預應力混凝土結構的基本概念及其材

1、預應力混凝土結構預應力混凝土結構結構設計原理結構設計原理第第1212章章 預應力混凝土結構的預應力混凝土結構的基本概念及其材料基本概念及其材料 概述概述 預加應力的方法和設備預加應力的方法和設備 預應力混凝土結構的材料預應力混凝土結構的材料 預應力混凝土結構的三種概念預應力混凝土結構的三種概念預應力混凝土結構預應力混凝土結構 跨度為跨度為5.2m5.2m的簡支梁，截面尺寸為的簡支梁，截面尺寸為200200450mm450mm，作用均布活荷載標準值作用均布活荷載標準值q =10 kN/mq =10 kN/m，均布恒荷載，均布恒荷載g=5kN/mg=5kN/m。采用。采用C25C25混凝土混凝土1

2、2.1 12.1 概述概述 一、鋼筋砼結構的缺點一、鋼筋砼結構的缺點 預應力混凝土結構預應力混凝土結構L=L0 L=2L0采用高強鋼筋 計算跨度L0(m) 5.210.45.2截面尺寸bh(mmmm) 200450 400900 200450 恒荷載gk(kN/m) 5205活荷載qk(kN/m) 101010鋼筋強度(N/mm2) 300300580配筋面積As( mm2）6032106308跨中撓度跨中撓度 f (mm) 16.4738.132.2裂縫寬度裂縫寬度max(mm) 0.270.400.75 一、鋼筋砼結構的缺點一、鋼筋砼結構的缺點 預應力混凝土結構預應力混凝土結構一、鋼筋混凝

3、土的缺點一、鋼筋混凝土的缺點產生問題的主要原因產生問題的主要原因 混凝土的抗拉強度太低，導致受拉區(qū)混凝土過早混凝土的抗拉強度太低，導致受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降低。開裂，截面抗彎剛度顯著降低。 抗拉強度低 ，構件帶裂縫工作。 不能充分利用高強材料。 自重大，構件跨徑受到限制。一般來說，鋼筋混凝土梁的經濟適用跨度為一般來說，鋼筋混凝土梁的經濟適用跨度為5-8m5-8m，材料宜，材料宜采用采用C20-C30C20-C30級混凝土，級混凝土，HRP235HRP235、HRB335HRB335和和HRB400HRB400級鋼筋。級鋼筋。 預應力混凝土結構預應力混凝土結構ebxhq q二、

4、預應力混凝土的基本概念二、預應力混凝土的基本概念 矩形簡支梁由均布荷載產生的跨中最大矩形簡支梁由均布荷載產生的跨中最大彎矩為彎矩為M=qLM=qL2 2/8/8，跨中截面應力為，跨中截面應力為上緣：上緣：hs= =26bhM（壓應力）（壓應力）下緣：下緣：（拉應力）（拉應力）hx預應力混凝土結構預應力混凝土結構 一種方法是：先在截面重心處施加預壓力，一種方法是：先在截面重心處施加預壓力，令令N Ny y=6M/h.=6M/h.26/6bhMbhhMANyhyebxhNyNyNyNy產生的截面應力為：產生的截面應力為：二、預應力混凝土的基本概念二、預應力混凝土的基本概念 為了使截面下緣不出現(xiàn)拉應

5、力，采用預加為了使截面下緣不出現(xiàn)拉應力，采用預加應力的方法來抵消下緣拉應力。應力的方法來抵消下緣拉應力。預應力混凝土結構預應力混凝土結構 在預加力在預加力N Ny y和均布荷載和均布荷載q q共同作用下，將該共同作用下，將該預加應力與均布荷載應力疊加，求得截面上、下預加應力與均布荷載應力疊加，求得截面上、下緣的總應力為：緣的總應力為：上緣：上緣：下緣：下緣：s= =hshy（壓應力）（壓應力）262bhMxhxhy= =2266bhMbhM0M MNyNy+ += =NyNyM M2 22 26 66 6bhbhM MbhbhM M+ += =二、預應力混凝土的基本概念二、預應力混凝土的基本概

6、念 預應力混凝土結構預應力混凝土結構 另一種方法是：在距截面下緣另一種方法是：在距截面下緣h/3h/3處（即偏處（即偏心距心距e=h/6)e=h/6)處，施加預應力，令處，施加預應力，令Ny=3M/hNy=3M/h。產生的截面上、下緣應力為：產生的截面上、下緣應力為：NyNyebxhNyNy上緣：上緣：下緣：下緣：hys6/2bheNbhNyy（壓應力）（壓應力）06361322hhMbhbhM62bheNbhNyyhyx= =26bhM二、預應力混凝土的基本概念二、預應力混凝土的基本概念 預應力混凝土結構預應力混凝土結構 在預加力在預加力N Ny y和均布荷載和均布荷載q q共同作用下，將該

7、共同作用下，將該預加應力與均布荷載應力疊加，求得截面上、下預加應力與均布荷載應力疊加，求得截面上、下緣的緣的總應力為：總應力為：上緣：上緣：下緣：下緣：s= =hshys260bhM（壓應力）（壓應力）26bhMhxhyxx= =2266bhMbhM0M M+ += =NyNyM MNyNy二、預應力混凝土的基本概念二、預應力混凝土的基本概念 預應力混凝土結構預應力混凝土結構上面的算例說明了兩個重要的問題：上面的算例說明了兩個重要的問題： 、由于預先給混凝土梁施加了預壓力，使混凝土、由于預先給混凝土梁施加了預壓力，使混凝土梁在均布荷載作用下，梁在均布荷載作用下，下緣產生的拉應力下緣產生的拉應力

8、完全或部分被完全或部分被預壓應力所預壓應力所抵消抵消，因而可以，因而可以避免混凝土出現(xiàn)裂縫或推遲裂避免混凝土出現(xiàn)裂縫或推遲裂縫出現(xiàn)縫出現(xiàn)。 、必須針對荷載作用下可能產生的應力狀態(tài)來施加預、必須針對荷載作用下可能產生的應力狀態(tài)來施加預應力。所需施加的預壓應力應力。所需施加的預壓應力y y，不僅與荷載（或者說，不僅與荷載（或者說彎矩彎矩）值的大小有關，而且也與值的大小有關，而且也與y y的作用位置（即的作用位置（即偏心距偏心距 的大?。┯嘘P。的大?。┯嘘P。二、預應力混凝土的基本概念二、預應力混凝土的基本概念 預應力混凝土結構預應力混凝土結構（1 1）預應力度：）預應力度：由預加應力大小確定的消壓彎

9、矩由預加應力大小確定的消壓彎矩M M0 0與外與外 荷載產生的彎矩荷載產生的彎矩MsMs的比值。的比值。M M0 0：消壓彎矩，消壓彎矩，構件抗裂邊緣預壓應力抵消到構件抗裂邊緣預壓應力抵消到0 0時的時的彎矩；彎矩； MsMs：按作用（或荷載）：按作用（或荷載）短期效應組合短期效應組合計算的彎矩。計算的彎矩。sMM0三、配筋混凝土結構的分類三、配筋混凝土結構的分類預應力混凝土結構預應力混凝土結構 全預應力砼構件：全預應力砼構件：1 1 部分預應力砼構件：部分預應力砼構件：1 1 0 0（分為（分為A A類和類和B B類）類）A A類：拉而有限類：拉而有限B B類：裂而有限類：裂而有限鋼筋砼構件

10、：不施加預應力的砼構件，即鋼筋砼構件：不施加預應力的砼構件，即0 0（2 2）分類：）分類：三、配筋混凝土結構的分類三、配筋混凝土結構的分類使用荷載下不出現(xiàn)拉應力或裂縫全預應力混凝土構件部分預應力混凝土構件使用荷載下允許混凝土受拉區(qū)產生寬度不大的裂縫預應力混凝土結構預應力混凝土結構四、預應力混凝土結構優(yōu)缺點四、預應力混凝土結構優(yōu)缺點 1 1、優(yōu)點：、優(yōu)點： （）提高了構件的抗裂度和剛度。（）提高了構件的抗裂度和剛度。 （）節(jié)約材料，降低造價。（）節(jié)約材料，降低造價。 （）結構質量安全可靠。（）結構質量安全可靠。 （）增強結構耐久性（）增強結構耐久性（durabilitydurability）。

11、 （）能促進橋梁新體系的發(fā)展。（）能促進橋梁新體系的發(fā)展。 2 2、缺點：、缺點： （）工藝較復雜，對質量要求高。（）工藝較復雜，對質量要求高。 （）需要有一定的專門設備。（）需要有一定的專門設備。 （）預應力反拱不易控制。（）預應力反拱不易控制。 （）設計要求高。（）設計要求高。 預應力混凝土結構預應力混凝土結構五、預應力原理在日常生活中的應用五、預應力原理在日常生活中的應用 木桶是用環(huán)向竹箍對桶壁預先施加環(huán)向壓應力。當桶中盛水木桶是用環(huán)向竹箍對桶壁預先施加環(huán)向壓應力。當桶中盛水后，水壓引起的拉應力小于預壓應力時，桶就不會漏水。后，水壓引起的拉應力小于預壓應力時，桶就不會漏水。 預應力混凝土

12、結構預應力混凝土結構 從書架上取下一疊書，由于受到雙手施加的壓力，這一從書架上取下一疊書，由于受到雙手施加的壓力，這一疊書就如同一橫梁，可以承擔全部書的重量。疊書就如同一橫梁，可以承擔全部書的重量。 五、預應力原理在日常生活中的應用五、預應力原理在日常生活中的應用 預應力混凝土結構預應力混凝土結構木鋸是利用預拉力來抵抗壓力預先擰緊另一側的繩子木鋸是利用預拉力來抵抗壓力預先擰緊另一側的繩子使鋸條預先受拉，如預加拉力大于鋸木時產生的壓力，使鋸條預先受拉，如預加拉力大于鋸木時產生的壓力，鋸條就始終處于受拉狀態(tài)，不會產生壓曲失穩(wěn)。鋸條就始終處于受拉狀態(tài)，不會產生壓曲失穩(wěn)。五、預應力原理在日常生活中的應

13、用五、預應力原理在日常生活中的應用 預應力混凝土結構預應力混凝土結構 先張法先張法 后張法后張法張拉鋼筋先在臺座上固定澆注混凝土構件混凝土強度達設計強度的70%以上時剪斷鋼筋澆混凝土構件，并在構件中預留孔道在構件中預留孔道中穿鋼筋并張拉錨固灌漿12.2 12.2 預加應力的方法與設備預加應力的方法與設備 預應力混凝土結構預應力混凝土結構一、先張法一、先張法 1 1、定義、定義 先張法是先張拉鋼筋，后澆筑構件混凝土的方法。先張法先張法是先張拉鋼筋，后澆筑構件混凝土的方法。先張法所用的預應力鋼筋，一般可用高強鋼絲、直徑較小的所用的預應力鋼筋，一般可用高強鋼絲、直徑較小的鋼鉸線鋼鉸線和和小直徑的小直

14、徑的冷拉鋼冷拉鋼筋。筋。 2 2、特點、特點 靠鋼筋和混凝土之間的靠鋼筋和混凝土之間的粘結力粘結力來傳遞和保持預應力。來傳遞和保持預應力。 3 3、優(yōu)點：、優(yōu)點： 先張法生產工藝簡單、工序少，效率高、質量容易保證，先張法生產工藝簡單、工序少，效率高、質量容易保證，適宜工廠化大批量生產。適宜工廠化大批量生產。4 4、缺點：、缺點： 需要專門的張拉臺座，基建投資較大。先張法一般宜于生需要專門的張拉臺座，基建投資較大。先張法一般宜于生產產直線配筋的中小型構件直線配筋的中小型構件。 預應力混凝土結構預應力混凝土結構二、后張法二、后張法1 1、定義、定義 先澆筑混凝土后張拉鋼筋的方法。張拉鋼筋的同時，構

15、先澆筑混凝土后張拉鋼筋的方法。張拉鋼筋的同時，構件混凝土受到預壓。件混凝土受到預壓。2 2、特點、特點 后張法主要是后張法主要是靠錨具傳遞和保持預加應力的。靠錨具傳遞和保持預加應力的。3 3、優(yōu)點：、優(yōu)點： 后張法不用加力臺座，張拉設備簡單，便于現(xiàn)場后張法不用加力臺座，張拉設備簡單，便于現(xiàn)場施工，是生產施工，是生產大型預應力混凝土構件大型預應力混凝土構件的主要方法。預的主要方法。預應力鋼筋可按照需要布置成合理的曲線形。應力鋼筋可按照需要布置成合理的曲線形。 4 4、缺點：、缺點： 構件制作費用較高。構件制作費用較高。 預應力混凝土結構預應力混凝土結構三、錨具三、錨具( (張書張書 P223)P

16、223) 1 1、概念、概念 錨具是在制作預應力混凝土構件時錨固預應力筋錨具是在制作預應力混凝土構件時錨固預應力筋的一種裝置。的一種裝置。 2 2、對錨具要求：、對錨具要求： （）錨具受力安全可靠；（）錨具受力安全可靠； （）預應力損失??；（）預應力損失小； （）構造簡單，制作方便，用鋼量少，價格便宜；（）構造簡單，制作方便，用鋼量少，價格便宜； （）施工設備簡便，張拉錨固方便迅速。（）施工設備簡便，張拉錨固方便迅速。預應力混凝土結構預應力混凝土結構3、 錨具的形式：錨具的形式：錨具的型式繁多，按其傳力錨固受力原理，可分錨具的型式繁多，按其傳力錨固受力原理，可分為三類：為三類：依靠摩擦力錨固的

17、錨具。依靠摩擦力錨固的錨具。依靠承壓錨固的錨具。依靠承壓錨固的錨具。依靠粘結力錨固的錨具。依靠粘結力錨固的錨具。如楔形錨、錐形錨和用如楔形錨、錐形錨和用 于錨固鋼絞線的于錨固鋼絞線的JM錨與錨與夾片式群錨等。夾片式群錨等。如墩頭錨、鋼筋螺紋錨等。如墩頭錨、鋼筋螺紋錨等。如先張法的筋束錨固，如先張法的筋束錨固，以及后張法固定端的鋼以及后張法固定端的鋼絞線壓花錨具等。絞線壓花錨具等。預應力混凝土結構預應力混凝土結構l 錐形錨錐形錨 其工作原理是通過張拉鋼束時頂壓錨塞，將預應力鋼絲卡在錨圈與其工作原理是通過張拉鋼束時頂壓錨塞，將預應力鋼絲卡在錨圈與錨塞間，當張拉千斤頂放松預應力鋼絲后，鋼絲向梁內回縮

18、時帶動錨塞錨塞間，當張拉千斤頂放松預應力鋼絲后，鋼絲向梁內回縮時帶動錨塞向錨圈內楔緊，這樣預應力鋼絲通過摩阻力將預應力傳到錨圈，然后由向錨圈內楔緊，這樣預應力鋼絲通過摩阻力將預應力傳到錨圈，然后由錨圈承壓，將預加力傳到混凝土構件上。錨圈承壓，將預加力傳到混凝土構件上。預應力混凝土結構預應力混凝土結構l 鐓頭錨鐓頭錨 其工作原理：先將鋼絲逐一穿其工作原理：先將鋼絲逐一穿過錨杯的蜂窩眼，然后用專門過錨杯的蜂窩眼，然后用專門的鐓頭機將鋼絲端頭鐓粗，借的鐓頭機將鋼絲端頭鐓粗，借鐓粗頭直接承壓將鋼絲固定于鐓粗頭直接承壓將鋼絲固定于錨杯上。錨杯的外圓車有螺紋，錨杯上。錨杯的外圓車有螺紋，穿束后，在固定端將

19、錨圈（螺穿束后，在固定端將錨圈（螺帽）擰上，即可將鋼束錨固于帽）擰上，即可將鋼束錨固于梁端。在張拉端，則先將與千梁端。在張拉端，則先將與千斤頂連接的拉桿旋入錨杯內進斤頂連接的拉桿旋入錨杯內進行張拉，待錨杯帶動鋼筋或鋼行張拉，待錨杯帶動鋼筋或鋼絲伸長到設計需要時，將錨圈絲伸長到設計需要時，將錨圈沿錨杯外的螺紋旋緊頂在構件沿錨杯外的螺紋旋緊頂在構件表面，再慢慢放松千斤頂，退表面，再慢慢放松千斤頂，退出拉桿，于是鋼絲束的回縮力出拉桿，于是鋼絲束的回縮力就通過錨圈、墊板，傳到梁體就通過錨圈、墊板，傳到梁體混凝土上而獲得錨固?；炷辽隙@得錨固。預應力混凝土結構預應力混凝土結構 4 4、幾種常用的錨具、

20、幾種常用的錨具預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構錐塞式錨具錐塞式錨具 預應力混凝土結構預應力混凝土結構鐓頭錨具鐓頭錨具 預應力混凝土結構預應力混凝土結構夾片式錨具夾片式錨具 預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構其它設備：其它設備：千斤頂千斤頂制孔器制孔器抽拔橡膠管抽拔橡膠管螺旋金屬波紋管螺旋金屬波紋管穿索機穿索機壓漿機壓漿機張拉臺座（先張法）張拉臺座（先張法） 四、預應力張拉機具

21、系列四、預應力張拉機具系列 預應力混凝土結構預應力混凝土結構 四、預應力張拉機具系列四、預應力張拉機具系列 預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構 五、工程橡膠支座及伸縮縫系列五、工程橡膠支座及伸縮縫系列 預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構預應力混凝土結構一、混凝土材料一、混凝土材料 、預應力混凝土結構

22、中常用混凝土強度等級、預應力混凝土結構中常用混凝土強度等級 公路橋規(guī)公路橋規(guī)規(guī)定：預應力混凝土構件的混凝規(guī)定：預應力混凝土構件的混凝土強度等級土強度等級12.3 12.3 預應力混凝土結構的材料預應力混凝土結構的材料 2 2、對混凝土的要求、對混凝土的要求 高強度高強度快硬、早強快硬、早強 收縮、徐變小收縮、徐變小 C40C40預應力混凝土結構預應力混凝土結構二、預應力鋼筋二、預應力鋼筋 高強度鋼絲；鋼絞線；精軋螺紋鋼筋高強度鋼絲；鋼絞線；精軋螺紋鋼筋 R235R235；HRB335HRB335；HRB400HRB400和和KL400 KL400 高強度高強度 有較好的塑性和可焊性有較好的塑性

23、和可焊性 與混凝土的粘著力強與混凝土的粘著力強 應力松弛損失小應力松弛損失小1、要求、要求2、類型、類型3、注意、注意處于侵蝕介質中的預應力混凝土構件，不宜處于侵蝕介質中的預應力混凝土構件，不宜采用熱處理鋼筋、碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼采用熱處理鋼筋、碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線等作為預應力鋼筋絞線等作為預應力鋼筋對直接承受動荷載的預應力混凝土構件，不對直接承受動荷載的預應力混凝土構件，不得采用有焊接接頭的冷拉鋼筋得采用有焊接接頭的冷拉鋼筋預應力混凝土結構預應力混凝土結構一、預應力混凝土結構的分類：一、預應力混凝土結構的分類： 按照鋼筋與砼之間的粘結情況分：按照鋼筋與砼之間的粘結情況分： 有粘結預應

24、力結構和無粘結預應力結構。有粘結預應力結構和無粘結預應力結構。 按照鋼筋是否布置在砼截面內分：按照鋼筋是否布置在砼截面內分： 體內預應力砼結構和體外預應力砼結構。體內預應力砼結構和體外預應力砼結構。 12.4 12.4 預應力混凝土結構的三種概念（張書預應力混凝土結構的三種概念（張書P223P223）預應力混凝土結構預應力混凝土結構有粘結預應力混凝土有粘結預應力混凝土 無粘結預應力混凝土無粘結預應力混凝土有粘結預應力混凝土先張法生產的預應力混凝土構件以及后張法張拉鋼筋后在孔道中灌漿所生產的預應力混凝土構件特點受力性能好，裂縫分布均勻，裂縫寬度較小無粘結預應力混凝土后張法張拉鋼筋后不在孔道中灌漿

25、所生產的預應力混凝土構件特點造價低，便于以后再次張拉或更換預應力鋼筋12.4 12.4 預應力混凝土結構的三種概念預應力混凝土結構的三種概念預應力混凝土結構預應力混凝土結構二、體內有粘結預應力砼結構的三種基本概念二、體內有粘結預應力砼結構的三種基本概念1 1、預加應力的目的是將砼變成彈性材料：、預加應力的目的是將砼變成彈性材料： 預加應力的目的只是為了改變混凝土的性能，預加應力的目的只是為了改變混凝土的性能，變脆性材料為變脆性材料為彈性材料。彈性材料。這種概念認為預應力混凝土與普通鋼筋混凝土是兩這種概念認為預應力混凝土與普通鋼筋混凝土是兩種完全不同的材料，預應力鋼筋的作用不是配筋而是種完全不同

26、的材料，預應力鋼筋的作用不是配筋而是施加預壓施加預壓應力應力以改變混凝土性能的一種手段。如果預壓應力大于荷載產以改變混凝土性能的一種手段。如果預壓應力大于荷載產生的拉應力，則混凝土就不承受拉應力。生的拉應力，則混凝土就不承受拉應力。 這種概念要求將這種概念要求將無應無應力或零應力力或零應力作為預應力砼設計準則。這樣可以用材料力學公式作為預應力砼設計準則。這樣可以用材料力學公式計算砼的應力、應變和撓度、上拱，并在需要時可采用疊加原計算砼的應力、應變和撓度、上拱，并在需要時可采用疊加原理，計算十分方便。理，計算十分方便。預應力混凝土結構預應力混凝土結構1 1）預壓力）預壓力F F作用在預應力鋼筋的

27、重心處，作用在預應力鋼筋的重心處，作用線通過截面的重心作用線通過截面的重心。c 同軸預應力鋼筋（力F）截面重心線a）b）c）d）c(FAIMcMIyFAcMI)IMyAF()IMcAF(圖圖12-15 12-15 同軸預應力混凝土截面的應力分布同軸預應力混凝土截面的應力分布 a)a)受預加力及外荷載作用的梁受預加力及外荷載作用的梁 b)b)預壓力預壓力F F作用的應力作用的應力 c)c)外彎矩外彎矩M M作用的應力作用的應力 d)Fd)F及及M M共同作用的應力共同作用的應力預應力混凝土結構預應力混凝土結構 2 2）預應力鋼筋偏離混凝土截面重心布置）預應力鋼筋偏離混凝土截面重心布置cc 偏心預

28、應力鋼筋ea）b）c）d）e）+-FAIFMIyeceyFIcIMAFecFIMIc)()yIMIFeyFAAFecFIIc)(M截面重心線圖圖12-16 12-16 偏心預應力混凝土截面的應力分布偏心預應力混凝土截面的應力分布 a a）偏心預應力及加外荷載的梁）偏心預應力及加外荷載的梁 b b）預壓力）預壓力F F軸壓作用下的應力軸壓作用下的應力 c c）預壓力偏心矩作用下的應力）預壓力偏心矩作用下的應力 d d）外彎矩）外彎矩M M作用下的應力作用下的應力 e e）偏心預壓力及外彎矩共同作用下的應力）偏心預壓力及外彎矩共同作用下的應力預應力混凝土結構預應力混凝土結構3 3）預應力鋼筋是彎曲

29、的或彎折的）預應力鋼筋是彎曲的或彎折的a）b）預應力鋼筋重心線截面重心線預應力鋼筋重心線預應力鋼筋重心線C=FFAeeFC=F預拉力壓力AA壓力預拉力截面重心線預應力鋼筋重心線Aa）b）圖圖12-17 12-17 常高度預應力簡支梁常高度預應力簡支梁 圖圖12-18 12-18 不等高度預應力混凝土簡支梁不等高度預應力混凝土簡支梁 a a）預應力梁）預應力梁 b b）隔離體）隔離體 a a）預應力梁）預應力梁 b b）隔離體）隔離體預應力混凝土結構預應力混凝土結構 偏心力偏心力F F在混凝土內引起的應力為在混凝土內引起的應力為 所以，所以，預應力在任一截面處引起的混凝土應力僅預應力在任一截面處

30、引起的混凝土應力僅取決于取決于F F在該截面處的大小和位置，而與預應力鋼筋沿在該截面處的大小和位置，而與預應力鋼筋沿梁在其他縱斷面上的位置無關。梁在其他縱斷面上的位置無關。 l l 作用：有助于預計開裂的程度作用：有助于預計開裂的程度 FF e yAI 預應力混凝土結構預應力混凝土結構b）a）CTCT圖圖12-19 12-19 預應力混凝土梁和鋼筋混凝土梁的內部抵抗力矩預應力混凝土梁和鋼筋混凝土梁的內部抵抗力矩 a a）鋼筋混凝土梁的隔離體）鋼筋混凝土梁的隔離體 b b）預應力混凝土梁的隔離體）預應力混凝土梁的隔離體b）a）圖圖12-20 12-20 采用高強度鋼筋的混凝土梁采用高強度鋼筋的混

31、凝土梁 a a）普通鋼筋的）普通鋼筋的 裂縫及過度的撓度裂縫及過度的撓度 b b）預應力的）預應力的 無裂縫及很小的撓度無裂縫及很小的撓度 2 2、施加預應力的目的是使高強度鋼筋和砼能夠共同工作、施加預應力的目的是使高強度鋼筋和砼能夠共同工作預應力混凝土結構預應力混凝土結構 2 2、施加預應力的目的是使高強度鋼筋和砼能夠共同工作、施加預應力的目的是使高強度鋼筋和砼能夠共同工作 在使用階段預應力鋼筋的應力（應變）增加的幅度較在使用階段預應力鋼筋的應力（應變）增加的幅度較小，小，砼不開裂或裂縫較細，這樣高強鋼筋就可以與砼一起砼不開裂或裂縫較細，這樣高強鋼筋就可以與砼一起正常工作。正常工作。 通過預應力混凝土和鋼筋混凝土之間的通過預應力混凝土和鋼筋混凝土之間的基本相似性基本相似性（即內部抵抗力偶必須由鋼筋受拉和混凝土受壓來提供）。（即內部抵抗力偶必須由鋼筋受拉和混凝土受壓來提供）。這樣，就可以大大簡化預應力結構的設計和計算。同時，這樣，就可以大大簡化預應力結構的設計和計算。同時，可以將預應力鋼筋與普通鋼筋作可以將預應力鋼筋與普通鋼筋作等強代換等強代換，減少用鋼量，減少用鋼量，這在很多情況下是經濟可行的。這在很多情況下是經濟可行的。 l l 作用：主要是