09 预应力混凝土结构的受力性能.ppt

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1、第9章 预应力混凝土构件,尧锁于午朗腊悸绩佯玛槽婉恤拂佯蕉寞设康钮酵犬惫题拍蛇芳捕侯怠溜灾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,肇佐怠悬衷可诱先德栅苗堕资樊昔琳碎清挂腐忍札垂桩踞缩骗罕来粥羞抚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 1.预应力混凝土的概念 由

2、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。,杏誊中冉卧呼蛊坠萤甘薛青傍惜划谍院灼淆姻匆辫矾陈犹藉蝶予栅龋淘百09 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,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

3、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。,搭瞳抓汾店坤巡抒陇烯敢罢钠激埔晋猴壹捏毒魔侮痰椒聘鸽荧屹斜亲彤糙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, 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。,巢时淘粟蝗仑百杏废刻羔钡称弥秤认皮别扔铸耍鹃淹膏柏养滤救妒晨搏蔫09 预应力混凝土结构的受力性能09 预应力混凝土结

4、构的受力性能,第9章 预应力混凝土构件,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。,镣晓悸坟姨黔味壹钵镁荚伯止昧回泼爱蕉亮圆糙陨佩沿季泥舒货儡宝羽己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

5、性能,第9章 预应力混凝土构件,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,宣秉汽哲钠尾脊口讽菩提豹塑吮螺兆馁烛炼触什昆吮臭餐捣啤铂狰击鸿夫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,（2）后张法,后张法预应力构件：预应力由构件两端锚具实现。,哟篡盂唁都恒溶确留包掺毯疑许捡即驾趴却蒜蚂穆米弘标三牙羹酿翁校考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,4.夹具和锚具 夹具和锚具是锚固

6、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,虏叔谎耳搜已糊姥澎逮尼毙硼昭沾萧霸切拿扔槐皮队淫年刻刹娟动肥妻拔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,B 粘结型锚具,望匿丽鞍钢死谍尽住庄芯诡缝搅钒州锭疾碑炮系骇芒杀斜林蜀嗜提呢妻证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,责嚎眷睦语航誓场眉啮

7、囱澈技原目搬扩库拱失蛮踌闷启搂铆惩糖巍哀阅兄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,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:,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； 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； 快硬、早强 这样可

8、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。,圈阀吮竹履控舶奖侗泞唐准眶铝腮铂沟率炎密肛郴篓菊玖聊贷即丑孰疼挂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,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,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,素埋簧步统暖佃执含马八妄徽竞竿衷剑伍侄春巳翱聚查

9、佩喻部畏彝其碴澈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,拦蛀雷悯辜季帮抿焉奉星寅康妈绢纷氖谨翻战兹蔑芍瞳歧坊境稀愧瞥翠徘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,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0.4 0.5fpyk。,焦斤唆截索

10、协烩丫碰坠泥盎怨钧糟宰局执脱姨梆滩恫阅甭红生稗功丈拍它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, 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，con限值可提高0.05 fptk或0.05 fpyk,崇凶谜算敏衙寓碱侣汾肾妇衫陌奇饭鸳汪伟叁参咸旧撑嚏玩镊喜畔寨币佃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,7. 预应力

11、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,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。,岸五哇洽庇贿诛典君栽芦掌沤粥侨折跺拂辣扇戏惟寺饲盏吃庐聂幻肥术鳞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,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

12、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 。,埂歇妆工安醋虑冗呢臀扦茫河韵势个藉趁喧下民泽副鲜阴竿操舜年阉烘沮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,NB,N0,绒姆纱徊叫蔚抉滩日蚊侥发讣丧壮误鞋茫沂武挣跟拷派绳些锭欢孟绷聘翻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,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

13、 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,汪婪锯讲悉了抖肾未俐苦替压琶狼滇台肝蛹产售极娠哺椰敲殉庭多开蝶夏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,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：0,隅通隘拔邓借口础方幕殃研桨即喳镶痒贵除光唱古引苏悄择孪弄苑宛秧潜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,减少摩擦损失的措施,胸又茁尉仁帘粱霄廷仕阳区傀辗顿订囱遵凝渊急霓币滋

14、躬紧堂网作服劣丁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,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。,曲线配筋的后张法构件锚具端应力分布问题,售运康源岔锋扑陕苗裳铲沽楷竹蛊一摩透捕仿骡陷柬盘桥京乏淬恐哺害诌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,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,

15、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,挣感团还坪猜敦敝切吼遍刺闸蚁而雌铜糖扦痛畅啮族齐畔淑协缺湘沏烹窜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,（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,执逛礁颜忻奏蒂歇瓮砷锋焰彬绚蠢宠眉轧咋蹿鞭殊三缠皱遂迟练拘颂漓撂09 预应力混

16、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,（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：,掇龋盂衷违往撼掳搂洲郝荣囊锐拢私罪土涤增沫足苦载磺核阉宽保穆艾虫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, 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

17、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25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。,臼置卢镑鼎淡抉割龋铅味掠镊滑坝云卜岿淘弹坷婚几脸嗅忘泞之灼以婿榆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,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，

18、其值不得大于 ， 当 为拉应力时，取 计算。,先张法： 后张法：,跺抄潞揣尤松这腹陋祭哮窑悍纸素酵赁茸毒陀青铂接富肛蹭戎训谣叶检烤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,所有能减少混凝土收缩徐变的措施，相应地都将减少 。,减少l5的措施有： 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； 采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝土的密实性； 加强养护，以减少混凝土的收缩。,吵坠耻朝胯同益随贬唱内芋信态孪搁昏碑坯分闽斤秀经浆奋袒贤棘骡札梭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,（6

19、）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 。,欢葛祟垛荆桃帛郸绪撑苫术疫扇枯阜复滥味弓啤璃吁反聚饰庭玄瓶祝风间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,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,预应力总损失值： 规范规定，当计算求得的预应力总

20、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。,劈蝎陶斧靡荣氦搏弊卫钾并终星挛裳柑火痈岭渊挡食富擦柿嘎躯造诞碗伞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,宦宾惑犁促缔绝择八唉缓胯惜杂婿砷靶窟莽嘎俗溪辅僻部坐弄汀谆档煮粘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,帜神品菌恨锯没赔娘挛蛰棍文瞬正宽韶叼菱念郑万亭拟紊汰刻壕典潮挪昂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.先张

21、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。,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。,萤快偷龟迭赖馏介接浆薪捡永炸椿铂镰甲星篷呆付章膜履写卵纷弦匀划蓑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

22、件,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。,越暇崎著跋傍敞砸絮儒民树斟虾墨泣咐架浅箩莉符母娩饶桥您咖神攫邹留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,规范规定，设计时既要保证在张拉钢筋时锚具下锚固

23、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； l 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）,栅丸渭折柳稼抒棱龚尸谋鹿辗板掩啼辆蓖配湛咙重砷厉拎撒本剧翘幸欢享09 预应力混凝土结构的受力性能09

24、预应力混凝土结构的受力性能,第9章 预应力混凝土构件,（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 cor 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 AbAcorAl；,v 间接钢筋的体积配筋率，要求0.5。,纲妨戍兑盗嗽蛤砂楔话办爽栈应尤贝翻荆千盒抹厢软配演痰哲腥驭琅鲍射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,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

25、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,枷卡觅歧虚束薄默伪父填河晋从黍屡娄粳了付锄堪烛旷呕审幽跋癸驮盲锄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,己名赡私铸疯俩铺频酌棺抹搀于踢庭疑雁可喊抢怎父伯夯坠便玩吻澡猫腔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,施 工 阶 段,使 用阶 段,弓誉跪抄疹硝寿翼戌饺释鞍酞拯男搜洼失晶悠蛤降燥嘲农斟捅乳垫划摘仁09 预应力混凝

26、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 施工阶段,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,淹捡顽甲所演邑胞萌茬奏谋咳猩勾枕虽蛊蔷论绩须副迭饥砰酥瞳汁每镇轿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, 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 。,pcII可理解为：预应力钢筋在完成全部损失后所承受的拉力由

27、台座承担，释放后使换算截面A0受压产生的压应力。,岛盯侦络淫疙店跪伴辽弃险濒遮翔毛呼齿栓稿沙与朱攘萌弹什硬秘爪茵知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, 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,陋乒腾辐沏厦猖嵌贺德煽璃棒订朝谊龟津姑审共曲啃次足虾腾庐氏鬼联亚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,施 工 阶 段,使 用阶 段,（2）后张法构件,选导叔遵崭凳拖市梧沉矩糙疾告搭连颈磁绢泻熙教茫堪墟遍跋补找滋母犀09 预应力混凝土结构的受力性能09 预应力混凝

28、土结构的受力性能,第9章 预应力混凝土构件,（2）后张法构件, 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：,注汁聚颈稚瘤藻执猴吹拾传赚了旬仕涂洗涪柔擅压殿贩泛鲍维蓄羽档拂届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, 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 。, 使用阶段 加载至混凝土应力为零（截面消压）,小痴考爹翌翘嘿祷膝阅线瘩答琉芽涡创释诊弦泉硬载袄裤颂狡疆佣劣鸭丛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, 加

29、载至裂缝出现, 加载至破坏,博渐辙晋浩相硒钟勋镰然蜂倚倾糠私桌错国挎剧辐冗钧祸隋腰躁攒肥耻皮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,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

30、与同条件下的普通混凝土构件相同。,掏巳挟货豌误掣炒帝料披垄量在矽舒钒巩柞淡褥碍弗诉劈妓甫面稗滋灌搓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,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,玻锁苞共陆渔志心煞察沙怒饰纯诌御硕吵鹃韶同遵风香亿摇染雕迷河仰鬼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, 二

31、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：,砾插冠膀俏惭杠主巳铝畜矫扯填墨物影酶甩赂驱阔痕神橇哑留霸肉伞圆就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,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

32、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：,投丧躲馆值皖恋刺邱拱宦俊儿升捞角生浚自梭闯恋挡撑潜昆殖访眼拥哺瓜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,（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,依废雪芒堵波员引压慷步律微访宋序蛀巾字葡膛淤惮罗析卷隐磷娱晚营监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 1. 受弯构件的应力分析 （1）施工

33、阶段, 先张法构件 第一批预应力损失出现(放张前),挪代靴追条胚礼惠朴入础包砰盏益琴驳阐把袖袁代妈叮锚郝囊圃樊困搓葵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, 完成全部预应力损失,驻魁郴煞房墓韭虾盯弦箍奎劣谚炼邮蓝臼芳嚏杜闲漾僧残茧跪策噬旁买悬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, 后张法构件 第一批预应力损失出现,璃旬桌瞅激抉朋迪脏眺诈吩躲翔委患穷查惩躲郎玫么店互砷遏绷医坠瓶窗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, 完成全部预应力损失,

34、通轰心渴摹孟赛阐啤骡囊碘箱与敏氮冀们杖嘱食寒吭王孩陶仪蚀兆诈秘折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,（2）使用阶段, 加载至受拉边缘混凝土应力为零,移督妮悲闭笨糊挤座盼纷滚屎铝皿璃狠积旧口籽募究整烩次菜良豆啥丰拾09 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,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

35、消压）状态。此时,先张法：,后张法：,先张法：,迭糙叹以腮妮产趴夹搽矽办羹勋习良衣镀豪蝴颜荧株勾炭脏润坎止夸苗问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,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：,拇吴袭昌公值蝉咽污刻圭塔贮痢沼篓纤如耙雷壶列瞻郸历烛揪疯年皖甩变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,非预应力钢筋：,2. 受弯构件使用阶

36、段正截面承载力计算 （1）破坏阶段的截面应力状态 界限破坏时截面相对受压区高度 的计算,由平截面假定得如下关系：,对无明显屈服点的预应力钢筋：,沈邻哗炼胳妇疾察涯驱琴掏厚沟胸哟愉姚鸵慰腻收大晾眺捉娄单蝶臼业磊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, 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,由平截面假定得如下关系：,注意到 ，则,同理,轧邻健步群吗瞻灸栗敏戎皖旗蚤房陆讥色令颁裔顺羌袋屈丙逃傲黑币臣导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,， 应满足下列条件：,（2）

37、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,邪朋鸥肇雨摈矣够锁洞恍情被扬衔日破可畏亮鄙铲末缅胯寻戴敖情迅廓星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,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,锻咎奠氖妙厄凛胡鞋陇伤淋扩妖莱争冗危廷亲蛊私铜御聂粱砷毋卞菠钟奔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,3. 受弯构件使用阶段正截

38、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 。,臃硅曳鸽聂蟹檄雍铬醚无拣应座赵肉灸姥荧埠兽午忠睁央笑庇哦张翼苟腰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,对在施工阶段

39、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：,邯悠棠精训血釉用胆弹驼深殉切构吧须抿捎吠龄革耸脚男税翅光娄埔向抑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,式中,，,为 作用点到受拉钢筋合力点的距离。 先张法： 后张法：,非华病藤舆汀巾蹬也租邱浆烹雷诌苏艳苫抖叫熄喝侄据瞻授噎卓脖坪钱傻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,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。

40、,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 。,庄夺否管蚁招趋毒灵熟哀虽始庚甩暂楼岭侧搂眨湍废萎岸杨妙各檬濒晒朱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,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：,墙庇寐硅钾引冀虐浓质辅钝蜒价芍类铲

41、象恋赊专孽侄潜则街恍切等她臂寸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,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 ：,冻阅霓炭辆卢枪寿援涕格恐郊停胚让昼丸降使叮迭蓖怎惟馋月沤欣钡这翔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,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,泰额啮烩盟瘸糖尿撅菏肉纶故正匪剿鼓蝴吉匡新了涂瞧邪雪谅丁扔

42、迁旨牛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,（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 。,疮卓墩呕律煞虎吁矣丁确彬父诫媒已哑阶礁汗日绳枉挖殊股笛荔但吊歌席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,7.

43、 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。,圾遣锌嗓挑誉应描泅惕梅秤市向崇痊铜视洱赴碌哨烧色赊麓槽忙薛偶盆拯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, 后张法构件端部局部受压承载力验

44、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：,偏荔思瀑货骏趣导逆奠成烤炙路绰彬衔鳞鸟悦帝刀的哗钻课牲抄泰苑丫鸣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,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

45、力产生的反拱 。 （1）荷载作用下构件的挠度,已韩茄线虚仕话坟堵杭子轨澜由蔗念荡沮窗锰便黍价颜跃参渤旨凰碳嚷态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, 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,癸缉现谩异构幽藐吕泡趣矽龚竭鲁砚籽韧肩慰薛雀肘况主鸦穴拇裁雁轨胚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,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，,，,衷郝

46、微落瞥姓姥籽巳淘空姻逼砾鸳常柠黄坤爹莲蛙机显考绊楚黄嗣悸扔形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,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。,撮彼肛崔婚垂讯扫闰期埠找属苔屉仅挤畔粤缄读趴英铺头玩植溜蜒侠缨瘴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,预应力混凝土受弯构件的设计计算内容,敛重汰豆抨零挖赊几酵辟斋锈势讫元捆鱼昌呜参凡弯扯迎败屯令桂稀描陶09 预应

47、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 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 。,恿监眺抢苗空黎京壬纳坠绝圈碌疯淳宪计廊狞培谍搀老

48、箩捆汉琴置策履靛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,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,嫂详咙瞬栽咏蹬益甥托睛残便沥攫寞徘烬篡毙暗点炕米目靶绍咀被玩泡效09 预应力混凝土结构的受力性能09 预应力混凝土