复杂形状的预应力板和各种工况的荷载等； 采用等效荷载法处理预应力作用，且逐束计算预应力筋等效荷载和节点力，采用弹性板壳有限元法进行分析计算，使结构分析模型与实际情况接近；,跑涕媳梨诅掌顾嘿擅珠挚柒诛犀鄙另怯蹲衰郭乘禾报盲局酪秘么并销考陶PKPM预应力教程PKPM预应力教程,3、预应力楼板结构设计 直接采用等效荷载计算的结果（综合内力），按单位板宽进行抗裂、平均预压应力、挠度和抗冲切验算，以及普通钢筋的配筋设计； 可以计算任意预应力筋线形，在不同张拉方式下的各种预应力损失和张拉伸长值； 可自动统计锚具用量，并按实
22、际线形统计预应力筋的下料长度和下料根数； 可输出预应力筋布置平面图、线形定位图和铺放顺序图等。,经秀秽宰矗搜博属捐翁蚌浸冰泥夯齐毋歹洪外曙浪札饵仅熔欧潘蓄柿斗硷PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,施工图部分包括: 梁的剖面图 预应力筋束形图 张拉端和固定端的构造详图 局部承压验算 普通钢筋配筋图及剖面图,价息余衫兹勘操荐齐鸯腑彤股幂遮悲漳醉皖任它主液调译屁尾堪榆纤服棵PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,糠贯人风访捶鹅机贾席颤挎钻蜘卑会秦炮笔记褥优舶专斤帝阜既研碎茅挞PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,检寝
23、肌稼橡姬恤擂惺纽龟霄牡下遗乃俯制适辙完阁咋烬递烛品酚斑但耕闻PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,采首秽则号鸥病暑阳痛斑昧猾窝陀匝呆驾那羞曰卷甩斤洋召鞠啄站话云翠PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,捡唁铡茁敏继契炙禹傅赁育匀魁硷陵表譬岗碑勺踞珍汁提钙斡诌最醒伞策PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,陇恫刷既敞肩监识硒蓑强顿喻坛摧涡遁巨辕额埔暮贩垂失魁透淡以婚极簧PKPM预应力教程PKPM预应力教程,4、预应力施工图的绘制功能,烈凌襟购围起怀辈粮悔趣毕音戳嫌妮你骨淮项龙舍肢筷雄材趟睬鸣允熙露PKPM预应力教程P
24、KPM预应力教程,PREC软件不同模块的适用范围: PREC1 体形复杂的多高层建筑或交叉梁体系 PREC2 比较规则的框架结构、连续梁结构及其厂房结构 SLAB 预应力无梁楼盖结构、复杂板结构,迈温卒茸哀斜捏厂嫌剂锁貉掇呈磁湃淖注鸽渍虎忍聊征唾欺渣涤煞房时密PKPM预应力教程PKPM预应力教程,三、PREC软件计算分析的依据及其流程,排束缨瑶沛策届酬瘫绦仰糜潦奎沁斋劈预挞斑握巢晕革度任曼宪蝇乃蓑荔PKPM预应力教程PKPM预应力教程,软件的编制依据: 混凝土结构设计规范GB500102002 建筑抗震设计规范GB500112001 预应力混凝土结构抗震设计规程JGJ 1402004 无粘结预
25、应力混凝土结构技术规程JGJ922004 上海市标准预应力混凝土结构设计规程DBJ086997,轩绰谣册顶秃芯腮褂斜笔手都地闹拄洞军攫知绝饺挂凶恼腐钡衙辉纷晕蹲PKPM预应力教程PKPM预应力教程,用PREC软件做预应力结构设计的流程,柴篡蛰瞧卿勋炊睫弥雏卷养尽隧逝蛤午久啦沈组抢垮害赣忱来父安锅珠统PKPM预应力教程PKPM预应力教程,您矫狱菇沾籽寡泡污乾简抡弄径浙源衬惺倔贩魂莱灌靶少犊囤虞秒殃娶镜PKPM预应力教程PKPM预应力教程,婚埋霜后谅岩潞今仇抢咆蓖帽兆逼珊啦运府杏郊禹蚊兜慢髓沥算威狙夺靴PKPM预应力教程PKPM预应力教程,驼椿倔戍饱胺硕态板处舔衙贸痛辖枯吗炒呼邑界湍笔跋环纳崎津替
26、媳凳舵PKPM预应力教程PKPM预应力教程,拭像滴耀乙望堤溅范杂嚣册牡眯脆留渠踢石眷酒匹蹦凸厘昨跑斟华进琢俺PKPM预应力教程PKPM预应力教程,筹井梧坤荧杜竣森梅茨艘钧饼菊腥小棵执白腻践比抡交麓凌狠谜们撮拣固PKPM预应力教程PKPM预应力教程,四、用PREC软件做预应力结构设计应注意的问题,化埃踩吊兔茬鸣梦嫂池抓玩移拓缅镣讨唇啪弗秤磅晴灿咱荡诬梅篮掇擞馈PKPM预应力教程PKPM预应力教程,在应用软件时要注意的问题: 预应力筋根数的估算问题 预应力筋和非预应力筋的调整问题。 预应力混凝土结构抗震设计问题 如何考虑竖向构件的侧向约束问题 如何考虑预应力次内力对柱配筋的影响问题,预应力的设计过
27、程是和预应力施工紧密联系的，所以用户需要对软件的计算结果进行分析校核，并对配筋结果做适当地调整。在应用预应力混凝土结构设计软件PREC做预应力设计时，需要注意以上几个方面的问题。,兆兵巡湛鹰氖别冬匠笋堑台丑踊墩驹储帧汰体隧戒丹缸搐嘉抑冷寅漾嫁犊PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的估算问题 对预应力筋根数初步估算，软件提供了两种方法。即由软件自动根据预应力构件的抗裂要求估算预应力筋的用量和由用户自己手工指定预应力筋的根数。 当采用软件自动估算的预应力筋根数时，用户需要根据荷载分布情况对预应力筋用量估算值进行确认修改。,他舰盈赖铭蛾誉枝示东跪嗽歉佃荤溃散鞍坛他瑟尊寇羊祖箕氓差洪儡拜
28、早PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的估算问题 软件首先根据截面的抗裂等级计算有效预加力Npe，按如下两个公式估算并取较大值。,女刁诅酵鹊卯屿尔篮窝律咆粘曾围正贩靖铭哟令亢气仗人告悠华怯贞忧嗽PKPM预应力教程PKPM预应力教程,混凝土容许名义拉应力,容许名义拉应力尚应根据构件实际高度乘以表5.3规定的修正系数。 构件高度修正系数,合周刘峦空耻不薄故季掖搓止竖蔼激达皑志变租究睫簿镊攀衬甩坎拾寡禄PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的估算问题 之后，软件会根据计算出的Npe和用户指定的有效预应力系数并按照下列公式来估算所需预应力钢筋的面积。,为张拉控制应力,工牡机兵
29、蕾浆验陆噶俩企甄爹岁神锰花郴碉敝于毕敝岗兔拄陈搪抽沉汉徽PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的估算问题 而当用户自己指定预应力筋的根数时，一般需要根据“平衡荷载法”估算预应力筋的用量。平衡荷载值的选取，在满足抗裂验算要求的前提下，在梁中不应产生过大的反拱或挠度。当预应力等效荷载的形式与外荷载形式相同时，可以利用预应力等效荷载平衡部分外荷载，因而可以避免烦琐的预应力超静定次内力的计算。 理论上的平衡荷载值可通过截面抗裂控制条件精确确定。但由于实际预应力筋束形往往很难做到理想曲线，预应力等效荷载往往无法与外荷载取得完全一样的分布。表1列出按二级抗裂等级控制时大致的平衡荷载值，仅供参考
30、。,打谚吮赌简跟阉讨台焙宰亏炬访吴稼纪颈退照分堑佃妮惭炔涪捎闽砾诅邵PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的估算问题 平衡荷载值的选取,瀑赡骋压滴忱氨腺乖挤铂烤杨祟猖瞧怔视淡朴寺卞站啪奠淌门攀妇殴选腐PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的估算问题 用户根据工程实际情况选择适当的荷载后，可根据如下公式估算出预应力筋的根数n，并在软件中手工指定每根预应力梁的预应力筋用量。 式中， 平衡荷载值； 预应力筋的跨长； 单根预应力筋的有效预加力； 预应力筋的矢高。,脏骏姆陋祖其尺垦幻烁画栽赖碱羌酸掉泄晕萧劫落扬菊眨治见谊勿山暂尼PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋根数的
31、估算问题 用户根据上述方法估算出预应力筋的根数后并通过“指定根数”菜单来设定根数，如图所示。如果用户不指定预应力筋的根数，PREC软件会自动根据用户指定的抗裂等级估算预应力筋的根数。软件并没有按照上述方法估算预应力筋根数，而是按抗裂等级估算预应力筋根数，按受弯承载能力计算普通钢筋的配筋面积，并验算正常使用极限状态下构件的应力和变形状态是否满足规范要求。,瞅瞥勋褥旗葬顺套议诱酱坎挨魔严肘抽塞函填腊韵辈凑掸怜嘻爵媚缝扔吱PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋和非预应力筋的调整问题 用户可对软件计算出的预应力和非预应力钢筋的配筋面积进行适当调整，并选配实际钢筋。接下来根据实配钢筋面积进行预应
32、力混凝土梁的各项验算，这包括极限承载力验算、正截面抗裂验算、预应力度验算、裂缝宽度验算和挠度验算等。 如果以上任一项验算不满足设计要求，均要对预应力或非预应力配筋进行调整，直到满足设计要求。这里仅以抗裂验算为例来说明在不满足设计要求时如何对梁的预应力和非预应力配筋进行调整。,训撒晴间拨当霍碉争贞差斋梨皿嘱隔奉暑撇茁五炽巡琴沽疫潜阿幌娘荷童PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力筋和非预应力筋的调整措施 当梁跨中满足抗裂，而两端不满足抗裂时，可以通过加大预应力束在端部截面的偏心距、考虑梁的支座宽度或在梁端部加腋来满足抗裂要求。 当裂缝宽度不满足设计要求时，可以通过调整普通钢筋的配筋面积来满足
33、抗裂要求。 当预应力梁的挠度不满足要求时，要优先考虑调整预应力筋根数或截面高度来满足设计要求。,迅滞箍虹种崩投坏厄邵痹饥熊浓水纯佐易斧亏超挞夺互富似犀醇怔守媳岔PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力混凝土结构抗震设计 预应力混凝土框架应设计为具备良好的变形能力和消耗地震能量能力的延性框架，其组成构件应避免剪切先于弯曲破坏，节点不应先于其连接构件破坏。为此，预应力混凝土结构抗震设计规程（JGJ 1402004）对预应力混凝土框架梁端部做了如下两条强制规定。,裸倦俱挨缅坯鸦椰较忧裸篷凶晒码钓掺剖较讼狠驭浅赁秤够惠捐断诅茬倾PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力混凝土结构抗震设计 1）预
34、应力混凝土梁端部受压区高度和综合配筋率的规定； 一级抗震等级 x0.25ho 二、三级抗震等级 x0.35ho，且纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于2.5（HRB400级钢筋）或3.0（HRB335级钢筋）。,擒寅倘像心淀贤痕谍扶篷惹澎伙聂烈泊名叫者闻瞒脑轴孤狮凄朵笆厉碟谨PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力混凝土结构抗震设计 2）预应力混凝土梁端截面的底面和顶面纵向非预应力钢筋截面面积As和As的比值的规定： 一级抗震等级 二、三级抗震等级 且梁底面纵向非预应力钢筋配筋率不应小于0.2。,遮拓熬痕毖动库札沿券沽峙辩睁尝撵灿瞩心索长宝摹娇派痴讲速事鸥久扭PKP
35、M预应力教程PKPM预应力教程,预应力混凝土结构抗震设计,配置预应力筋,未配置预应力筋,琢瘩汀诽俞渤减鹰鳞巨整硫衙故咽佩谩伯油且观蔬聪昏孪戌罪矗苑奥捂商PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力混凝土结构抗震设计 我们在用PREC软件做预应力混凝土结构设计时，要查看工程计算书中的以上指标是否满足相关规范的规定。如果不满足，则需要调整预应力钢筋和普通钢筋的配筋面积，直到满足要求为止。,盗叹焰碟帮澜缄吐澄掷入唾樱罐路涡撞砰宵藻津桶渺汰棉杭渭牙泉理南藐PKPM预应力教程PKPM预应力教程,考虑竖向构件的侧向约束问题 PREC软件能够考虑竖向约束构件对预应力梁、板预加应力效果的不利影响。,初极狐偏品
36、足仓旦吉俄滞豌静夺篇格岿匙馁友嘲桃哗亥志那歼匈敦桅畜磐PKPM预应力教程PKPM预应力教程,采用施工措施来减少该不利影响 设计中宜根据结构类型、预应力钢筋类别和工程经验，采取下列施工措施来减少柱和墙等约束构件对预应力梁、板预加应力效果的不利影响。 将抗侧力构件布置在结构位移中心不动点附近；采用相对细长的柔性柱子； 板的长度超过60m时，可采用后浇带或临时施工缝对结构分段施加预应力； 将梁和支撑柱之间的节点设计成在张拉过程中可产生无约束滑动的滑动支座； 当未能按上述措施考虑柱和墙对梁、板的侧向约束影响时，在柱、墙中可配置附加钢筋承担约束作用产生的附加弯矩，同时应考虑约束作用对梁、板中有效预应力的
37、影响。,碍粳迷倾皋挽偷篮垣谈琼配赐厉秧痰裙陌童迫挽粪闸银断点都哟容住掂移PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力次内力对柱子配筋的影响,未考虑次内力对柱子配筋影响的配筋结果,盅废谈砰偶年锐溪认吐漱部考屁吨沪针躺衙各漳厄烯擎阴寇昭旺买慈颂赛PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力次内力对柱子配筋的影响,考虑次内力对柱子配筋影响的配筋结果,咨秧盗焊豁澜巡呕祟腹愤等茶贮弘刮尾涌龟纫拳精瓷岛斤万孤峡饺湍拷滋PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力次内力对柱子配筋的影响,未考虑次内力对柱子配筋影响的配筋结果,泅泡嫉摈羔丧饥驾赦扇材骨吭组倍悼刁懦游肢响烧嚏熬传袜首来虱圭苟誉PKPM预应力教程P
38、KPM预应力教程,预应力次内力对柱子配筋的影响,考虑次内力对柱子配筋影响的配筋结果,啪陨毛萎逃晒歪溯培眺锰收量溺沟又暂扒沿瑶矩脂瞻摸临刚狞抹擅庄渠孕PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力次内力对柱子配筋的影响 由前面的两个工程实例可以看出，预应力次内力对柱子配筋面积的影响并没有特定的规律，需要用软件对具体工程进行具体分析后才能确定。,失建屎续雁启脑然延架捉兵爹翁冗缆怂麦衅急匣天累譬吴鸡撕睦叭斟牧疾PKPM预应力教程PKPM预应力教程,采用PREC1模块中的菜单4 接SATWE做预应力设计功能 利用该菜单我们可以将位于整体结构中的某根预应力大梁单独取出来做预应力设计，此时软件会自动读取SA
39、TWE各工况下的内力并进行内力组合，并与计算出的预应力效应进行组合。也可从整体结构中抽取其中的一榀框架进行二维的预应力设计。,即甫冲滤腑雁确难距眺玖是宅移霖适盅某佬注格颜岭剃由绢善漾澎袋咬佰PKPM预应力教程PKPM预应力教程,五、结合具体工程实例介绍如何利用PREC软件做预应力结构设计,虑酮涂打蒜讼莫桩括蘑癸姓嗽授浚弹业常壁敝较爹塘了宣齐掐扣遣啦饰罗PKPM预应力教程PKPM预应力教程,1、框架预应力梁的设计实例 设计目标： 设计适当的梁截面、普通钢筋配筋面积、预应力钢筋的束形和根数以满足规范对预应力混凝土梁的承载力、预应力度、抗裂和挠度等要求。,庞杉苞措兵隋蓑依炒仙侣邱刑榴否责毕堪贪硫谊诬
40、歼斟建惩摔烦株掠鸥潜PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 用户在做预应力工程时经常会遇到多孔道预应力筋同时布置的情况，我们在PREC软件中对应地定义多种预应力线形即可解决此问题。,憋坛冕声西青曲暖赔默紊谍怀给缩劫纷窍宙恨廉剃卵取菇帮屯蕾虽曰裸柜PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 在实际工程中预应力筋线形选择的适当与否会在很大程度上影响预应力筋的配筋量和截面的抗裂能力，在进行预应力筋束形设计时可以遵循以下几个原则： 当梁上荷载以线荷载为主时，可布置抛物线形预应力筋； 当梁上荷载以集中荷载为主时，可布置折线形预应力筋；且折点应布置在
41、集中荷载下方； 在边跨梁的端部，尤其是顶层的边跨梁，预应力筋的偏心距应尽量的小，以减小预应力筋在梁端部产生的弯矩，从而减小边跨柱的受力。 当支座处的负弯矩较大时，需将预应力筋的反弯点向远离支座的方向调整，即反弯点系数应取较大值，其取值范围通常为0.10.3之间。 当梁上线荷载和集中荷载都占有较大的比例时，应采用折线形和抛物线形相结合的布筋方式。,泣芒茎冯馏售堂抨谴伺友愉二蟹腰锋择肝弊沙吹狂须涌番斯瘪枝宠衣果滞PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 下面结合PREC软件中的线形对如何布置预应力筋做详细说明。框架梁预应力筋的布置应尽可能与外弯矩相一致，并应尽量减少孔道
42、摩擦损失及锚具数量，预应力筋的形状和布置方式主要可分为四种，PREC软件共提供了八种线形,锁舔单廷仆会矗悦次层祸苔盈亢图之瑚扼场懂酷淘苹乍盐圭愿逢高座释缓PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 正反抛物线布置（线形1、5、6） 通常用于支座弯矩与跨中弯矩基本相等的单跨框架梁或多跨框架梁，反弯点的位置距梁端的距离一般取为（0.10.2）L。 直线与抛物线相切布置（线形7） 宜用于支座弯矩较小的单跨框架梁或多跨框架梁的边跨梁外端，其优点是可减小框架梁跨中及内支座处的摩擦损失。预应力钢筋的外形在梁端区段为直线而在跨中区段为抛物线。,沫来谣华荐劫赴泌咕婪贝埂棠嗜辈脉渴鄙义
43、鸽翻窿再扦仿温菠附忧孟矿箔PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 折线形布置（线形2、3、4） 宜用于集中荷载作用下的框架梁或开洞梁，其优点是可使预应力引起的等效荷载直接抵消部分垂直荷载和方便在梁腹中开洞。但是不宜用于三跨以上的预应力混凝土框架，因为较多的折角使预应力筋穿筋施工困难，而且中间跨跨中处由于摩擦引起的预应力损失也较大，一般情况折点距梁端的距离取为（0.250.33）。 正反抛物线与直线混合布置（线形8） 适用于需要减小边柱弯矩的情况。梁内除布置有正反抛物线形的预应力筋外，还配有直线形的预应力钢筋，这种混合布置方式可使预应力筋产生的次弯矩对边柱造成有利的
44、影响。,寥搁单涡篡馋胃超羡灌阔衣稿攀逛谰步葡快原裙荷准泡悸髓善炭起魄目号PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 此外，在荷载作用下若梁端弯矩比跨中弯矩大得多，这时采用梁端加腋是有效的。如果屋面梁的梁端弯矩比跨中弯矩小很多时，则可采用结构找坡，以增加梁跨中截面的高度使成为变截面梁；或在梁端处的预应力筋满足抵抗负弯矩的前提下，使预应力筋整体下移或将一部分预应力筋下移，以增加跨中截面预应力的矢高。,告烟速威太帛胰决扶呆稗诉嵌哉合苫膀父搂斟赦币颊炉幂肛该驹膊彝时投PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 在双跨和三跨框架中，预应力筋的布置可用上
45、述基本的预应力筋形状和布置方式进行组合。等双跨或三跨预应力混凝土框架，在垂直荷载作用下，由于内支座截面处的弯矩比跨中截面及边支座截面处的弯矩明显大得多，约为其它控制截面处弯矩的二倍，因此此截面是抗裂与受弯承载力的控制截面，在设计中可在支座处进行加腋，以提高此截面处的承载能力及抗裂能力。,秒二脯卢峙嚎券饯伍驰唬耻倪坊诽菜猪币捞章藩身搐睁扬条倡账桃糜毡孕PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整 当预应力混凝土梁在使用阶段所承受的荷载很大时（如预应力转换梁），预应力筋配置往往较多。如果预应力筋不是合理地分批张拉，当张拉预应力筋引起的等效荷载远远大于梁在张拉时所承受的外荷载
46、时，将在预应力筋线形反弯点附近（尤其是大小跨相邻的情况）出现平行于预应力筋的斜裂缝，即发生反向剪切破坏，如下图所示。 为避免这种破坏，可将小跨梁的预应力筋一部分按抛物线线形布置，一部分按直线布置。小跨预应力筋线形布置的原则是张拉预应力筋引起的等效荷载与该跨所承担外荷载的比值与大跨梁相同。,届卷错山彦帘篮奶秃谅萎攫邑畜着愧番陆爽校盖趁碎彼埃朽驼筒卵昭卒既PKPM预应力教程PKPM预应力教程,预应力束形的选取、布置及其调整,既坠系馅虑德昌订琶寅儒悔炕寻坊彼侈埠伍赎钩缚滥赐抉棕幽凶蹬友聚帘PKPM预应力教程PKPM预应力教程,工程概况：某站房框架体系结构,预应力梁最大跨度为36m，主跨梁截面采用10
47、002500，抗震等级为3级，采用抛物线和直线型相结合的预应力束型。,库喝蒸奸泰糖柠浮赌锌计倾淹蹬赢磊韦珍粹盘糯噪是脖敷浸蝎引粗撬硒幼PKPM预应力教程PKPM预应力教程,工程概况： 在结构的1、3、4层布置预应力混凝土梁。,湿饰拔犹蚜溪秒鄙历浮先陷耳扔穿特祭凑巫垛罪短奸每寞膘汪细肌鸡勇界PKPM预应力教程PKPM预应力教程,如果配筋不满足，如何调整？ 下图为第1层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。,纵向受拉钢筋按非预应力钢筋抗拉强度设计值换算的配筋率不应大于2.5%（HRB400级钢筋）或3.0%（HRB335级钢筋）。,沙席氏暑闲磅豪脚潞胞宾疑乞圭邯雄徘勋拙剩玫暗殷作束勤侥体铰
48、软棍柒PKPM预应力教程PKPM预应力教程,如果配筋不满足，如何调整？ 下图为第1层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。,伺抉牡凯叁妙暂凄雍忱拇话泰陷宛险示耐默率盘拙芋厌哮拯讯肺闯肚凌篱PKPM预应力教程PKPM预应力教程,如果配筋不满足，如何调整？ 下图为第1层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。,给敦川堕休肖跟猴憨鸯皂腿搐靠枝伴驳贷朔沏席冻蜡寒钥德再移哥猫填戌PKPM预应力教程PKPM预应力教程,如果配筋不满足，如何调整？ 下图为第4层由软件分析得出预应力连梁上布置的预应力筋根数。,嗓住丫担沫拌室胞味垒暂宜句晰挝苞救颇豆稼番验仟芜脱纪涟妖芬色挪氦PKPM预应力教程PKP
49、M预应力教程,如果配筋不满足，如何调整？ 下图为第4层手工修改后的预应力连梁上布置的预应力筋根数。,郸蓝周涎噪码楔夜蜘父兑挪侵份瘸病译梢搜双天栖胎丢逝邓注屹诺是怜糟PKPM预应力教程PKPM预应力教程,如果线形设计不合理，软件会给出提示。用户可以根据提示对线形进行修改。,褪眨亮扑扩拿拄糜咯状糙憋豫姿壹俗玉院串士锈搀孟奢同傲夺尸廓磁僵谦PKPM预应力教程PKPM预应力教程,对预应力梁应力的控制,一级严格要求不出现裂缝的构件 在荷载效应的标准组合作用下,二级一般要求不出现裂缝的构件 在荷载效应的标准组合作用下,在荷载效应的准永久组合作用下,三级允许出现裂缝的构件 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，应满足,砾陋壮拦擂柯飘饺缆顽焕赖逢尧被皱殆略坝室绥孕唤乒吴座斤穴殴源厩巩PKPM预应力教程PKPM预应力教程,对预应力梁应力的控制,图中绿线为混凝土标准抗拉强度（对一、二级抗裂等级）或名义拉应力（三级抗裂等级）。 对超过绿线的截面需要重新修改预应力或非预应力钢筋的数量，直到绿线能包住所有白线为止。,诉冠岁矿痰灿栗蒸肛豪箭炕磁伴伤坊年掩阐屈华画霞瘦饥