第10章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的性能與設(shè)計PPT課件

1、p 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類p 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料p 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點第1頁/共141頁 一般概念一般概念 普通混凝土的主要缺點 抗裂性差 混凝土的極限拉應(yīng)變很小，在使用荷載作用下受拉區(qū)混凝土開裂，使構(gòu)件的剛度降低，變形增大，影響適用性和耐久性。 高強度材料應(yīng)用受到限制 允許裂縫寬度為0.20.3mm的構(gòu)件，受拉鋼筋應(yīng)力只能達到150250MPa左右。 在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強度的鋼筋（強度設(shè)計值超過1000N/mm2）是不能充分發(fā)揮作用的。 問題的關(guān)鍵問題的關(guān)鍵：混凝土抗拉能力很低，應(yīng)設(shè)法減小其拉應(yīng)力 解決方法解決方法：對荷載作用下的受拉區(qū)混凝土施加預(yù)拉應(yīng)力，以減小或抵消受荷后的拉應(yīng)力。第

2、2頁/共141頁 一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的概念的概念第3頁/共141頁 一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的概念的概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土的定義混凝土的定義p美國混凝土協(xié)會（ACI）對預(yù)應(yīng)力混凝土下的定義是：“預(yù)應(yīng)力混凝土是根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值與分布的內(nèi)應(yīng)力，用以全部或部分抵消外荷載應(yīng)力的一種加筋混凝土”。第4頁/共141頁 一般概念n 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展混凝土的發(fā)展p1888年，美國工程師杰克遜(PHJackson)首次將預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)；p1908年，美國的斯坦納(CRSteiner)提出收縮徐變發(fā)生后，再張拉預(yù)應(yīng)力筋；美國的狄爾(REDill)采用帶有涂層的預(yù)應(yīng)力筋來避免

3、混凝土與預(yù)應(yīng)力筋間的粘結(jié)，但沒有解決根本預(yù)應(yīng)力損失問題；p1928年，法國工程師弗萊西奈(EFreyssinet)成功研制出預(yù)應(yīng)力混凝土，指出預(yù)應(yīng)力混凝土必須使用高強鋼筋和高強混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土進入實用階段；p1979年，東南大學(xué)呂志濤教授參與設(shè)計的上海色織四廠，主體工程設(shè)計采用大跨度雙跨部分預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國最早使用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)。第5頁/共141頁wmax=0.3mmMk (kN.m)As (mm2)fy (N/mm2)M (kN.m)gk/ qk (kN/m)bh (mm2)L0 (m)設(shè)計參數(shù) 一般概念n 普通鋼筋混凝土的不足普通鋼筋混凝土的不足C30L00.2550.7058

4、4.39(3B16)HRB335 / 30067.605.0 / 10.02004505.2基本條件0.33405.602109.25(7B20)HRB335 / 300513.7620.0 / 10.040090010.4跨度增加1倍0.544867.2011529.23(9B40)HRB335 / 3005948.8080.0 / 10.0800190020.8跨度增加2倍0.7550.70584.39熱處理鋼筋/ 104067.605.0 / 10.02004505.2采用高強鋼筋p不同設(shè)計參數(shù)條件下，簡支梁的裂縫寬度比較第6頁/共141頁 一般概念n 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理預(yù)應(yīng)力混凝土

5、的基本原理p受彎構(gòu)件+=n第一種概念：預(yù)加應(yīng)力能使混凝土在使用狀態(tài)下成為彈性材料；n第二種概念：預(yù)加應(yīng)力能使高強鋼筋和高強混凝土結(jié)合并發(fā)揮各自的潛力；n第三種概念：預(yù)加應(yīng)力實現(xiàn)荷載平衡。第7頁/共141頁1010. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 先張法與后張法先張法與后張法n 全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力n 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力n 線預(yù)加應(yīng)力或環(huán)預(yù)加應(yīng)力線預(yù)加應(yīng)力或環(huán)預(yù)加應(yīng)力n 體內(nèi)預(yù)應(yīng)力與體外預(yù)應(yīng)力體內(nèi)預(yù)應(yīng)力與體外預(yù)應(yīng)力n 電熱法電熱法n 現(xiàn)澆、預(yù)制、組合式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆、預(yù)制、組合式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)第8頁/共

6、141頁1010. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的曲線式鋪筋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的曲線式鋪筋第9頁/共141頁10 10. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的鋼筋錨固無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的鋼筋錨固第10頁/共141頁10 10. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 體外預(yù)應(yīng)力體外預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋第11頁/共141頁10 10. .1 1. .2 2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類n 電熱法電熱法大同煤礦貯煤

7、倉大同煤礦貯煤倉第12頁/共141頁先張法先張法10 10. .1 1. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法第13頁/共141頁傳遞長度ltrsptspcspc10 10. .1 1. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法第14頁/共141頁后張法后張法10 10. .1 1. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法第15頁/共141頁后張法后張法10 10. .1 1. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法第16頁/共141頁10 10. .1 1. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法spcsp錨具下混凝土局部承壓問題第17頁/共141頁10 10. .1 1

8、. .3 3 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法n 先張法施工過程演示先張法施工過程演示n 后張法施工過程演示后張法施工過程演示先張法的基本工序后張法的基本工序 第18頁/共141頁10 10. .1 1. .4 4 錨具錨具n錨具的定義錨具的定義p錨具是錨具是后張法后張法中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝土上的永久性錨固裝置。土上的永久性錨固裝置。n錨具的性能要求錨具的性能要求p定義錨具效率系數(shù)定義錨具效率系數(shù)ha等于或大于等于或大于0.95p預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變預(yù)應(yīng)力筋總應(yīng)變eapu等于或大于等于或大于2.0%n夾具夾具p是是先張法先張法中為保持預(yù)應(yīng)力筋的

9、拉力并將其固定在臺座上的中為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在臺座上的臨時性錨固裝置；或后張法中夾持預(yù)應(yīng)力筋的臨時性錨固臨時性錨固裝置；或后張法中夾持預(yù)應(yīng)力筋的臨時性錨固裝置。裝置。n夾具的性能要求夾具的性能要求p自錨性、自鎖性、松錨性、重復(fù)使用性、防銹性自錨性、自鎖性、松錨性、重復(fù)使用性、防銹性。第19頁/共141頁10 10. .1 1. .4 4 錨具錨具n 錨具的分類錨具的分類n 夾具的分類夾具的分類第20頁/共141頁 組成及組裝1、單孔夾片錨第21頁/共141頁單孔夾片錨及相應(yīng)錨墊板第22頁/共141頁組成2、多孔夾片錨第23頁/共141頁多孔夾片錨、錨墊板及螺旋筋第24頁/共141頁

10、QM型錨具 灌漿孔 錨墊板 錨板 預(yù)留孔道用的螺旋管螺旋筋第25頁/共141頁組成3、扁錨第26頁/共141頁扁錨第27頁/共141頁扁錨施工現(xiàn)場第28頁/共141頁擠壓錨具錨杯及異形鋼絲環(huán)4、擠壓錨第29頁/共141頁擠壓機第30頁/共141頁鐓頭錨及鐓頭器5、鐓頭錨第31頁/共141頁鐓頭錨具高強鋼絲組裝件第32頁/共141頁壓花錨及壓花機6、壓花錨第33頁/共141頁拉索錨具及其結(jié)構(gòu)組成7、拉索錨具第34頁/共141頁拉索錨具應(yīng)用第35頁/共141頁鋼筋長度不足時，可通過連接器來接長。普通鋼筋的連接：8、連接器第36頁/共141頁單孔連接器預(yù)應(yīng)力筋的連接器：第37頁/共141頁多孔連接器

11、扁型錨具連接器第38頁/共141頁多孔連接器及配套護筒第39頁/共141頁10 10. .1 1. .5 5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料n 鋼筋鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計值（N/mm2）預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力鋼鋼絞絞線線刻刻痕痕鋼鋼絲絲光光面面螺螺旋旋肋肋第40頁/共141頁10 10. .1 1. .5 5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料n 混凝土混凝土p預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強度等級越高，能夠承受的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強度等級越高，能夠承受的預(yù)壓應(yīng)力也越高；預(yù)壓應(yīng)力也越高；p采用高強度等級的混凝土與高強鋼筋相配合，可以獲得較采用高強度等級的混凝土與高強鋼筋相配合，可以獲得較經(jīng)濟

12、的構(gòu)件截面尺寸；經(jīng)濟的構(gòu)件截面尺寸；p高強度等級的混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也高，這一點對依靠高強度等級的混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也高，這一點對依靠粘結(jié)傳遞預(yù)應(yīng)力的先張法構(gòu)件尤為重要。粘結(jié)傳遞預(yù)應(yīng)力的先張法構(gòu)件尤為重要。p混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定規(guī)定n預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應(yīng)低于不應(yīng)低于C30；n當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強度等級凝土強度等級不宜低于不宜低于C40。第41頁/共141頁10 10. .1 1. .6 6 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點預(yù)應(yīng)力混凝土的特點n 預(yù)應(yīng)力混凝土

13、的特點預(yù)應(yīng)力混凝土的特點n優(yōu)點優(yōu)點p提高了構(gòu)件的抗裂能力提高了構(gòu)件的抗裂能力p增大了構(gòu)件的剛度增大了構(gòu)件的剛度p充分利用高強度材料充分利用高強度材料p擴大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍擴大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍n局限性局限性p施工工序多施工工序多p施工技術(shù)要求高施工技術(shù)要求高p造價高造價高第42頁/共141頁p 張拉控制應(yīng)力p 預(yù)應(yīng)力損失p 預(yù)應(yīng)力損失的分類第43頁/共141頁10 10. .2 2. .1 1 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力 n 張拉控制應(yīng)力的定義張拉控制應(yīng)力的定義p張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時，張拉設(shè)備的張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時，張拉設(shè)備的測力儀表測力儀表所指示的總所指示的總張拉力除以預(yù)

14、應(yīng)力鋼筋截面面積得出的拉應(yīng)力值，以張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出的拉應(yīng)力值，以 表示。表示。p對于如鋼制錐形錨具對于如鋼制錐形錨具等一些因錨具構(gòu)造影等一些因錨具構(gòu)造影響而存在錨圈口摩阻響而存在錨圈口摩阻力的錨具力的錨具, , 是是指經(jīng)指經(jīng)過錨具、扣除此摩阻過錨具、扣除此摩阻力后的（錨下）應(yīng)力力后的（錨下）應(yīng)力值。因此值。因此, , 是指張是指張拉預(yù)應(yīng)力筋時的錨下拉預(yù)應(yīng)力筋時的錨下張拉控制應(yīng)力。張拉控制應(yīng)力。 consconsconscons第44頁/共141頁10 10. .2 2. .1 1 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力n 過大時可能出現(xiàn)的問題過大時可能出現(xiàn)的問題p 個別鋼筋可能被拉斷個別鋼筋

15、可能被拉斷p 施工階段可能會引起構(gòu)件開裂施工階段可能會引起構(gòu)件開裂p 后張法構(gòu)件端部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞后張法構(gòu)件端部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞p 使開裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生脆性破壞使開裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生脆性破壞p 增大預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛損失增大預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛損失n 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力上限值上限值n 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力下限值下限值: : 0.4 fptk 0.5fpyk consconsconptk0.75fsconpyk0.85fsconptk0.70 fs第45頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失n 預(yù)應(yīng)力損失的種類預(yù)應(yīng)力損失

16、的種類p張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失p混凝土加熱養(yǎng)護時，受張拉鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差混凝土加熱養(yǎng)護時，受張拉鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失p混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失p用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于混凝土的局部用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失擠壓引起的預(yù)應(yīng)

17、力損失1ls2ls3ls4ls5ls6ls第46頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ( (先張法先張法) )n計算公式計算公式( (直線預(yù)應(yīng)力筋直線預(yù)應(yīng)力筋) )1slaEls sn張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值 a 的取值的取值n減少損失的方法減少損失的方法盡量少用盡量少用墊板墊板 ; 增加臺座長度增加臺座長度1ls第47頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)

18、縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ( (后張法后張法) ) Apn 正向摩擦正向摩擦p張拉過程中預(yù)應(yīng)力筋與孔道之張拉過程中預(yù)應(yīng)力筋與孔道之間的摩擦叫正向摩擦，產(chǎn)生的間的摩擦叫正向摩擦，產(chǎn)生的損失為正向摩擦損失。損失為正向摩擦損失。p張拉端正向摩擦損失為零，距張拉端正向摩擦損失為零，距張拉端越遠，損失越大。張拉端越遠，損失越大。n 反向摩擦反向摩擦p鋼筋回縮時與張拉時所受到的鋼筋回縮時與張拉時所受到的摩擦力反向，稱為反向摩擦。摩擦力反向，稱為反向摩擦。p張拉端的回縮量最大，越遠，張拉端的回縮量最大，越遠，回縮量越小?；乜s量越小。p在鋼筋回縮力與反向摩擦力平在鋼筋回縮力與反向摩擦力平衡點處，回縮停止，相應(yīng)的長衡

19、點處，回縮停止，相應(yīng)的長度為度為反向摩擦影響長度反向摩擦影響長度 lf。 Apconconconconlf1lsconscons第48頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ( (后張法后張法) )conconsconAplfl l1 1 conxxs ss s conflflxxssssn損失損失 的公式建立的公式建立 conxxs ss s conffllxxssss1 /2fl xxlssssss con(1)fxlxss con()(1)cfxxrxlss r rc cu

20、u1 /211con221lllfcfxxlrlssss ssss x假設(shè)正向與反向摩假設(shè)正向與反向摩擦損失的大小相等擦損失的大小相等1ls1ls第49頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ( (后張法后張法) )n反向摩擦影響長度反向摩擦影響長度 lf 的取值的取值cfsonc1000()laErss axExlsld)(f01s1con2()(1)lfcfxlrl ssssf2sfcon fc022()laExxllrss x與與lf的量綱為的量綱為m，a的量綱為的量綱為mm

21、n 減少損失的方法減少損失的方法p盡量少用墊板盡量少用墊板 p選用變形小的錨具選用變形小的錨具p采用超張拉工藝采用超張拉工藝p 后張法采用兩端同時張拉后張法采用兩端同時張拉1ls第50頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失n預(yù)應(yīng)力筋受力示意圖預(yù)應(yīng)力筋受力示意圖n受力特點受力特點N NF F預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋運動方向運動方向conApconcons sl2l2conApp長度效應(yīng)：接觸摩擦力，與鋼筋的拉力和長度成正比；p曲率效應(yīng)：擠壓摩擦力，與表面壓力成正比；p距離張拉端越遠，

22、摩擦阻力的累積值越大2ls第51頁/共141頁p 的公式建立的公式建立n 法向平衡條件法向平衡條件10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失dqdxApxAp(x+dx)dPdFdqconconl2l2conApx xpp2sindsin2d2ddxxPAAsssspddxPA s s n切向平衡條件切向平衡條件pdcdos2dxFAs s pddxAFs s n摩擦力由曲率效應(yīng)和長度效應(yīng)兩部分組成摩擦力由曲率效應(yīng)和長度效應(yīng)兩部分組成pdddxPFAx s s pppdddxxxAAAxs s s s s s dddxxxs s s s 2ls第52頁/共141頁p 的公式建立的

23、公式建立n 對上式積分對上式積分10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失xxxxl00ddd2conconsssss)(ln)ln(con2conxlsssssxle11con2n當時當時0.2x 2conlxs ss s 2!1) 1(1ennnxxnxp 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)的的取值取值p 減少減少 的方法的方法n一端張拉另一端補拉一端張拉另一端補拉n兩端同時張拉兩端同時張拉n超張拉超張拉n超張拉的程序超張拉的程序2minconconcon01.10.85s sssss 2ls2ls第53頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p加熱養(yǎng)護時，張拉鋼

24、筋與設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失加熱養(yǎng)護時，張拉鋼筋與設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失 n產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因n 減少損失的方法減少損失的方法兩階段升溫養(yǎng)護；采用鋼模生產(chǎn)兩階段升溫養(yǎng)護；采用鋼模生產(chǎn)p升溫時，混凝土未結(jié)硬，臺座固定不動，鋼筋長度不變，因此預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。p降溫時，混凝土達到一定強度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具有粘結(jié)作用，兩者共同回縮，已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失無法恢復(fù)。n計算方法計算方法3lsssslltEEEEtll ss5532.0101.010 2lsEttts s 3ls第54頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋的

25、應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 n應(yīng)力松弛的定義應(yīng)力松弛的定義n 減少損失的方法減少損失的方法p 超張拉超張拉p 超張拉的張拉程序超張拉的張拉程序p應(yīng)力松弛是指鋼筋受力后，在長度不變的條件下，鋼筋應(yīng)力隨時間的增長而降低的現(xiàn)象。con01.03s s 2minconcon01.05s ss s n 超張拉的工作原理超張拉的工作原理n超張拉下短時間內(nèi)發(fā)生的損失在低應(yīng)力下需要較長時間；超張拉下短時間內(nèi)發(fā)生的損失在低應(yīng)力下需要較長時間；n持荷持荷2分鐘可使相當一部分松弛損失發(fā)生在鋼筋錨固之前，則錨固后松弛分鐘可使相當一部分松弛損失發(fā)生在鋼筋錨固之前，則錨固后松弛損失減小。

26、損失減小。4ls第55頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失 n松弛損失的計算松弛損失的計算40.4(0.5)conlconptkfsss 當con0.7fptk時con4conptk0.1250.5lfs ss ss s 當0.7fptkcon0.8fptk時con4conptk0.20.5lfs ss ss s 40.05lconssss 40.035lconssss 4ls第56頁/共141頁p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失n時間對預(yù)應(yīng)力損失

27、的影響時間對預(yù)應(yīng)力損失的影響10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p考慮時間影響的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失值，可由上述的預(yù)應(yīng)力損失值計算公式乘以以下表中相應(yīng)的系數(shù)(隨時間變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù))確定。隨時間變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)隨時間變化的預(yù)應(yīng)力損失系數(shù)4ls4ls第57頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p混凝土收縮和徐變混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失n混凝土的收縮和徐變，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度的混凝土的收縮和徐變，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度的縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引

28、起預(yù)應(yīng)力損失。n由于收縮和徐變是同時隨時間產(chǎn)生的，且二者的影響因素、由于收縮和徐變是同時隨時間產(chǎn)生的，且二者的影響因素、變化規(guī)律較為相似，變化規(guī)律較為相似，規(guī)范規(guī)范將二者合并考慮。將二者合并考慮。n影響收縮、徐變損失的主要因素影響收縮、徐變損失的主要因素p 構(gòu)件配筋率構(gòu)件配筋率p 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時混凝土的預(yù)壓應(yīng)力值張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時混凝土的預(yù)壓應(yīng)力值p 混凝土的強度等級混凝土的強度等級5ls第58頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p混凝土收縮和徐變混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失引起的預(yù)應(yīng)力損失 n預(yù)應(yīng)力損失的計算方法預(yù)應(yīng)力損失的計算方法560340115pc

29、culfs ss s 560340115pcculfs ss s 先張法先張法555300115pcculfs ss s 555300115pcculfs ss s 后張法后張法n 減少損失的措施p 所有能夠減少混凝土的收縮和徐變的措施都可以降低預(yù)應(yīng)力損失5ls5ls第59頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p螺旋式預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形構(gòu)件砼局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失螺旋式預(yù)應(yīng)力筋環(huán)形構(gòu)件砼局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失n環(huán)形構(gòu)件的施工環(huán)形構(gòu)件的施工用混凝土或噴射砂漿建造池壁纏絲機沿圓周方向把鋼絲纏繞在池壁上并錨固池壁敷設(shè)噴射砂漿作保護層纏絲機的施工n損失的計算方法損失的計算

30、方法116lssdddddEEds s當構(gòu)件直徑 d3m時， =30N/mm2;當構(gòu)件直徑 d3m時， =0。6ls6ls6ls第60頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合損失的分階段組合n先張法與后張法的預(yù)應(yīng)力損失組合先張法與后張法的預(yù)應(yīng)力損失組合第61頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合損失的分階段組合n 在實際計算中，以“預(yù)壓”為界，把預(yù)應(yīng)力損失分成兩批。n 預(yù)壓的定義p對先張法，指放松預(yù)應(yīng)力筋，開始給砼施加預(yù)應(yīng)力的時刻；p對后張法，指張拉預(yù)應(yīng)力筋至 con 并加

31、以錨固的時刻。n 各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合n 混凝土規(guī)范對預(yù)應(yīng)力損失值的最小規(guī)定值p對先張法構(gòu)件，100N/mm2p對后張法構(gòu)件，80N/mm21234llllssss12llss456lllsss5lslsls第62頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p混凝土的彈性壓縮（或伸長）混凝土的彈性壓縮（或伸長）l0l1ln混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)變變化量相等。scps cspspsscEEEs ss ss spcscsccscpsscEsEEEEsssss ss ss sss n 公式的應(yīng)用：n先找出構(gòu)件中這種鋼筋與混凝土“協(xié)調(diào)變形”的起點，然后，欲求其

32、后任一狀態(tài)的鋼筋應(yīng)力，只需以起點應(yīng)力為基礎(chǔ)，求出相對于起點的應(yīng)力變化量（含彈性伸縮及預(yù)應(yīng)力損失兩部分），最后疊加即可。第63頁/共141頁10 10. .2 2. .2 2 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失p后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時混凝土彈性變形混凝土彈性變形的考慮的考慮n分批張拉的應(yīng)力變化第第批預(yù)批預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力鋼筋如果不計損失，第如果不計損失，第1批預(yù)應(yīng)批預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力大小為力鋼筋的預(yù)應(yīng)力大小為第第2批預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的同時，批預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的同時，構(gòu)件將縮短，第構(gòu)件將縮短，第1批預(yù)應(yīng)力筋批預(yù)應(yīng)力筋的實際預(yù)應(yīng)力將小于的實際預(yù)應(yīng)力將小于第第批預(yù)批預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力鋼筋n

33、后張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用分批張拉時，應(yīng)考慮后批張拉鋼筋所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮(或伸長)對先批張拉鋼筋的影響；n考慮方法：p將先批張拉鋼筋的張拉控制應(yīng)力值 增加(或減小) 。p 為后批張拉鋼筋在先批張拉鋼筋重心處產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力。consconsEpci spcisconscons第64頁/共141頁10 10. .2 2. .3 3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布p先張法先張法預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度ltr 和錨固長度和錨固長度lan傳遞長度 ltr 的概念：p 有效預(yù)應(yīng)力的分布p指從預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為零的端部到應(yīng)力為 的這一段長度。p傳遞長度內(nèi)粘結(jié)應(yīng)力的合力應(yīng)等

34、于預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)拉力 。n傳遞長度 ltr 的計算ltrltrpe粘結(jié)粘結(jié)應(yīng)力應(yīng)力混凝土混凝土預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力pe預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力petrtkldf s s 鋼筋的外形系數(shù)鋼筋的外形系數(shù)ppeAspes第65頁/共141頁10 10. .2 2. .3 3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布p先張法先張法預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度ltr 和錨固長度和錨固長度lan預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固長度 la 的概念p當構(gòu)件在外荷載作用下達到承載能力極限狀態(tài)時，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力達到抗拉強度設(shè)計值 fpy，為了使預(yù)應(yīng)力鋼筋不致被拔出，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力從端部的零到 fpy 的這一段長度

35、 la 。n計算先張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜截面受彎承載力時，錨固長度范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強度設(shè)計值在錨固起點處應(yīng)取為零，在錨固終點處應(yīng)取為 fpy，兩點之間可按線性內(nèi)插法確定。n預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固長度 la 的計算公式pytafldf 第66頁/共141頁10 10. .2 2. .3 3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布p后張法構(gòu)件有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布后張法構(gòu)件有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長度的分布n后張法構(gòu)件中，摩擦損失在張拉端為零，然后逐漸增大，至錨固端達最大值；n若為直線預(yù)應(yīng)力鋼筋，則沿構(gòu)件長度其他各項損失值不變。n因此，沿構(gòu)件長度預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)

36、應(yīng)力是不同的，在混凝土中建立的有效預(yù)應(yīng)力也是變化的n張拉端最大，錨固端最小n其分布規(guī)律同摩擦損失n計算后張法構(gòu)件時，必須特別注意針對的是構(gòu)件哪個截面。若為曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋，則沿構(gòu)件長度l5也是變化的，應(yīng)力分布較復(fù)雜。第67頁/共141頁10 10. .2 2. .4 4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工的施工板面預(yù)應(yīng)力筋固定端板面預(yù)應(yīng)力筋張拉端錨具板面預(yù)應(yīng)力筋張拉端第68頁/共141頁10 10. .2 2. .4 4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)板面預(yù)應(yīng)力筋張拉端模板p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的

37、施工的施工第69頁/共141頁10 10. .2 2. .4 4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)nJGJ 92-2004無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)程的技術(shù)規(guī)程p無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點的優(yōu)點n結(jié)構(gòu)自重輕n施工簡便、速度快n抗腐蝕能力強n使用性能良好n防火性能滿足要求n抗震性能好n應(yīng)用廣泛第70頁/共141頁p 先張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析p 后張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析p 先、后張法計算公式的比較第71頁/共141頁p本節(jié)符號的規(guī)定本節(jié)符號的規(guī)定n Ap預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積n As非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截

38、面面積n Ac混凝土截面面積n 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力n 非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力n 混凝土的應(yīng)力n 以受拉為正n , 以受壓為正pespespcssssspcs第72頁/共141頁先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)第73頁/共141頁先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，壓縮混凝土放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，壓縮混凝土( (完成第一批預(yù)應(yīng)力損失完成第一批預(yù)應(yīng)力損失lI) ) 134lllls ss ss ss s pcpcconEpcEspespcls sssssss sss s s ss s pcespscpAAAs ss s

39、s s spcEscpcppcEcon)(AAAlsssssAss Appe n 由平衡條件得 n此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計算的依據(jù)。copnpcEssEpc()lAAAAsssss s p00conP()lANAAssss cEs0sEpAAAA n A0為換算截面面積 pcs第74頁/共141頁先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p完成第完成第二二批預(yù)應(yīng)力損失批預(yù)應(yīng)力損失l 5,llllls ss ss ss ss s I II II II II IpcespscpAAAs ss ss s conEpcIIppcIIcEspcII5s()()llAAAs ss s s ss s s s

40、s s pc Ass Appe n 由平衡條件得 n先張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力pcpcconEpcEsp5pecslls ss ss ss s s s s ss ss ss s conp5sPpc00()llAANAAsssssss s第75頁/共141頁先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p加荷至加荷至混凝土混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消預(yù)壓應(yīng)力被抵消時時 p0sspeANAs ss s 0conp5s()llNAAs ss ss s Ass Appe n 由平衡條件得 nN0 為“消壓拉力”pespccon05p0lls ss ss ss ss ss ss s conp5s0pc00(

41、)llAANAAsssssss sN0N0n 外荷載產(chǎn)生的軸向拉力為 N0p0c0ANs s 第76頁/共141頁先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p繼續(xù)加荷至繼續(xù)加荷至混凝土混凝土即將即將開裂開裂 psrcsceppcANAAs ss ss s Ass Appe n 由平衡條件得 上式可作為使用階段對構(gòu)件進行抗裂驗算的依據(jù)。spctkconEtkspe5Etkllfffs ss ss s s s s ss s NcrNcrn 外荷載產(chǎn)生的軸向拉力為 Ncrpc =ftkcrconEtkptkc5Estksconp5stkcEpEsspc0tk00tk0pctk0()() ()() ()ll

42、llNfAf AfAAAfAAAAf ANf AfAsssssssssssss ss s第77頁/共141頁先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件p加荷至加荷至構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞 Asfy Apfpy NuNun由于軸心受拉構(gòu)件的裂縫沿正截面貫通，則開裂后裂縫截面混凝土完全退出工作。隨著荷載繼續(xù)增大，當裂縫截面上預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力先后達到各自的抗拉強度設(shè)計值時，貫通裂縫驟然加寬，構(gòu)件破壞。相應(yīng)的軸向拉力極限值(即極限承載力)為Nu。 n 由平衡條件得 upypysNfAf A n上式可作為使用階段對構(gòu)件進行承載能力極限狀態(tài)計算的依據(jù)。 第78頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心

43、受拉構(gòu)件p有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)有特殊意義的幾個特定時刻的應(yīng)力狀態(tài)第79頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p構(gòu)件上構(gòu)件上應(yīng)力變化的特點應(yīng)力變化的特點n非預(yù)應(yīng)力筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點在張拉預(yù)應(yīng)力筋前，此時二者的起點應(yīng)力均為零；n由混凝土彈性壓縮引起的非預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力的變化量等于相應(yīng)時刻混凝土應(yīng)力的 aEs 倍。n張拉過程中，混凝土已產(chǎn)生了彈性壓縮，因而在預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力達 以前，這種彈性壓縮對預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力沒有影響。n后張法構(gòu)件施工制作階段，一般不考慮混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化，n近似認為，從完成第二批預(yù)應(yīng)力損失的時刻開始，預(yù)應(yīng)力鋼筋才和混凝土協(xié)調(diào)變形。

44、cons第80頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至 ，同時壓縮混凝土，同時壓縮混凝土 pccccon2peEsccslssssssss s ss ss s pcespscpAAAs ss ss s con2pcccEsccs()lAAAs ss ss s s s n 由平衡條件得 n此應(yīng)力狀態(tài)為施工階段承載能力計算的依據(jù)。con2pcccEss()lAAAsssss s con2p()nlAAssss cEssnAAA n An為構(gòu)件凈截面面積 Apconpc Ass Appe conpnAAs s張拉端張拉端l2= =0cons

45、第81頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p完成第一批預(yù)應(yīng)力損失完成第一批預(yù)應(yīng)力損失pcpcIconIEspcpIesls sssssssss s ss s pcespscpAAAs ss ss s conIppcIcEspcIs()lAAAs ss ss s s s n 由平衡條件得 n這里的pcI應(yīng)用于計算l5。conppcIcEss()lIAAAsssss s conpp()nlInANAAssss pc Ass Appe I12lllssssss第82頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p完成第二批預(yù)應(yīng)力損失完成第二批預(yù)應(yīng)力損失pcpcIIconEspcII

46、s5pells sssssssss ss sss s pcespscpAAAs ss ss s conppcIIcEspcI5s()()llAAAs ss ss s s ss s n 由平衡條件得 npcII為后張法構(gòu)件中最終建立的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力。conp5spcIIcEss()llAAAAsssssss s pc Ass Appe II45lllssssssconp5spnn()llAANAAssssss第83頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p加荷至加荷至混凝土混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消預(yù)壓應(yīng)力被抵消時時pccopep0nEpcIsI50lls ssssssss ss ss

47、s s s n 由平衡條件得 n可見，后張法構(gòu)件的N0意義及計算公式的形式與先張法構(gòu)件的相同；n但 pcII中的計算公式不同；n二者都用構(gòu)件的換算截面面積計算。Ass Appe N0N0p0sspeANAs ss s conEpcp5spcnEpcppc0(llAAAAAss ssss sss ss ss s ）第84頁/共141頁后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件p繼續(xù)加荷至繼續(xù)加荷至混凝土混凝土即將開裂即將開裂pepctkconEtkpc5sEstk()llfffs ssssssss s s ss s n 由平衡條件得 n上式可作為使用階段對構(gòu)件進行抗裂驗算的依據(jù)。Ass Appe Nc

48、rNcrtk0cr0pctk0()NfNf AAs s Asfs Apfpy NuNup加荷加荷直直至至構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞pupyysf Af AN nNu是使用階段對構(gòu)件進行承載能力極限狀態(tài)計算的依據(jù)。pc =ftk第85頁/共141頁先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較p各種計算面積的比較各種計算面積的比較n 后張法 cEssnE0cpsnAAAAAAAAAA 孔孔n 先張法 cEssEp0pscAAAAAAAAAbh n構(gòu)件的凈截面面積An的物理意義：混凝土截面面積Ac與非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算成的具有同樣變形性能的混凝土面積之和。n而構(gòu)件的換算截面面積A0 ，是將預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力

49、鋼筋都換算成具有同樣變形性能的混凝土面積后與混凝土截面面積之和。第86頁/共141頁先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較p預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化n非預(yù)應(yīng)力鋼筋任何相應(yīng)時刻的應(yīng)力公式s形式均相同；n這是由于兩種方法中，非預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點均是混凝土應(yīng)力為零時；n預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力pe 公式中，后張法比先張法的相應(yīng)時刻應(yīng)力多aEpc；n這是因為后張法構(gòu)件在張拉過程中，混凝土彈性壓縮所引起的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力變化已被融入測力儀表讀數(shù)內(nèi)，因而兩種方法中，預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點不同。第87頁/共141頁先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較p混凝土的預(yù)

50、壓應(yīng)力混凝土的預(yù)壓應(yīng)力n 后張法 n 先張法 n施工階段，兩種張拉方法的pcI與pcII公式形式相似，差別在于：先張法公式中用構(gòu)件的換算截面面積A0，而后張法用構(gòu)件的凈截面面積 An 。n混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc公式可歸納為以下通式conp5spc00p() llANAAAsssssss sconp5spcnp() llnANAAAsssssss sconp5ps()llNAAs ss ss s n 求pcI時，令l =lI ， l5 = 0n 求pcII時，令l =lI+lII ， 此時l50第88頁/共141頁先、后張法計算公式的比較先、后張法計算公式的比較p軸向拉力軸向拉力n使用階段，構(gòu)件在各

51、特定時刻的軸向拉力N0，Ncr及Nu的公式形式均相同。無論先、后張法，均采用構(gòu)件的換算截面面積 計算；n由Ncr=(pcII+ftk)A0=N0+ftkA0可知，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比同條件的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂荷載提高了N0；n預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的極限承載力Nu計算公式與截面尺寸及材料均相同的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的極限承載力公式相同，而與預(yù)應(yīng)力的存在及大小無關(guān)，即施加預(yù)應(yīng)力不能提高軸心受拉構(gòu)件的承載力。但后者因裂縫過大早已不滿足使用要求。第89頁/共141頁p 使用階段正截面承載力計算p 使用階段正截面裂縫控制驗算p 施工階段后張法構(gòu)件端部局壓承載力計算第90頁/共141頁第91頁/共1

52、41頁使用階段正截面承載力計算使用階段正截面承載力計算p計算公式計算公式upypysNNAAff n目的是保證構(gòu)件在使用階段具有足夠的安全性。n因?qū)儆诔休d能力極限狀態(tài)的計算，故荷載效應(yīng)及材料強度均采用設(shè)計值。n應(yīng)用公式解題時，一個方程只能求解一個未知量。一般先按構(gòu)造要求或經(jīng)驗定出非預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量（此時As 已知），然后再由公式求解Ap 。nN軸向拉力設(shè)計值；nNu構(gòu)件截面所能承受的軸向拉力設(shè)計值；nfpy預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強度設(shè)計值；nfy非預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強度設(shè)計值。第92頁/共141頁使用階段正截面裂縫控制驗算使用階段正截面裂縫控制驗算p對預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，應(yīng)按所處對預(yù)應(yīng)力混凝土軸

53、心受拉構(gòu)件，應(yīng)按所處環(huán)境類別環(huán)境類別和和結(jié)構(gòu)類別結(jié)構(gòu)類別選用相應(yīng)的選用相應(yīng)的裂縫控制等級裂縫控制等級. .p由于屬正常使用極限狀態(tài)的驗算，因而須采用荷載效應(yīng)的標準由于屬正常使用極限狀態(tài)的驗算，因而須采用荷載效應(yīng)的標準組合或準永久組合，且組合或準永久組合，且材料強度采用標準值材料強度采用標準值。p裂縫控制等級裂縫控制等級第93頁/共141頁p為了保證預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段（主要是制作為了保證預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段（主要是制作時）的安全性，應(yīng)限制施加預(yù)應(yīng)力過程中的混凝土法向壓應(yīng)力時）的安全性，應(yīng)限制施加預(yù)應(yīng)力過程中的混凝土法向壓應(yīng)力值，以免混凝土被壓壞。混凝土法向壓應(yīng)力應(yīng)符

54、合下列規(guī)定：值，以免混凝土被壓壞?；炷练ㄏ驂簯?yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：ccck0.8 fs s pconpc0cc()lAAs ss ss ss s n施工階段構(gòu)件計算截面混凝土的最大法向壓應(yīng)力；nf ck與各施工階段混凝土立方體抗壓強度相應(yīng)的抗壓強度標準值 按線性內(nèi)插法查表確定。p 的計算方法的計算方法cccponnAAs ss s n對先張法構(gòu)件n對后張法構(gòu)件施工階段混凝土壓應(yīng)力驗算施工階段混凝土壓應(yīng)力驗算ccsccs第94頁/共141頁施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程第95頁/共141頁施工階段后

55、張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程 T梁內(nèi)部設(shè)置普通鋼筋，形成鋼筋骨架，完成部分構(gòu)造功能。 第96頁/共141頁施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程 在T形梁梁兩端，為適應(yīng)內(nèi)部預(yù)應(yīng)力束的抬高，要將馬蹄抬高。第97頁/共141頁施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程張拉端設(shè)置錨頭構(gòu)件預(yù)留張拉位置。錨頭可設(shè)置在梁端、梁頂?shù)任恢谩?第98

56、頁/共141頁施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程 在T形梁梁兩端，為適應(yīng)內(nèi)部預(yù)應(yīng)力束的抬高，要將馬蹄抬高。第99頁/共141頁施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程 在T形梁兩端穿束 第100頁/共141頁T梁施工過程之三張拉施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算p后張法后張法T T形梁的施工過程形梁的施工過程預(yù)應(yīng)力鋼束要套波紋管，在錨頭處要加錨墊板，以克服由于局部受力所

57、引起的應(yīng)力集中第101頁/共141頁p后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算x xy yy yx xFl受拉受拉受壓受壓AbAl錨固區(qū)錨固區(qū)長度長度h hh hb bn很大的局部壓力需經(jīng)過一段距離才能擴散到整個截面上從而產(chǎn)生均勻的預(yù)壓應(yīng)力，這段距離近似等于構(gòu)件截面的高度，稱為錨固區(qū)；n錨固區(qū)內(nèi)混凝土處于三向應(yīng)力狀態(tài)， n局部受壓破壞時混凝土的強度值大于單軸受壓時的混凝土強度值，增大的幅度與局部受壓面積 Al 周圍混凝土面積的大小有關(guān)，混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù)為l 。第102頁/共141頁

58、p混凝土局部受壓時混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù)的強度提高系數(shù)l 的取值的取值施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算bllAA p混凝土局部受壓面混凝土局部受壓面積積Al及及局部受壓的局部受壓的計算面積計算面積Ab的取值的取值a(ab)bbbbbba(ab)dddbabbbbab第103頁/共141頁p構(gòu)件端部截面尺寸驗算構(gòu)件端部截面尺寸驗算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算n當局壓區(qū)配置的間接鋼筋過多時，雖然能提高局部受壓承載力，但墊板下的混凝土?xí)a(chǎn)生過大的下沉變形，導(dǎo)致局部破壞。n為了限制下沉變形，應(yīng)使

59、構(gòu)件端部截面尺寸不能過小。n配置間接鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，局部受壓區(qū)截面尺寸應(yīng)符合：ccn1.35lllFf A n上式主要是為了防止局部受壓面的過大下沉，因而應(yīng)按承載力問題來考慮，局部壓力取設(shè)計值。n當預(yù)應(yīng)力作為荷載效應(yīng)且對結(jié)構(gòu)不利時，其荷載效應(yīng)分項系數(shù)取1.2。n當滿足上式時，錨固區(qū)的抗裂要求一般均可滿足。n當不滿足上式時，應(yīng)加大構(gòu)件端部尺寸、調(diào)整錨具位置和混凝土強度或增大墊板厚度等。第104頁/共141頁l1p構(gòu)件端部局部受壓承載力計算構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算n 局部受壓區(qū)的間接鋼筋l2l2 l1Fls s

60、s shh l1方格網(wǎng)式配筋方格網(wǎng)式配筋h hh dcordcorFls ss / 2螺旋式配筋螺旋式配筋A(yù)lAcorAbAlA AcorcorAb b第105頁/共141頁p構(gòu)件端部局部受壓承載力計算構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力計算n 當配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積 AcorAl 時，局部受壓 承載力應(yīng)按下列公式計算： cnycorvc20.9lllFfAf 1s1 12s2 2cor1vvsscor4n A ln A lA sAds p cor 間接鋼筋局部受壓承載力提高系數(shù)p fy 鋼筋抗拉強度設(shè)計值；