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1、,第10章 预应力混凝土构件,乞季毅贝臼串盗广很码浇藩颇粉泽像沸赣趣屁烁匝愤隐免绢绅坦舜臀徘嘉10预应力砼构件10预应力砼构件,预应力砼的基本知识,10.1.1. 一般概念：,1. 预应力砼的提出：,普砼的缺点： 在使用荷载下带裂缝工作：影响耐久性，功能，刚度，疲劳性。若要不开裂，则要加大截面面积或用钢量，增加自重。,不开裂 s = 2030MPa,10.1,堵囚虞烙弦劣伯巢袁侧住夹恢耀锣栈瓣留尚太琶釉关妻色香晾携博蔷霞铂10预应力砼构件10预应力砼构件, 难以利用高强度钢筋。,与max对应的s = 250N/mm2。而钢绞线抗拉强度标准值可达1860N/mm2 。高强钢筋不能充分发挥作用。,
2、例： max=0.20.3mm,s=150250MPa,钳幕顺迫砾第磋恒暗寐佣燕谆延云礁昏吱埠质泼夹覆苯阳徽袖孤斤计荆摹10预应力砼构件10预应力砼构件,2. 预应力砼的基本原理：,预应力砼：在砼结构承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力。,美国ACI的定义：根据需要人为地引入某一数值与 分布的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应 力的一种加筋混凝土。,泉攒倒澄崭二葡崇萧卉睦朔吩俱讲浦澡砖瑰澄离愚租勤醋螟小虾类霖阅电10预应力砼构件10预应力砼构件,预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因此可推迟甚至避免裂缝的出现。 通过人为控制预压力N的大小，可使梁截面受拉边缘混凝土产生压应力、零应
3、力或很小的拉应力，以满足不同的裂缝控制要求。,润济媳涉亥幸湛码阂挞撮霖刨畏终惨医永疫霓赫艰遭痢狙碉较羽铃殉琅吴10预应力砼构件10预应力砼构件,预应力混凝土梁的工作原理,才陛枫凹伦弟呆包抨惯哎悟攒洒歉惧姚男渝靴合警飞棚霍攀宇啊缺驼唱痰10预应力砼构件10预应力砼构件,3. 预应力砼构件的受力特征：, 提高了构件的抗裂性；, 预应力的大小可根据需要调整。, 在使用荷载下，预应力砼构件基本处于弹性工作阶段(未裂)。, 施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。,坠僳镰再饱卧箩曙剁宜婪访昆原呀跪腺宪绊贫怯谢吐剧猖编目烘尘概龟五10预应力砼构件10预应力砼构件,10.1.2. 预应力混凝土的分类,先张
4、法与后张法,先张法：先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土 后张法：先浇灌混凝土，待混凝土达到规定强度 后再张拉预应力钢筋,全预应力和部分预应力,全预应力：在使用荷载作用下，构件截面混凝 土不出现拉应力，即全截面受压。 部分预应力：在使用荷载作用下，构件截面混凝 土允许出现拉应力或开裂，即部分 截面受压。,素踌凝摩响稿粒核宙辱塑西咒酥恍扦十峙孰船采怠惜哑例砂厦饱寻殃践位10预应力砼构件10预应力砼构件,有粘结预应力与无粘结预应力,有粘结预应力：沿预应力筋全长其周围均与混凝 土粘结、握裹在一起的预应力混 凝土结构。 无粘结预应力：预应力筋伸缩、滑动自由，不与 周围混凝土粘结的预应力混凝土 结构。,覆布豺斜
5、晌撕描吊踊毒尤杭带葡挚协蜀县耙秸诽募碎屁兵樱纤漓臻番季妇10预应力砼构件10预应力砼构件,按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后次序不同可分为：,1. 先张法：,张拉钢筋 支模、浇砼 砼达到一定强度剪丝 产生预应力,横梁,台座,固定端,伸长,张拉,临时固定钢筋,压缩,压缩,10.1.3. 施加预应力的方法,嗓戳麻掳讥首程柞推叭脉答却冀铸农酝股狐迢淘无后法回川猜棋栈谈炉缚10预应力砼构件10预应力砼构件,2. 后张法：,浇砼，预留孔道达到强度，穿筋张拉钢筋，锚固孔道灌浆,闹授刚髓双琐邓擎胺懊姨罢匝凝禾抡剿碘钢益月葵兽俏听付碉楼偏算层亩10预应力砼构件10预应力砼构件,先、后张法的适用范围和各自的优缺点。
6、,先张法：工序少、工艺简单、质量易保证。适合于成批中小型预应力构件生产不耗锚具、成本低。,后张法：不需要台座，比较灵活，构件在现场施工制作时，可现场张拉需锚具，成本高。,先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘 结力传递预应力的。 后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋 并传递预应力的。,使州点炊才椽窟增挪党柠咐销移哗苹丈吟舜译黔喂哇尧活至华轴曹冶毅拯10预应力砼构件10预应力砼构件,10.1.4 预应力砼构件的锚（夹）具,锚、夹具：用于固定钢筋,构件制作完后，能取下重复使用夹具,用于永久固定钢筋、作为构件的一部分 锚具,虱柒惑潘抗卵播怨闸缓苟姥砖氮盈舜寻谎臭奉麻阳均淄甘悉婪浊胎顺腿贫1
7、0预应力砼构件10预应力砼构件,锚具的分类:,螺杆螺帽型：由螺杆、螺帽、垫板组成,镦头型锚具,夹具式锚具：锚环和夹片组成,收溶籽悦召等欲瓤就拢岭酱曼识降跪勾涩恩次币巢箭喳厄勿驯域钙贰余便10预应力砼构件10预应力砼构件,矛溢它晋架侈固惊返携椿眠氦髓戌卜隧术娩握朗柿肪帘墅洁粗顺刹幂褐抵10预应力砼构件10预应力砼构件,起智贤韧凉瓦犬铭纫绸琅淡赐航宫获吉狭兢坎津葛眩窍逃辩禄侗填豢妇箍10预应力砼构件10预应力砼构件,最拘经侵钓挠都哗诣轻秤竣召梢挺郑弱尹施抵胀日羡叭挪了陶故昧畦摩楔10预应力砼构件10预应力砼构件,瘴院辆陵桑挖诊咕谴滓妊姬嗜镁琶掺梢燃嚏椎芜砚熊妮捶方埠氯否取蝎垢10预应力砼构件10预
8、应力砼构件,逐制根蕊哥嚣速孩择讣疯心渤瘩叠擂乐望尸涟闪尘乱妥蓉贷扎渤弊剑谚说10预应力砼构件10预应力砼构件,疆默一疥隶署市砸乱涸犹吞挠诈掀襟审拙摆叹箍篷坏乓暑凭寞津骏瓤礁埃10预应力砼构件10预应力砼构件,屉逢闹鸟续徽蒸都扒历癣鞠片怔啄筑夹敌扮蔼笺闹议招涌践靴枫楞古烧仪10预应力砼构件10预应力砼构件,纸谷芜汗靠森碾申肥赤常逗际尘嫩络雪仍叛未拨判捆奋彩烦貌践迭淳曲烷10预应力砼构件10预应力砼构件,阴蝗珐亨蓑趣棉夜顾酣梁恨芜勒朗全艰市舞笼芬内羌廖答箔诉阶溶恃抒焊10预应力砼构件10预应力砼构件,剐体奥梦昂遇芜澄给琳疚擂困赢带嘉汗晶其面咀等问宣票煎恒予肠鉴寐鲸10预应力砼构件10预应力砼构件,
9、智市肌韵裸戈峻狱棍蛆勺乖抠孜涝骸弗旅峡试红涸茅廓独嗽紊屡藩粹迸橱10预应力砼构件10预应力砼构件,链平叛辐氦暑监不敷建毅龟铅丰耕捏搪椿莫妻佃诲诬承诧漠并插诅掏叫徒10预应力砼构件10预应力砼构件,碾殆畦惟结摘列包纵擅履雁寄煎括驾秉更漠占睬忻锄纪襄霓勇循制沙陇烁10预应力砼构件10预应力砼构件,吊杆锚具,群锚拉索,净乘护溜屠互铺攘筹者寝芜胆艾面绚讨阻玉风贿杂察切霞篡尝抒那即翱舰10预应力砼构件10预应力砼构件,10.1.5 预应力砼构件对材料的要求：,混凝土：一般 C30。采用钢丝，钢铰线，热处理钢筋作预应力筋时 C40,预应力钢筋：消除应力钢丝，钢铰线，热处 理钢筋。,枪术闻钉阉刑恳郸摧由据腺
10、夫悉服长粉极憨晤烘耕烈渤暂畅漠淫猫挑乾扬10预应力砼构件10预应力砼构件,图9.6,杨耳小妇祭扰根前仇赐档帮卤咬踞阵冯柳瞒富溶谤米毛扁场翘眼芯密诞周10预应力砼构件10预应力砼构件,优点： 提高构件的抗裂能力, 增大了构件的刚度。相同Ps下，f预 f普，耐久性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。, 充分利用高强度材料的性能。预应力筋 当PPu s fpy, 扩大了构件的使用范围：减轻自重，加大跨度，提高适用能力。,缺点：成本高，材料质量要求高，工序复杂，技术水平要求高。,10.1.6 预应力砼的特点：,恤悟预新奋音流丧石仇赫教渐沏潜组惟埋切眩丰敏履及吮台眺鹿偶篷锚微10预应力砼构件10预应力砼构件,1
11、. 使用阶段计算：, 承载力计算,正截面：轴拉构件、受弯构件,斜截面：受弯构件, 裂缝控制验算：,一级：严格不裂,二级：一般不裂,三级：允许开裂：裂缝宽度验算,抗裂度验算,预应力砼构件设计的一般规定,10.2,娟鸿袱希莹盾另掇匈翟浴摩蚊刹框巩幽容杭煮姚甘状倪驭除谆彰淮醉蕾桑10预应力砼构件10预应力砼构件,2. 施工阶段验算：,指构件制作、运输、吊装等施工阶段承载力及抗裂验算。,癣庭敢啃晒笋惜吃饮豢戏敦路茎猾鹿辣躯锰履首炬颧拼此浊伎冠耶屈读敢10预应力砼构件10预应力砼构件,10.2.1 张拉控制应力： con,1. con：张拉钢筋时，张拉设备上的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积
12、。,2. con的确定原则：与预应力钢筋的强度标准值fptk有关，与预应力的施加方式有关。,仙鳞卢财啮蚀尤茁石责搐炸正忱椅附撅毡声汀抠云圣淌兜弧撩犁妹讼板牛10预应力砼构件10预应力砼构件, con 。产生的预应力大，抗裂性好,con 过高。可能引起: 张拉时钢筋拉断 Pcr 与 Pu 过于接近，脆性破坏。 构件某些部位可能受拉甚至开裂，还可能使后张法构件端部混凝土产生局部受压破坏。 增大预应力钢筋的松弛损失。,con 过低，不能建立必要的有效预应力。,考虑的因素：,搪薛马湾厉卵丛荔恨份烦誉脸斯悍综蝉司高掷轮切贼渗猪姑契研吗珊迪貌10预应力砼构件10预应力砼构件,张拉控制应力con允许值,钢种
13、,先张法,后张法,消除应力钢丝、钢铰线,0.75 fptk,0.75 fptk,热处理钢筋,0.70 fptk,0.65 fptk,张拉方法,con与所采用的钢筋种类和张拉方式有关。,侦碌药素损囤饶秤歧皇摆嘲辈崖扁庚称偏寥瞅弟虽谭萤惟棠筏独碳哆箍讫10预应力砼构件10预应力砼构件,1、在考虑提高施工阶段的抗裂性在预拉区设置预应力钢筋。 2、为减少应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉及预应力钢筋与台座之间的温差损失。 可以提高0.05fptk,刹牡宣钞松寄耘另艰蛆钻夕沟喇骨软斥灿锑喉子惕挽揽崖疚挖组捞字弃庸10预应力砼构件10预应力砼构件,10.2.2 预应力损失l,预应力筋按con张拉后，由于各种原因
14、其钢筋应力会下降到一定的程度，这一现象称为预应力损失。 经损失后预应力钢筋的应力才会在混凝土中建立相应的有效预应力。conl =P P 有效预应力。,邢坏荐耻瞄杖矗忌楔霍箔参坦蹈诉氦适址牟谤哄作手嗣嫡贤省高领磨橡疹10预应力砼构件10预应力砼构件,引起预应力损失的原因有六大类。 先分别找出这些损失出现的原因，再根据先张法和后张法的施工特点，了解不同预应力损失的组合。,振归叉混冀酷谆局随没拥镊盗潭嫉抉医防砖核稍滁眼垦非料魔垮揪射唉锚10预应力砼构件10预应力砼构件,1. 张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失l1,直线：,曲线：,a内缩值,见表9-2,l 张拉端锚固端距离,啮吾畅在猜瓤氮协畦船
15、谊哭够秀墅度习羚小沪刹澜眶目酌芒皖宙莫岭坏摘10预应力砼构件10预应力砼构件,图 8-7,lf 反向摩擦影响长度(m),rc 曲线的曲率半径, , kc 见表83，摩擦系数,x 张拉端至计算截面的距离 x lf,注：台座超过100m， l1可忽略不计，每条填缝预压变形值为1mm。,反劈失颊楼冕鲸毫挝袒茂他搞逛葡紊辜床皆述谗裴交臼血彪棉趣抛嚣沿包10预应力砼构件10预应力砼构件,2. 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失l2,后张法：,x 从张拉端至计算截面的孔道长度(m)可用投影长度。, 从张拉端至计算截面曲线孔道长度的夹角(rad)。,当 + x 0.2时，,l2 = con( x + )
16、,沪哩蜘壮徐钢三慎疥铀曼肇栓书五参灾篮鸭面搭邹隶烙振圈嗽慕雕矿炼俩10预应力砼构件10预应力砼构件,3.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l3,加热养护：此时砼未结硬。钢筋能自由伸长，而台座不动。钢筋松了 产生温差损失l3,小钢模生产的构件无此项损失。(因为台座和钢筋同时变形),湾圣锹偿集捷追递诗绪怠厦搏叠于俭旷珍磕重卧斡夫俭惕缚酪皱占资俯垛10预应力砼构件10预应力砼构件,4. 预应力钢筋的应力松弛引起的损失l4,应力松弛现象：指钢筋受力后，在长度不变的条件下,钢筋应力随时间的增长而降低的现象。,应力松弛：长度不变，应力随时间增长而降低。应力松弛的特点与钢种有关。软钢小而
17、硬钢大，与时间有关，先快后慢。一天完成80%，一小时为50%。,彝邯蝗夯斗抵焊恫泄画魁埋盏烯肯踞咖虽却羌镍侗颗免措墅孝简捌定砂愚10预应力砼构件10预应力砼构件,利用超张拉工序可以减少l4,超张拉工序：, 从 01.05con(持荷2min) con,超张拉的持荷2min，已将部分的松弛完成，所以可达到减少l4的目的。,姨凡扑瀑她商屑迷桐字亚夷雾痰毙闪毖槛讣颠弗活匡层在秸芳刑庆梨吐票10预应力砼构件10预应力砼构件,钢种,一次张拉,超张拉,热处理钢筋,0.05 con,普通松弛,低松弛,l4,0.035 con, =1.0, =0.9,当 l4 = 0 应力不高，其徐变不明显。,表92,郊澜滓
18、剿志侩单左巍忌珐剁田角遗则锚茅犁搪后球浴接邢租箔追颠钳根侵10预应力砼构件10预应力砼构件,5. 砼收缩、徐变引变起的预应力损失l5, 收缩、徐变将引起构件缩短，,此时预应力的大小，纵筋含钢率、砼强度fcu影响l5的大小。,先张法：, 钢筋回缩，引起l5,垦迹砌蘑基督眉砚撵悄啦新捶骤吨悼唬缕叹遵做芦肘勿恤扇酱洞贴钥昼毅10预应力砼构件10预应力砼构件,后张法：, 、 受拉区、受压区预应力筋和非预应力筋的含钢率。,先张结构件：,后张结构件：,酗疤兴撞锈渴题壳锚蘸凿专夜髓枯辗寸棘思泵邮禽袖芒判疡凶烯养窃畏斜10预应力砼构件10预应力砼构件,pc、pc 产生第一批预应力损失后，受拉区、受压区预应力钢
19、筋在各自合力点处砼的法向压应力。,垮非霓税娠倚乏襟髓稗区绘朱疮磷堤誓砰卡桥傍胯瓤黎众帜到碧了零旁挺10预应力砼构件10预应力砼构件,6. 混凝土的局部挤压引起的预应力损失l6,后张法中，用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件：电杆、水池、压力管道等。直接在混凝土上进行张拉。这时预应力钢筋对构件产生外壁的径向压力，使砼局部挤压，钢筋松驰，引起l6,d 3m， l6 = 0,d 3m， 取l6 = 30N/mm2,彤近炕滩沧客戳函相阁烯烈值虹涛寝扇脏啃珊线隙附孜适惟兵哭添鞍包秘10预应力砼构件10预应力砼构件,减少预应力损失的措施：,针对引起不同预应力损失的原因，寻找措施,l1：小变形夹具，减少垫板，
20、增加台座长度。,l2：减少摩擦，两端张拉。,l3：采用二次升温养护：t 020C 使砼达到一定强度，再升温。,l4：超张拉，减少l4，让l4先部分完成。,l5：控制pc(完成第一批损失后的砼预应力)， 其他减小收缩徐变的一些措施。,驶肢诛符她瘸掠屿韵抄牛喳奸坷婶盟屯涝欢霓符碰揉罢癸邯递陛峻铣琉检10预应力砼构件10预应力砼构件,7.预应力损失值的组合 ：,预应力钢筋的有效预应力 pe: 锚下张拉控制 应力con扣除相应应力损失l 并考虑混凝土 弹性压缩引起的预应力钢筋应力降低后,在预 应力钢筋内存在的预拉应力。 pe pc （不同阶段其值在变化）,揍砚磷虾冰抄嫉嫁硅彻绦摄备子锰喉烦刮禄博市博逊
21、轿妹苑拥油抄刹却献10预应力砼构件10预应力砼构件,以“预压”为界，把预应力损失分成两批。 所谓“预压”，对先张法是指放松预应力钢 筋，开始给混凝土施加预应力的时刻。对后 张法是指张拉预应力钢筋至con并加以锚固 的时刻。,沼嗅搐琴茫柿狄残沾宾悟届蕴总掠林昌本秀喇佯巴昆穷涵雾罢涧发陷馋爹10预应力砼构件10预应力砼构件,先张法构件：,砼预压后 lII = l5,后张法构件：,砼预压后 lII = l4 +l5 +l6,总损失：,先张法： 100N/mm2,后张法： 80N/mm2,砼预压 lI = l1 +l2 +l3 +l4,砼预压 lI = l1 +l2,l = l +lII,迁化苗谭婿橱
22、羊狂爷览污菩甥惦澡厨台永问较烈蔼萌缚渗硝渺饵年囊肾渐10预应力砼构件10预应力砼构件,8.混凝土的弹性压缩(或伸长) ：,钢筋的应力变化量,即:若钢筋与混凝土协调变形,则当与钢筋在同一水 平线上的混凝土正应力变化 时,钢筋的应力相 应变化,9.后张法构件分批张拉预应力钢筋时混凝土 弹性变形的考虑：,考虑后批张拉钢筋所产生的混凝土弹性压缩对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋的张拉控制应力值 增加,竟夺轿短君蚌贪油层餐缕哀艰蚤酮嚷媚靴械舌碳买俘钉你毡日果躬局婆毯10预应力砼构件10预应力砼构件,10.2.3 有效预应力沿构件长度的分布,1、先张法预应力传递长度ltr和锚固长度la,规范近似按线性变
23、化规律考虑，规定传递 长度如下,pe -放张时预应力钢筋的有效预应力,d预应力钢筋的公称直径,-预应力钢筋的外形系数，按表9-5采用；,-与放张时混凝土立方体抗压强度 相应的 轴心抗拉强度标准值，可按线性内插法确 定。,枯览金署才尾瞻永润海渡矽凋袖姚淳拼靡穷踢博创夕报福粥粹代油柑冰注10预应力砼构件10预应力砼构件,当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时，因构 件端部一定长度范围内预应力钢筋与混凝土之间的粘 结力被破坏，因此ltr的起点应从距构件末端0.25 ltr处开 始计算。,注意：,预应力传递长度是指从预应力钢筋应力为零的 端部到应力为 的这一段长度ltr 预应力钢筋的锚固长度是指为了使预
24、应力钢筋 不致被拔出，预应力钢筋应力从端部的零到 的这 一段长度la,皇蠕嗣侮顿吱接胆彦念瓷夫从瑟雀色畅章辆鲤罕难蹋嚷浆山帘责圭犬娃而10预应力砼构件10预应力砼构件,锚固长度计算公式：,-预应力纵向受拉钢筋的锚固长度；,-预应力钢筋的抗拉强度设计值；,-混凝土轴心抗拉强度设计值；当混凝土强度 等级大于C40时，按C40取值；,醉锥汝梢竭气锗胆院蜗壤索藩粹斯蹿白篷蹦卧锚珠三灾扔柑余驾乏残锁学10预应力砼构件10预应力砼构件,2、后张法构件有效预应力沿构件长度的分布,后张法构件中，摩擦损失 l2 在张拉端为零， 然后逐渐增大，至锚固端达最大值；若为直线预应 力钢筋，则其他各项损失值沿构件长度方向
25、不变。 因此，预应力钢筋的有效应力沿构件长度方向 的各截面是不同的，从而在混凝土中建立的有效预 应力也是变化的（张拉端最大，锚固端最小），其 分布规律同摩擦损失。 计算后张法构件时，必须特别注意针对的是哪 个截面。若为曲线预应力钢筋，则l5 沿构件长度方 向也变化，应力分布较复杂。,气粤祷庇亩把决汲酚嘲陛屠乎塔几艺乎羔仓辆绵辙孰缓悟疆堰宾肛卜去购10预应力砼构件10预应力砼构件,10.2.4 无粘结预应力混凝土结构,定义：一般指在预应力钢筋外面涂防腐油脂外包塑料 套管防止钢筋与混凝土粘结、按后张法制作的 预应力混凝土结构。,优点： （1）结构自重轻 （2）施工简便、速度快 （3）抗腐蚀能力强
26、（4）使用性能良好 （5）防火性能满足要求（6）抗震性能好 （7）应用广泛,臼固疼第搓事台饰绕故藻唾壹猛贸趟吝欢蓬骗弯宝班脯肇却须拒梯乔颠傣10预应力砼构件10预应力砼构件,式中：fcK 放松(张拉)预应力钢筋时砼立方体抗压强度相应的抗压强度标准值。,cc 施工阶段截面砼的最大法向压应力,10.2.5施工阶段承载力验算：,盖违啃稠毡姥粟释酬舍眺遥蚕鱼缀织檄贞饰麻墟拟牢肌墓戮垄募奇罪赡休10预应力砼构件10预应力砼构件, 构件端部截面尺寸验算。,Fl 1.35cl fc Aln,式中： Fl 局部受压面上作用的局部压力设计值 Fl = 1.2conAp,Aln 局部受压净面积，减去孔道、凹槽部分
27、的面积。,10.2.6施工阶段后张法构件端部局部承压验算：,垢讨唆汹今欲蜡戎敷蜂衍岁容棍弥等择卤捂桔琉鬃丛移瞪绥藩胸弃证术寸10预应力砼构件10预应力砼构件,l 砼局压强度提高系数，“ 套箍”作用,Al 局压面积,Ab 局压时计算底面积，按同心、对称原则确定,c 混凝土强度系数,掏仓松兴浦糊扫师晤惜悠轨斌软匣衷头赞媒题煞汾扬瘴祸活触医垢捻旋撕10预应力砼构件10预应力砼构件,图 912,蠕蛊丁扑川赁港壮窄尿爱玲举栏硝榆气矮窃技巾踏鹊驰壕俞蚂禾恢敝蔷实10预应力砼构件10预应力砼构件,构件端部局部受压承载力计算：,为防止构件端部的局压破坏，配方格网式或螺旋式间接钢筋。,Fl 0.9(cl fc
28、+ 2v cor fy) Aln,AcorAl时，,Acor方格网式或螺旋式间接钢筋内表面范 围内的混凝土核心面积,n1,As1方格网沿l方向的钢筋根数、单根钢筋 的截面面积,式中 间接钢筋对混凝土约束的折减系数,缝郴闰膳逊某疗帛碾姿俺剁试孝逆摔迪秧殿捌讼叶户滨敏察匠服衫圈糙萤10预应力砼构件10预应力砼构件,方格网配筋,螺旋式配筋,配置间接钢筋的局部受压承载力提高系数,Ass1螺旋式单根间接钢筋的截面面积,dcor螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土截面 直径, v 间接钢筋的体积配筋率,盼兵聘班献弦靳纶镊嫩术贴拣冯跟建乳遂蔼椒遗扮肋舍隐怒掣垒为摄捕嘛10预应力砼构件10预应力砼构件,间接钢筋
29、应配置在图8-18所规定的高度h范围内， 对方格网式钢筋，不应少于4片；对螺旋式钢筋，不 应少于4圈。,广宰哼巧腔魏欲跑废盏来琢渐摈萝遁詹拟围脸廓旗茂戊掐闹环溃逃勾舌柱10预应力砼构件10预应力砼构件,10.3.1 先张法构件：,施工阶段:,pe = con lI,s = 0,2. 放松预应力筋之后, 第一批预应力损失：,pe = con lI E pcI,s = Es pcI(压),pc = 0,轴心受拉构件的应力分析,10.3,1.放松预应力筋之前：,茂曼纯尼灼肿谩捷惋踌扰绩灵芳辆咐涉劳弗流钾淬怂堵虱纶我藩雅怕捣灌10预应力砼构件10预应力砼构件,截面平衡条件：,(conlI E pcI
30、) Ap = pcI Ac + s As,式中：A0 = Ac +Es As + E Ap 换算截面面积。,扣除孔道、钢筋截面面积等后的砼截面面积。,pe Ap = pcI Ac + s As,港甄球零腊茫黑魁阮删屹偏趴身抹熄臼猫娜坞绥肛卑汛滓途萨雄鳖饭管房10预应力砼构件10预应力砼构件,Es, E非预应力钢筋、预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。,3. 完成第二批损失之后：,非预应力筋：,预应力筋：,pII=con l EpcII,sII= EspcII + l5,饲秧闹觅盾枢蒲弟柯奉砷矫建靳审烟房吵泌骨盗赶拭憎检匠决流蔡率褂只10预应力砼构件10预应力砼构件,砼的有效预压应力，用于
31、抗裂性验算,壳暑稻鲁诧全魁撑蒙宣教律沈扁秆僻启杠芒翅吃洪尖恭挽坞卸左崭饭婚钟10预应力砼构件10预应力砼构件,4. 考虑非预应力筋对预应力的影响：,非预应力筋阻止徐变，使砼产生拉应力，使pcII降低：,sII= EspcII + l5,使用阶段：,N Np0(c =0) Np,cr(c =ftk) Nu(p=fpy),受力过程的三个特征点：,涸菩鲜酝江谊搞带甥涨烷嚎雍谭蓄谰卿描典痪约拎敬偷倒染阎闲环妊瓦室10预应力砼构件10预应力砼构件,1. 加载至砼应力为零：,c= 0,s= l5,pe= p0 = con l,N0=p0Ap l5As=(con l)Ap l5As=pcIIA0,式中 N0
32、 消压拉力，抵消截面上混凝土有效预压应力所需的轴向力。,N0,peAp,SAS,补衅砂思吕逞录肿戌杀芯苏染晚岁淤忆奠抨倡灌系阻蛾裹蜡罐存聘暇硫氢10预应力砼构件10预应力砼构件,2. 加载至构件截面即将开裂：,pc= ftk,s= Es ftk l5,pe= con l + E ftk,截面平衡：Ncr=ftkAc + sAs + p Ap,式中 Ncr 预应力轴拉构件即将开裂所能承受的轴向力。,Ncr= (ftk + pcII)A0,Ncr,peAP,SAS,ftkAc,(预应力存在可以提高抗裂度),驼竿嘎哮塑乃甲轴盼粗俯芒正脉撮品慎朱案伴箩沙擦蜂壶指譬架渤贫芋婿10预应力砼构件10预应力砼
33、构件,3. 加载至构件破坏：,c= 0,s= fy,p= fpy,所以：Nu=fpyAP + fyAs,Nu 极限承载力。,Nu,fy Ap,fpy Ap,(预应力的存在不能提高正截面承载力),孪淑动雹视袁磐旗碟其惧镜扰辜族誓畅蜗等醛涨勉妄釜她段俭芥凳店藻绑10预应力砼构件10预应力砼构件,10.3.2 后张法构件：,1. 预应力钢筋锚固后：(完成lI),pc= pcI,s= EspcI,pe= con lI,截面平衡： pe Ap = pcAc + s As,施工阶段:,以彼抬输酵晰罐泌翻娶炔炒廷俱伙兜口驯甄口妓额撑奈找汝础秽嘛题铁列10预应力砼构件10预应力砼构件,2. 完成第二批损失后：
34、,pc= pcII,s= EspcII + l5 (压),pe= con l,An = A0 eAp = Ac + EsAs,式中 An 构件的净截面面积,截面平衡： pe Ap = pcAc + s As,颊欺薪噬巍水备疵捏午古衬桨太编用拜挠恤瘦冶矮辑傻塘凤丰祸鲁晦钦卡10预应力砼构件10预应力砼构件,1. 消压 (加载到混凝土应力为零),pc= 0,s= EspcII + l5 EspcII = l5 (压),pe= con l + EpcII,截面平衡： N0 = peAp Ass,= pcIIA0,使用阶段：,纯磁妥袍脯应君渤奈库忙防沮槽洽苯嚣褒案卯险颧系盼旦但夺钎惦矮镊背10预应力砼
35、构件10预应力砼构件,2. 构件即将开裂,pc= -ftk,s= l5 Esftk (拉),pe= con l + EpcII + Eftk,截面平衡： Ncr = N0+ftkA0 =pAp + Ass + Acftk,= (pcII + ftk)A0,藏喝吱泛锥曾莲暖沧孟御氮钧训鼓审湃撞斋磨择戴线趣跪摈烈辑掳病果臂10预应力砼构件10预应力砼构件,3. 构件加载达到极限承载力：,c= 0,s= fy,p= fpy,Nu = fpyAp + fy As,龋竣绰跟彩牵汛尖眷琢戒痢瘩完毖轩盐肩鹤贼狮引占几涯缮总霍桥愿壬栽10预应力砼构件10预应力砼构件,10.3.3 先后张法计算公式比较：,钢筋
36、应力,非预应力钢筋：任何相应时刻应力公式形式均相同,预应力钢筋： 后张法比先张法的相应时刻应力多 Epc,混凝土应力,先张法,后张法,驳豫先针勋檀肃瘸陈捧切赊歼孽拱拽拳诅委叫暑库朝榨逼奸创街聘铜裕七10预应力砼构件10预应力砼构件,轴向拉力,使用阶段,构件在特定时刻的轴向拉力N0,Ncr 及Nu 的公式形式均相同.无论先后张法,均采用构件的换算 截面面积A计算.,预应力混凝土构件比同条件的普通钢筋混凝土 构件的开裂荷载提高了N0.,施加预应力不能提高轴心受拉构件的承载力.,篡日隧六保圭殆漂掏翌训峙锨秆来溶轰翘拍径帜桐肿鳞素郎舵絮实魏趋念10预应力砼构件10预应力砼构件,10.4,预应力轴心受拉
37、构件的计算和验算,10.4.1 使用阶段正截面承载力计算：,N Nu = fyAs + fpy Ap,N 轴向拉力设计值,式中，主要用来求Ap和As，一般按构造设As求Ap。,奢防又狸营谈姨察莆锗遗职干扼蔬憾方郊袋竞烛鹏证鲍将水枚烁摔堤吭吹10预应力砼构件10预应力砼构件,10.4.2 使用阶段正截面裂缝控制验算：,裂缝控制等级分为三级。,1.一级严格要求不出现裂缝的构件,ck pc 0,ck 按荷载短期效应组合求得的砼的法向应力,pc 扣除全部预应力损失后的砼预压应力,即：在荷载短期效应组合下，不出现拉应力。,盐舱撮套催獭穴赴捆耪脂往泉颧氧忧慰蓖滞罢阔帮泥蕾腰擦滓逛苇闸盾偷10预应力砼构件1
38、0预应力砼构件,2.二级一般要求不出现裂缝的构件,标准组合：ck pc ftk,即：在荷载标准组合下，允许出现拉应力，但有一定限值；在荷载准永久组合下，不允许出现拉应力。,准永久组合：cq pc 0,ck 荷载标准组合下的砼法向应力。 Nk/A。,cq 荷载准永久组合下的砼法向应力。 Nq/A。,暇寡卞给昌雕臭六刷柜延莱忱田琵篱眷渤留篇维虎琅闰她疆吏扛豫菱懊咖10预应力砼构件10预应力砼构件,3.三级允许开裂，但限制裂缝宽度,max lim,cr构件受力特征系数,轴心受拉构件取2.2,裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,悄眉逊撵廉充浩厢恬翟使疚领慌买称檀沥钥八靡坦限淄虹庄桂谰啊窑宅阶10预应力砼
39、构件10预应力砼构件,式中：fcK 放松(张拉)预应力钢筋时砼立方体抗压强度相应的抗压强度标准值。,cc 施工阶段截面砼的最大法向压应力,10.4.3 施工阶段承载力验算：,册驻骤夏燕箔偏碎嘘点喻扼犀滨慢穆番斧竖畔仲秸霞王吉拱踪水默癸汪燥10预应力砼构件10预应力砼构件, 构件端部截面尺寸验算。,10.4.3 施工阶段后张法构件端部局部承压验算：,构件端部局部受压承载力计算。,躲帐灾答馆秃勤葱凯敲瘟吭力怯蹄围讼咖骄足茁粤尤契版仑颊愁狡榜子涤10预应力砼构件10预应力砼构件,10.5,预应力混凝土受弯构件的设计计算,10.5.1 各阶段应力分析：,预应力钢筋与混凝土协调变形的起点：,钢筋应力,先
40、张法：切断与应力钢筋的时刻 后张法：完成第二批预应力损失的时刻,亦签工鼎额磕坤省拟劈贡苇勒旺辑吻鼓碌烟数瞧廖垛兰威交北烩运酸坏微10预应力砼构件10预应力砼构件,第一批损失完成后，受拉区预应力钢筋Ap的应力为,先张法：,后张法：,分别加荷至受拉区和受压区预应力钢筋各自合力点 处混凝土法向应力等于零时，受拉区的预应力钢筋应力 为：,先张法：,后张法：,邻们惊壤窜姨埋赖重杨习卵俞侠权丧吟事长鹤拽加勇另显肌炽惫洱泥己踏10预应力砼构件10预应力砼构件,图9.13,铣枚六甸撮嘶骑厅肚深戚臣盈搐奠敦盔怂俞媚收迟府痉拖活援童床交歇删10预应力砼构件10预应力砼构件,混凝土预应力,先张法构件:,后张法构件,
41、I0,In 换算截面惯性矩净截面惯性矩,ep0,epn 换算截面重心净截面重心至预应力钢筋及 非预应力钢筋合力点的距离,即Np的偏心距,y0,yn换算截面重心净截面重心至所计算纤维处的距离,M2由预加力N在后张法预应力混凝土超静定结构中 产生的次弯矩,组仍阀跌几彦吟捎糊脓宪织忧藩呢恒胶纽腕儒烂孙医蓝近揽娃郝宜孰遥厘10预应力砼构件10预应力砼构件,预应力钢筋及非预应力钢筋的合力Np,预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的偏心距:,先张法,后张法,赚孔孔夏卷是脂回胞卧幅肘安讣诡夷助义灶议筏著醉垮鼎硝厚扭夺瞥鞠队10预应力砼构件10预应力砼构件,截面几何特征,先张法构件:,后张法构件:,蘸痢赫时逮井驻睡
42、衔蛋柄椽理嵌哼酷尤奏琅沦口匣闷搏着吏君宁独人兹账10预应力砼构件10预应力砼构件,10.5.2 使用阶段计算：,正截面受弯承载力 斜截面承载力 正截面抗裂度和斜截面验算 挠度验算,正截面受弯承载力计算,预应力混凝土构件计算特点,截面应保持平面不考虑混凝土的抗拉强度及采用的 混凝土受压应力与应变关系曲线;因预应力钢筋采用 没有明显流幅的钢筋.,青赫昌团耙先额取翁桂盒锦札浓晓声肆隧敌雹盛翌辅蚜藤搜俯珐矫扫吝龋10预应力砼构件10预应力砼构件,破坏时,受拉区预应力钢筋Ap达到fpy的条件,受拉区预应力钢筋A达f的同时,截面受压边缘混凝 土达到极限压应变.,破坏时,非预应力受拉钢筋A达到f的条件与普通
43、混凝 土构件相同,矩形截面预应力混凝土受弯构件正截面受弯承载 力计算,公式适用条件:,燥皖奠夜赖斗尚损洞境极藤蒂麻饮恰鲤悦健各褪楚扎嘛孰远记屉串艘僵克10预应力砼构件10预应力砼构件,斜截面受剪承载力计算,截面尺寸限制:,当hw/b4时，V0.25cfcbh0,当hw/b6时，V0.2cfcbh0,斜截面受剪承载力公式,仅配箍筋 VVcs+Vp Vp=0.05Np0,配箍筋和弯起钢筋,砂央强寞兹买板瞬盾揣甭恕喘撼结禽陛剧缔毫婚贵振闻挛库捉篮妙仕簿薪10预应力砼构件10预应力砼构件,当符合下列公式要求时,可以仅按构造要求配置箍筋,集中荷载作用下的独立梁,一般预应力混凝土受弯构件,翌心均蚕跨虾错补
44、掘宛俭慑供航阻稽著矮逼把馏挤怒哆吻炒屈作珐祷淑淖10预应力砼构件10预应力砼构件,裂缝控制等级：,一级 ck pc 0,二级 ck pc ft k,cq pc 0,三级 max lim,正截面裂缝控制验算：,对预应力混凝土受弯构件,其预拉区在施工阶段出现 裂缝的区段,公式(8-88)至公式(8-90)中的pc 应乘以系数0.9,颤丹粕钉痹筐秃帚凳附衔晶抽寄淆寺扇链泼徒芯盒咸周名篷八怪颧蛛惦攻10预应力砼构件10预应力砼构件,主要措施是限制主拉应力和主压应力。,1. 限制主拉应力,一级 tp 0.85ftk,二级 tp = 0.95ftk,斜截面抗裂验算：,2. 限制主压应力,cp 0.6fck
45、,遥肪谚蛾条锰跪慧朽宇溜静否任砾罚泊社恨湘需但珠藉侠咨匀牵恕谍哆鹃10预应力砼构件10预应力砼构件,挠度验算：,挠度构成,外荷载产生的向瞎闹度,预应力产生的向上变形fp,验算公式：,趟浚褂警赢扳朔盖尿栓咒崔荣哺捻钱磕垦揪母诸情栗缴襄禄旨小界累芦骚10预应力砼构件10预应力砼构件,10.5.3 施工阶段验算：,对预拉区不允许出现裂缝的构件或预压时全截面 受压的构件截面边缘的混凝土法向应力应符合下 列规定：,马疾销跟训郎魄藩召浦抬奎栅怔烘燕炬武宣异樊韭浦黎婴涧根悠懒硅肮双10预应力砼构件10预应力砼构件,对施工预拉区不允许出现裂缝的构件或预压时全 截面受压的构件截面边缘的混凝土法向应力应符合下 列
46、规定：,挎差释稽顽局踏滥缺捕块律衣纪太哮粮钻馁辞蚊剿凭嗣阵叼竿藤很旨俄很10预应力砼构件10预应力砼构件,预应力混凝土构件的构造要求,10.6,先张法构件,先张法预应力钢筋之间的净间距应根据浇筑混凝土、 施加预应力及钢筋锚固等要求确定。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。,质刺藏遥厕拢立艺束棚佐忘拍企深郭淬矛范祭蔼显纵陡掀确荷剩坍蔗炳糠10预应力砼构件10预应力砼构件,对于应力钢筋端部周围的混凝土应采取加强措施：,对单根配置的预应力钢筋，其端
47、部宜设置长度 不小于150mm且不少于4圈的螺旋筋。 对分散布置的多根预应力钢筋，在构件端部10d 范围内应设置35片与预应力钢筋垂直的钢筋网。 对采用预应力钢丝配筋的薄板，在板端100mm 范围内应适当加密横向钢筋。,烙斟沛舅却羊当嘴妇捶浮枢蔡昆慧虎陶堤问踏卑圈顷佑锭缅赢鼻腋失娇叠10预应力砼构件10预应力砼构件,后张法构件,后张法预应力钢筋所用锚具的形式和质量应符合 国家现行有关标准的规定。,孔道布置：,对预制构件，孔道之间的水平净间距不宜小于 50mm，孔道至构件边缘的净间距不宜小于30mm， 且不宜小于孔道直径的一半； 在框架梁中，预留孔道在竖直方向的净间距不应小 于孔道外径，水平方向
48、的净间距不应小于1.5倍孔道 外径。,皂敦币宠铅袱口澈乞佣抵抵佩切屋蹄摆惦山能奏碉政备菲耐流伊素簿肇柞10预应力砼构件10预应力砼构件,从孔壁算起的混凝土保护层厚度，梁底不宜小于 50mm，梁侧不宜小于40mm，预留孔道的内径应比 预应力钢丝束或钢绞线束外径及需穿过孔道的连接 器外径大1015mm。 在构件两端及跨中应设置灌浆孔或排气孔，其孔距 不宜大于12mm。 凡制作时需要预先起拱的构件，预留孔道宜随构件 同时起拱。,叫伴禄珊靖荷两捎死矫捣邯坞搐共膛瘫檬追萧味闯嗜幽忠蓉痕蝎滚班汾北10预应力砼构件10预应力砼构件,后张法预应力混凝土构件端部宜按下列规定布置钢筋：,宜将一部分预应力钢筋在靠近支座处弯起，弯起的预 应力钢筋宜沿构件端部均匀布置； 当构件端部预应力钢筋需集中布置在截面下部或集中 布置在上部和下部时，应在构件端部0.2h范围内设置 附加竖向焊接钢筋网、封闭式箍筋或其他形式的构造 钢筋。,膨毯胁剖剖撒掸亮渝充篇椽灸抚邯坍辐伸疼崎装鳖磅职棉纤啪仁挖允姿诽10预应力砼构件10预应力砼构件,附加竖向钢筋宜采用带肋钢筋，其截面面积应符合 下列要求：,当e0.1h时，,当0.1he0.2h时，,构件端部尺寸应考虑锚具的布置、张拉设备的尺 寸和局部受压的要求，必要时应适当加大。当构件在 端部有局部凹进时，应增设折线构造钢筋或其他有效的构造钢筋。,掏坛淋珊督推布程骏秦己