預應力混凝土構件設計

1、1工程實例工程實例2第十一章第十一章預應力混凝土構件設計預應力混凝土構件設計31.1.熟悉預應力混凝土的基本知識，分類方法、預應熟悉預應力混凝土的基本知識，分類方法、預應力損失及計算方法；力損失及計算方法；2.2.掌握建筑工程中軸心受拉構件各階段受力分析及掌握建筑工程中軸心受拉構件各階段受力分析及計算方法；計算方法；3.3.熟悉預應力混凝土構件的施工工藝及構造要求。熟悉預應力混凝土構件的施工工藝及構造要求。難點：難點：預應力軸心受拉構件的計算預應力軸心受拉構件的計算重重 難難 點點41 1、在使用荷載作用下，一般是帶裂縫工作：、在使用荷載作用下，一般是帶裂縫工作：tu=0.10.1510-3（

2、即即每每m m只能拉長只能拉長0.10.15mm）對使用上不允許開裂的構件，鋼筋的拉應力僅為對使用上不允許開裂的構件，鋼筋的拉應力僅為2030N/mm2對允許開裂的構件，當對允許開裂的構件，當s=250N/mm2時，裂縫已達時，裂縫已達0.20.3mm，不宜用在處于高濕度或侵蝕性環(huán)境中的構，不宜用在處于高濕度或侵蝕性環(huán)境中的構件。件。2.2.難以采用高強鋼筋：難以采用高強鋼筋：一、鋼筋混凝土的缺點一、鋼筋混凝土的缺點11.1 預應力混凝土的基本知識預應力混凝土的基本知識51 1、預應力砼、預應力砼：是指在構件受荷之前預先對砼受：是指在構件受荷之前預先對砼受拉區(qū)施加壓力的結構。拉區(qū)施加壓力的結構

3、。預應力混凝土受彎構件預應力混凝土受彎構件 pkNpebxhNp二、預應力砼的基本原理：二、預應力砼的基本原理：62、預應力混凝土的基本原理、預應力混凝土的基本原理0btkbf0tkbfpccb0b73、預應力砼構件的基本特點：、預應力砼構件的基本特點：（1 1）施加預應力可提高構件的抗裂度。）施加預應力可提高構件的抗裂度。（2 2）預加力的大小以及作用點位置可根據(jù)需要進行）預加力的大小以及作用點位置可根據(jù)需要進行調整；調整；（3 3）預應力對構件正截面承載力無明顯影響；）預應力對構件正截面承載力無明顯影響；（4 4）預應力可提高構件的剛度，減小變形。）預應力可提高構件的剛度，減小變形。ppf

4、pcrcon=0.7fptkpcrcon=0.5fptkpcrcon=0pfo8對下列結構應優(yōu)先采用預應力砼結構：對下列結構應優(yōu)先采用預應力砼結構：1 1）為滿足裂縫控制的要求）為滿足裂縫控制的要求（即裂縫控制等級較高的結構；（即裂縫控制等級較高的結構；2 2）為滿足輕質高強的要求）為滿足輕質高強的要求（以減小截面，減輕自重；（以減小截面，減輕自重；3 3）為滿足剛度和變形控制的要求。）為滿足剛度和變形控制的要求。對下列結構應優(yōu)先采用預應力砼結構：對下列結構應優(yōu)先采用預應力砼結構：9全全預應力：預應力：是在使用荷載作用下，構件截面混凝土不出現(xiàn)拉是在使用荷載作用下，構件截面混凝土不出現(xiàn)拉應力，即

5、全截面受壓。應力，即全截面受壓。部分預應力：部分預應力：是在使用荷載作用下，構件截面混凝土允許出是在使用荷載作用下，構件截面混凝土允許出現(xiàn)拉應力，即部分截面受壓?，F(xiàn)拉應力，即部分截面受壓。4、預應力混凝土的分類、預應力混凝土的分類分類分類裂縫控制等級裂縫控制等級構件受拉邊緣砼應力構件受拉邊緣砼應力全預應力砼構件全預應力砼構件一級：嚴格要求不一級：嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件出現(xiàn)裂縫的構件按荷載效應的標準組合計算時，不按荷載效應的標準組合計算時，不出現(xiàn)拉應力，即出現(xiàn)拉應力，即ck-pc00部部分分預預應應力力砼砼構構件件A A類：有限預應力類：有限預應力砼構件砼構件二級：一般要求不二級：一般要求不出

6、出 現(xiàn)裂縫的構件現(xiàn)裂縫的構件按荷載效應的準永久組合時，不出按荷載效應的準永久組合時，不出現(xiàn)拉應力，即現(xiàn)拉應力，即cq-pc00按荷載效應的標準組合計算時，控按荷載效應的標準組合計算時，控制拉應力在一定范圍內，即制拉應力在一定范圍內，即cq-pcftkB B類：部分預應力類：部分預應力砼構件（狹義）砼構件（狹義）三級：允許出現(xiàn)裂三級：允許出現(xiàn)裂縫的構件縫的構件最大裂縫寬度按荷載效應標準組合最大裂縫寬度按荷載效應標準組合并考慮長期作用的影響進行計算，并考慮長期作用的影響進行計算，并不大于允許值，即并不大于允許值，即max lim預應力砼的分類預應力砼的分類10 1、先張法、先張法（pretensi

7、oning method）：三、施加預應力的方法：三、施加預應力的方法：2、后張法后張法（ post-tensioning method ）：113、兩種張拉方法的比較、兩種張拉方法的比較先張法先張法后張法后張法生產(chǎn)工藝簡單，質量易保證生產(chǎn)工藝簡單，質量易保證工序較復雜性；工序較復雜性；不需永久性的工作錨具不需永久性的工作錨具需永久性的工作錨具；需永久性的工作錨具；生產(chǎn)成本低，臺座越長，一生產(chǎn)成本低，臺座越長，一次生產(chǎn)構件的數(shù)量越多次生產(chǎn)構件的數(shù)量越多構件需單個進行張拉，耗鋼量構件需單個進行張拉，耗鋼量大，成本較高；大，成本較高；需要臺座（或鋼模）設備，需要臺座（或鋼模）設備，第一次投資費用較

8、大，且只能第一次投資費用較大，且只能固定在一處，不能移動。固定在一處，不能移動。不需要臺座，較靈活，可在現(xiàn)不需要臺座，較靈活，可在現(xiàn)場施工，也可在工廠預制；場施工，也可在工廠預制；預應力鋼筋是直線分布。預應力鋼筋是直線分布。預應力筋可按設計需要做成曲預應力筋可按設計需要做成曲線或折線；線或折線；適用于：工廠成批生產(chǎn)中小適用于：工廠成批生產(chǎn)中小型預應力構件。型預應力構件。適用于：運輸不便，現(xiàn)場成型適用于：運輸不便，現(xiàn)場成型的大型預應力砼構件。的大型預應力砼構件。12四、預應力混凝土的材料：四、預應力混凝土的材料：1 1、混凝土：、混凝土：預應力混凝土構件對混凝土的基本要求是：預應力混凝土構件對混

9、凝土的基本要求是： (1) (1) 強度高；強度高； (2)(2)收縮、徐變小；收縮、徐變?。?(3)(3)快硬、早強?？煊病⒃鐝?。選擇砼等級時，應綜合考慮施工方法（先、后張法）、選擇砼等級時，應綜合考慮施工方法（先、后張法）、構件跨度、使用情況（如有無振動荷載）以及鋼筋種構件跨度、使用情況（如有無振動荷載）以及鋼筋種類等。一般先張法預應力損失較后張法大類等。一般先張法預應力損失較后張法大 。 規(guī)范規(guī)范規(guī)定：砼強度等級不宜低于規(guī)定：砼強度等級不宜低于C30C30；當用高強；當用高強鋼絲或鋼絞線作預應力鋼筋的結構，特別是大跨度結鋼絲或鋼絞線作預應力鋼筋的結構，特別是大跨度結構，混凝土強度等級不宜

10、低于構，混凝土強度等級不宜低于C40C40。13預應力砼結構中的鋼筋預應力砼結構中的鋼筋預應力鋼筋預應力鋼筋非預應力鋼筋非預應力鋼筋2、鋼材、鋼材 ：對鋼筋有較高的質量要求：對鋼筋有較高的質量要求：(1)(1)高強度。高強度。(2)(2)具有一定的塑性：為了避免構件發(fā)生脆性破壞，要具有一定的塑性：為了避免構件發(fā)生脆性破壞，要求預應力筋在拉斷時具有一定的延伸率；一般要求極求預應力筋在拉斷時具有一定的延伸率；一般要求極限伸長率限伸長率6%(6%(級級) )、8%8%（級級）和和10%10%（級級），），碳碳素鋼絲和鋼絞線素鋼絲和鋼絞線4%4%。(3)(3)良好的加工性能。要求有良好的可焊性，同時鋼

11、筋良好的加工性能。要求有良好的可焊性，同時鋼筋“鐓粗鐓粗”后并不影響原來的物理力學性能等。后并不影響原來的物理力學性能等。(4)(4)與砼間有足夠的粘結強度：特別是靠粘結力完成的與砼間有足夠的粘結強度：特別是靠粘結力完成的先張法構件。當采用光面高強鋼絲時，表面應經(jīng)先張法構件。當采用光面高強鋼絲時，表面應經(jīng)“刻刻痕痕”或或“壓波壓波”等措施處理后方能使用。等措施處理后方能使用。1411.2 預應力混凝土構件設計的一般規(guī)定預應力混凝土構件設計的一般規(guī)定一、構件截面計算的內容：一、構件截面計算的內容：一般包括以下兩個內容：一般包括以下兩個內容：1 1、使用階段計算：包括承載力計算、裂縫控制驗算和、使

12、用階段計算：包括承載力計算、裂縫控制驗算和變形驗算。變形驗算。2 2、施工階段計算：包括張拉（或放松）鋼筋時構件承、施工階段計算：包括張拉（或放松）鋼筋時構件承載力驗算；吊裝驗算和構件張拉端（錨固區(qū)）局部承載力驗算；吊裝驗算和構件張拉端（錨固區(qū)）局部承壓的驗算。壓的驗算。 151 1、概念：、概念：con在張拉預應力筋對構件施加預應力時，在張拉預應力筋對構件施加預應力時，張拉設備（千斤頂油壓表）所控制的總張拉力張拉設備（千斤頂油壓表）所控制的總張拉力Np,con除以預應力筋面積除以預應力筋面積Ap得到的應力稱為張拉控制應力得到的應力稱為張拉控制應力 con。con是預應力筋在構件受荷以前所經(jīng)受

13、的最大應力。是預應力筋在構件受荷以前所經(jīng)受的最大應力。pconpconAN, 二、張拉控制應力二、張拉控制應力con161）con宜盡可能定得高一些：宜盡可能定得高一些：但如果con過大過大時，可能出現(xiàn)下列問題下列問題: :（1 1）個別鋼筋可能被拉斷。）個別鋼筋可能被拉斷。（2 2）施工階段可能會引起構件某些部位受到拉力）施工階段可能會引起構件某些部位受到拉力, ,甚至破壞甚至破壞, ,還可能使后張法構件端部混凝土產(chǎn)生局還可能使后張法構件端部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞。部受壓破壞。（3 3）使開裂荷載與破壞荷載相近）使開裂荷載與破壞荷載相近, , 一旦裂縫，將一旦裂縫，將很快破壞，即可產(chǎn)生無預兆

14、的脆性破壞。很快破壞，即可產(chǎn)生無預兆的脆性破壞。2 2）con與預應力鋼筋的鋼種有關：與預應力鋼筋的鋼種有關： 冷拉熱軋鋼筋：塑性好，冷拉熱軋鋼筋：塑性好，con可高些；可高些； 高強鋼絲和熱處理鋼筋，故高強鋼絲和熱處理鋼筋，故con應低些應低些。3） con與施加預應力的方法有關：與施加預應力的方法有關： 對同種鋼筋，先張法取值高于后張法。對同種鋼筋，先張法取值高于后張法。2、張拉控制應力、張拉控制應力con的確定的確定17con上限上限: :不宜超過上表規(guī)定的不宜超過上表規(guī)定的con；con下限下限: :不應小于不應小于0.40.4fptk。熱處理鋼筋熱處理鋼筋 消除應力鋼絲鋼絞線消除應力

15、鋼絲鋼絞線 后張法后張法 先張法先張法 張拉方法張拉方法鋼筋種類鋼筋種類 ptk75. 0fptk75. 0fptk70. 0fptk65. 0f表中表中 為預應力鋼筋強度標準值。為預應力鋼筋強度標準值。ptkf允許張拉控制應力值允許張拉控制應力值 con 18當符合下列情況之一時當符合下列情況之一時, ,上表所列數(shù)值可根據(jù)具體情上表所列數(shù)值可根據(jù)具體情況和施工經(jīng)驗作適當調整，可將其限值提高況和施工經(jīng)驗作適當調整，可將其限值提高5%。(1)(1)為了提高構件制作、運輸及吊裝階段的抗裂性，為了提高構件制作、運輸及吊裝階段的抗裂性，而設置在使用階段受壓區(qū)的預應力鋼筋。而設置在使用階段受壓區(qū)的預應力

16、鋼筋。(2)(2)為了部分抵消由于應力松弛、摩擦、分批張拉以為了部分抵消由于應力松弛、摩擦、分批張拉以及預應力鋼筋與張拉臺座間的溫差因素產(chǎn)生的預應力及預應力鋼筋與張拉臺座間的溫差因素產(chǎn)生的預應力損失，對預應力鋼筋進行超張拉。損失，對預應力鋼筋進行超張拉。張拉控制應力張拉控制應力con的調整的調整19其值可按下式計算：其值可按下式計算： sssl1ElaE 式中式中: :a錨具變形及鋼筋回縮值錨具變形及鋼筋回縮值, ,見下表；見下表；1 1錨具變形和鋼筋內縮損失錨具變形和鋼筋內縮損失l1定義：指預應力鋼筋張拉到定義：指預應力鋼筋張拉到concon后，構件從制作到后，構件從制作到使用過程中，由于張

17、拉工藝和材料特性等原因而不使用過程中，由于張拉工藝和材料特性等原因而不斷降低的現(xiàn)象。斷降低的現(xiàn)象。 三、預應力損失三、預應力損失:20錨錨 具具 類類 別別 a 支承式錨具（鋼絲束支承式錨具（鋼絲束墩頭錨具等）墩頭錨具等）螺帽縫隙螺帽縫隙1每塊后加墊板的縫隙每塊后加墊板的縫隙 1錐塞式錨具（鋼絲束的鋼質錐形錨具等）錐塞式錨具（鋼絲束的鋼質錐形錨具等） 5夾片式錨具夾片式錨具 有頂壓時有頂壓時 5無頂壓時無頂壓時 68注：注：1 1、表中的錨具變形和鋼筋內縮值也可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定；、表中的錨具變形和鋼筋內縮值也可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定； 2 2、其它類型的錨具變形和鋼筋內縮值應根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定、其它類

18、型的錨具變形和鋼筋內縮值應根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定. .錨具變形及鋼筋回縮值錨具變形及鋼筋回縮值a21預應力損失如圖，宜按下式計算預應力損失如圖，宜按下式計算: :1 )(conl2kxe摩擦損失計算簡圖)(con2xl2 . 0)(x若若當采用電熱后張法時當采用電熱后張法時, ,不不考慮這項損失?？紤]這項損失。2. 孔壁摩擦損失孔壁摩擦損失l22223對于通常采用的拋物線形預應力鋼筋可以近似按圓弧對于通常采用的拋物線形預應力鋼筋可以近似按圓弧形預應力鋼筋考慮，當圓心角形預應力鋼筋考慮，當圓心角 3030時，則錨具變時，則錨具變形損失形損失l1l1按下面近似公式計算按下面近似公式計算: :)1)(2f

19、cfconl1lxkl )(1000cconsfkEl 式中：式中：預應力筋與孔道壁摩擦系數(shù)，見表預應力筋與孔道壁摩擦系數(shù)，見表8383c圓弧曲線預應力筋曲率半徑（圓弧曲線預應力筋曲率半徑（mm）；）；考慮每米孔道局部偏差對摩查影響的系數(shù)，見表考慮每米孔道局部偏差對摩查影響的系數(shù)，見表8383；張拉端到計算截面的距離（張拉端到計算截面的距離（mm），這里），這里0l 圓弧形預應力筋因錨具變形和鋼筋內宿縮引起的損失值圓弧形預應力筋因錨具變形和鋼筋內宿縮引起的損失值張拉端張拉端conl1l l fxcco(con-l2)Apl2扣除扣除l2后實際預拉應力后實際預拉應力端端部部損損失失最最大大24孔

20、道成形方式孔道成形方式 k /m-1 預埋金屬波紋管預埋金屬波紋管 0.0015 0.25 預埋鋼管預埋鋼管 0.0010 0.30 橡膠管或鋼管抽芯成型橡膠管或鋼管抽芯成型 0.00140.55注：注： 1.1.表中系數(shù)也根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定；表中系數(shù)也根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定； 2.2.當采用鋼絲束的鋼質錐形錨具及類似形式的錨具時，尚當采用鋼絲束的鋼質錐形錨具及類似形式的錨具時，尚應考慮錨環(huán)口處的附加摩擦損失，其值可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定；應考慮錨環(huán)口處的附加摩擦損失，其值可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定；偏差系數(shù)偏差系數(shù)K和摩擦系數(shù)和摩擦系數(shù)值值25一端張拉一端張拉兩端張拉兩端張拉超張拉超張拉減少摩擦損失減少摩擦損失l

21、2的措施的措施263.溫差損失溫差損失l3設養(yǎng)護升溫后，預應力筋與臺座的溫差為設養(yǎng)護升溫后，預應力筋與臺座的溫差為D D t ，取鋼筋的溫取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為度膨脹系數(shù)為110-5/，則有則有: 10153tEslDttDD210210155計算時計算時, ,取取D D t =2025.當在鋼模上生產(chǎn)預應力構件時當在鋼模上生產(chǎn)預應力構件時, ,鋼模和預應力鋼鋼模和預應力鋼筋同時被加熱筋同時被加熱, ,無溫差無溫差, ,則該項損失為零則該項損失為零. .27根據(jù)應力松弛的長期試驗結果，根據(jù)應力松弛的長期試驗結果，規(guī)范規(guī)范取取普通預應力鋼絲和鋼絞線普通預應力鋼絲和鋼絞線：conptkconlf

22、)5 . 0(4 . 04 為超張拉系數(shù)，一次張拉時，取為超張拉系數(shù)，一次張拉時，取=1； 超張拉時，取超張拉時，取=0.9。4.4.鋼筋應力松弛損失鋼筋應力松弛損失l4l4285.砼收縮徐變損失砼收縮徐變損失l5一般情況下一般情況下,對先張法構件的預應力損失，按下列公對先張法構件的預應力損失，按下列公式計算：式計算： 151280455 cupclf 151280455cupclf先張法先張法0AAAsp 0AAAsp A0=Ac+ pAp+ sAs29計算公式為：計算公式為：s1s1ssl6EdddEdddE 規(guī)范規(guī)范規(guī)定：規(guī)定：時，時，時，時，0 l6 md3 2/30mmNl6 md3

23、 . 環(huán)形擠壓損失環(huán)形擠壓損失l630各階段預應力損失值組合各階段預應力損失值組合混凝土預壓后（第二批）損失混凝土預壓后（第二批）損失 混凝土預壓前（第一批）損失混凝土預壓前（第一批）損失 后張法構件后張法構件 先張法構件先張法構件 預應力損失值組合預應力損失值組合 l4l3l2l1 l2l1 l5 l6l5l4 規(guī)范規(guī)范規(guī)定當總損失值規(guī)定當總損失值 l = lI + lII小于下列數(shù)值時小于下列數(shù)值時：先張法構件先張法構件 100MPa后張法構件后張法構件 80MPa四、預應力損失值的分階段組合四、預應力損失值的分階段組合31先張法預應力損失的組合先張法預應力損失的組合錨固變形損失錨固變形損

24、失l1溫差損失溫差損失l3 3鋼筋松馳損失鋼筋松馳損失l4 4第一批損失第一批損失l l砼收縮徐變損失砼收縮徐變損失l5 5第二批損失第二批損失l全部損失全部損失L施工階段施工階段使用階段使用階段32后張法預應力損失的組合后張法預應力損失的組合錨固變形損失錨固變形損失l1摩擦損失摩擦損失l2 2第一批損失第一批損失l l鋼筋松馳損失鋼筋松馳損失l4 4第二批損失第二批損失l全部損失全部損失L施工階段施工階段使用階段使用階段砼收縮徐變損失砼收縮徐變損失l5 5環(huán)形擠壓損失環(huán)形擠壓損失l6 633例例1:1:24m預應力砼屋架下弦桿的截面尺寸預應力砼屋架下弦桿的截面尺寸bh=250140mm，采用

25、后張法制作，在一端張拉，采用后張法制作，在一端張拉并采用超張拉并采用超張拉5% 5% ?？椎馈？椎?50250為充壓橡皮管充壓為充壓橡皮管充壓抽芯成型抽芯成型, , 直徑為直徑為55mm55mm。砼強度等級為。砼強度等級為C40C40，達到，達到設計規(guī)定的強度后張拉預應力鋼筋。預應力鋼筋設計規(guī)定的強度后張拉預應力鋼筋。預應力鋼筋采用鋼絞線（采用鋼絞線（fptk=1720N/mm2），配置熱處理筋），配置熱處理筋2 2束束1010HTHT6 6（ApAp=565mm2)=565mm2)。非預應力鋼筋為。非預應力鋼筋為4 4根三級根三級12mm(As=452mm2)12mm(As=452mm2)的

26、鋼筋的鋼筋. .張拉控制應力張拉控制應力con=0.75fptk=0.751470=955N/mm2. .試計算預應力試計算預應力損失值。損失值。已知下弦桿內力已知下弦桿內力: :N=670KN, ,Nk=480KN , , Nq=365KN, ,裂縫控制等級為一級。對結構進行抗裂裂縫控制等級為一級。對結構進行抗裂度驗算和承載力驗算。度驗算和承載力驗算。34習題習題: :18m18m預應力砼屋架下弦桿的截面尺寸預應力砼屋架下弦桿的截面尺寸b bh=200h=200150mm150mm，采用后張法制作，在一端張，采用后張法制作，在一端張拉并采用超張拉。孔道為預埋金屬波紋管，直拉并采用超張拉?？椎?/p>

27、為預埋金屬波紋管，直徑為徑為55mm55mm。砼強度等級為。砼強度等級為C40C40，達到設計規(guī)定的，達到設計規(guī)定的強度后張拉預應力鋼筋。預應力鋼筋采用鋼絞強度后張拉預應力鋼筋。預應力鋼筋采用鋼絞線（線（fptk=1720N/mm2），配置鋼絞線），配置鋼絞線1 1束束5510.810.8（ApAp=297mm2)=297mm2)。非預應力鋼筋為。非預應力鋼筋為4 4根三級根三級10mm10mm的鋼筋的鋼筋. .張拉控制應力張拉控制應力con=0.75fptk=1290N/mm2。試計算預應力損失值。試計算預應力損失值。35先張法先張法: :預應力傳遞長度預應力傳遞長度ltrtr 及錨固長度及

28、錨固長度la a ）有效預應力沿構件長度的分布）有效預應力沿構件長度的分布36規(guī)范預應力傳遞長度應按下式計算：dfltkpetr 放張時預應力鋼筋的有效預應力值；放張時預應力鋼筋的有效預應力值；預應力鋼筋的外形系數(shù)，按下表采用；預應力鋼筋的外形系數(shù)，按下表采用；與放張時混凝土立方抗壓強度相應的抗拉強度標準值。與放張時混凝土立方抗壓強度相應的抗拉強度標準值。petk f注：注： 1 1、當采用驟然放松預應力鋼筋的施工工藝時，、當采用驟然放松預應力鋼筋的施工工藝時，ltrtr的起點應從距構件的起點應從距構件0.250.25ltrtr末端處開始計算。末端處開始計算。2 2、對熱處理鋼筋，可不考慮預應

29、力傳遞長度、對熱處理鋼筋，可不考慮預應力傳遞長度ltrtr 。鋼筋的外形系數(shù)鋼筋的外形系數(shù)鋼筋類鋼筋類型型光面鋼光面鋼筋筋帶肋鋼帶肋鋼筋筋刻痕鋼刻痕鋼筋筋螺旋肋螺旋肋鋼絲鋼絲三股鋼三股鋼絞線絞線七股鋼七股鋼絞線絞線0.160.140.190.130.160.1737預應力鋼筋的錨固長度應按下式計算：預應力鋼筋的錨固長度應按下式計算：dffltpya 式中：式中：預應力鋼筋抗拉強度設計值；預應力區(qū)混凝土的抗拉強度設計值；預應力鋼筋的直徑;鋼筋的外形系數(shù)alpyfd38pcp錨具下混凝土局部承壓問題錨具下混凝土局部承壓問題39一般是指在預應力鋼筋外面涂防腐油脂外包塑料套管防止鋼筋與混凝土粘結，按后

30、張法制作的預應力混凝土結構。一定要有非預應力筋一定要有非預應力筋錨具的可靠性錨具的可靠性高強鋼絲的可靠度高強鋼絲的可靠度）無粘性預應力混凝土結構）無粘性預應力混凝土結構40優(yōu)點：優(yōu)點：. .結構自重輕。結構自重輕。. .施工簡便，速度快。施工簡便，速度快。. .抗腐蝕能力強?？垢g能力強。. .使用性能良好。使用性能良好。. .防火性能好。防火性能好。. .抗震性能好?？拐鹦阅芎?。. .應用廣泛。應用廣泛。41放張后放張后pcIElconpeI IpcIc cpcIssppeIAAA 平衡條件平衡條件一、先張法軸心受拉構件一、先張法軸心受拉構件、施工階段、施工階段（）放松預應力鋼筋，壓縮混凝土

31、（完成第一批預應力損失）（）放松預應力鋼筋，壓縮混凝土（完成第一批預應力損失）解：解：0II)()(AAAAAAPlconPEsEscPlconpcI 11.3 預應力混凝土軸心受拉構件的應力分析預應力混凝土軸心受拉構件的應力分析pcIEs 先先cpe4205)(ANAAAAAPppsEcslplconpcII （）完成第二批損失（）完成第二批損失pcIIc slpcIIEscpcIIppcIIElconAAA)()(5 由平衡條件由平衡條件IIIIpcElconpe 5lpcEs 先先cpe43、使用階段、使用階段（）消壓狀態(tài)（）消壓狀態(tài)0N0N00500)(AAAAANpcIIslplco

32、nssppe 由平衡條件得：由平衡條件得： LconpcEpcELconpcEpepe 0 55LELpcEspc 先先N0pe044（2 2）開裂軸力：）開裂軸力：平衡條件：tkcf tkELcontkEpecrpeff 0,tkElcrsf 5, 00055,)(AfAfAAAAfAAAfAfAfAAfANtkpctkpcpPsEctkslpLconsltkEctkptkELconscrsctkpcrpecr 先先NcrNcrftk45（）加荷至構件破壞（）加荷至構件破壞NuNu平衡條件：平衡條件：syppyuAfAfN 上式可作為使用階段對構件進行承載力計算的依據(jù)。上式可作為使用階段對構

33、件進行承載力計算的依據(jù)。ptkpef 先先46平衡條件平衡條件、施工階段、施工階段（）在結構上張拉預應力鋼筋至（）在結構上張拉預應力鋼筋至con，同時壓縮混凝土，同時壓縮混凝土二、后張法軸心受拉構件二、后張法軸心受拉構件2Lconpe pcEs pcpc cpcssppeAAA nconpsEcconppcAAAAA1212 后后47（）完成第一批損失（）完成第一批損失平衡條件平衡條件lconpe pcEspc spcssppeAAA nlconpsEclconppcAAAAA11 后后48（）完成第二批損失（）完成第二批損失 Lconlpepe 5lpcEs pc sscpcppcAAA n

34、psEcslpLconpcANAAAA 5由平衡條件：由平衡條件：后后49（）消壓狀態(tài)（）消壓狀態(tài)0N0N0由平衡條件：0 c pcIIElconpe 05ls 、使用階段、使用階段后后 055000AAAAAAAAAAAANpcpEnpcppcEnpcppcEslpLconslppcELconsspp 50（2）開裂軸力：）開裂軸力：平衡條件：tkcf )(,pcIItkElconcrpef tkElcrsf 5,NcrNcrftk后后 0000055,AfAfAAfAAAfAAAAAfAAAAfAfAfAAANtkpctkpctkpEnpctkppcEnpcpEsEctkppcEslpLc

35、onctkstkElptkEpcELconccscrspcrpecr 51（）加荷至構件破壞（）加荷至構件破壞NuNu平衡條件：平衡條件：syppyuAfAfN注意：后張法中注意：后張法中sEscnAAA pEnAAA 0scAAAA 孔孔后后52先張法先張法0)(plconpcAA 后張法后張法nplconpcAA)( 00ANpc 2 2、使用階段：表達式相同、使用階段：表達式相同先、后張法計算公式比較先、后張法計算公式比較1 1、施工階段、施工階段 tkpccrfAN 0syppyuAfAfN53一、軸心受壓構件的計算內容：一、軸心受壓構件的計算內容：施工階段：施工階段：包括張拉或放張鋼

36、筋對構件的承載力驗算；包括張拉或放張鋼筋對構件的承載力驗算；吊裝驗算；吊裝驗算；構件張拉端或錨固區(qū)局部承壓的驗算；構件張拉端或錨固區(qū)局部承壓的驗算；對于受彎構件還要驗算變形。對于受彎構件還要驗算變形。使用階段：包括承載力驗算和抗裂度驗算。使用階段：包括承載力驗算和抗裂度驗算。11.4 預應力混凝土軸心受拉構件的計算和驗算預應力混凝土軸心受拉構件的計算和驗算（工（工05級無）級無）54yspyPufAfANN 0 式中：式中：軸向拉力設計值軸向拉力設計值；結構截面所能承受的軸向拉力設計值；結構截面所能承受的軸向拉力設計值；預應力鋼筋抗拉強度設計值；預應力鋼筋抗拉強度設計值；非預應力鋼筋非預應力鋼

37、筋抗拉強度設計值抗拉強度設計值。NuNpyfyf二、使用階段正截面承載力計算計算公式：二、使用階段正截面承載力計算計算公式：551 1、一級、一級 嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，在荷嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，在荷載效應標準組合下應符合下列要求：載效應標準組合下應符合下列要求：0 pcck 2 2、二級、二級 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件、在荷載效應標準組合下應符合下列要求：、在荷載效應標準組合下應符合下列要求：tkpcckf 三、使用階段裂縫控制驗算三、使用階段裂縫控制驗算在荷載效應的準永久組合下應符合下列要求：在荷載效應的準永久組合下應符合下列要求：0 pccq 式中：式中：

38、荷載效應標準組合、準永久組合下抗裂驗算邊荷載效應標準組合、準永久組合下抗裂驗算邊緣混凝土法向應力：緣混凝土法向應力：cqck,0ANkck 0ANqcq 56. .三級允許開裂的軸心受拉構件三級允許開裂的軸心受拉構件 要求最大裂縫寬度，應符合下列規(guī)定：要求最大裂縫寬度，應符合下列規(guī)定： )08. 09 . 1(maxteeqsskcrdcE limmax 最大裂縫寬度的計算公式：最大裂縫寬度的計算公式：sktetkf /65. 01 . 1 iiiiieqdndnd 2tepsteAAA 57混凝土法向應力等于零時，全部縱向預應力混凝土法向應力等于零時，全部縱向預應力和非預應力鋼筋的合力；和非

39、預應力鋼筋的合力；poNslppopoAAN5lconpo后張法后張法其中：先張法其中：先張法pcIIElconpospp0kssAANN 按荷載短期效應組合計算的預應力按荷載短期效應組合計算的預應力構件縱向受拉鋼筋的等效應力。構件縱向受拉鋼筋的等效應力。58鋼筋的相對黏結特性系數(shù)鋼筋的相對黏結特性系數(shù)i注：對環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋，其相對粘結系數(shù)應按表中注：對環(huán)氧樹脂涂層帶肋鋼筋，其相對粘結系數(shù)應按表中的的0.80.8倍取用。倍取用。鋼筋鋼筋類型類型非預應力鋼筋非預應力鋼筋先張法預應力鋼筋先張法預應力鋼筋后張法預應力鋼筋后張法預應力鋼筋光面光面鋼筋鋼筋帶肋帶肋鋼筋鋼筋帶肋帶肋鋼筋鋼筋螺紋螺紋鋼

40、筋鋼筋螺紋螺紋鋼筋鋼筋帶肋帶肋鋼筋鋼筋螺紋螺紋鋼筋鋼筋螺紋螺紋鋼筋鋼筋i0.71.01.00.80.60.80.50.459混凝土法向應力應符合下列規(guī)定：混凝土法向應力應符合下列規(guī)定：8 . 0ckccf 對先張法對先張法 0)(AAplconpcICC 對后張法對后張法 npconccAA 四、施工階段的承載力驗算四、施工階段的承載力驗算60. . 構件截面尺寸驗算構件截面尺寸驗算截面尺寸應符合下列要求：截面尺寸應符合下列要求：ln35. 1AfFclcllblAA Fl局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設計值；在后局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設計值；在后張法中的錨頭局壓區(qū)的壓力設

41、計值，應取張法中的錨頭局壓區(qū)的壓力設計值，應取1.21.2倍倍con；Al混凝土的局部受壓面積；混凝土的局部受壓面積；l混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù)；混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù)；Aln混凝土局部受壓凈面積；對后張法構件，應在混凝土局混凝土局部受壓凈面積；對后張法構件，應在混凝土局部受壓面積中扣除孔道，凹槽部分的面積；部受壓面積中扣除孔道，凹槽部分的面積；Ab局部受壓時的計算底面積，可由局部受壓面積與計算底局部受壓時的計算底面積，可由局部受壓面積與計算底面積按同心，對稱原則確定。面積按同心，對稱原則確定。五、施工階段后張法構件局部受壓承載力驗算五、施工階段后張法構件局部受壓承載力驗算61局

42、部受壓的計算底面積局部受壓的計算底面積Ab62當配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積當配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積AconAl時，局部受壓承載力應按下列公式計算：時，局部受壓承載力應按下列公式計算： ln)2(9 . 0AffFycorvclcl lcorcorAA 2、局部受壓承載力驗算、局部受壓承載力驗算63當為方格網(wǎng)配筋時，其體積配筋率應按下式計算：當為方格網(wǎng)配筋時，其體積配筋率應按下式計算：SAlAnlAncors2s1v2211 此時，在鋼筋網(wǎng)兩個方向的單位長度內，其鋼筋此時，在鋼筋網(wǎng)兩個方向的單位長度內，其鋼筋截面面積相差不大于截面面積相差不大于1.51.5倍。倍。

43、當為螺旋鋼筋時，其體積配筋率應按下式計算：當為螺旋鋼筋時，其體積配筋率應按下式計算：SdAcorSS1v4 64式中：式中：cor配置間接鋼筋局部受壓承載力提高系數(shù)；配置間接鋼筋局部受壓承載力提高系數(shù)；Acor配置方格網(wǎng)或螺栓式間接鋼筋內表面范圍內的配置方格網(wǎng)或螺栓式間接鋼筋內表面范圍內的砼核芯面積，但不應大于，且其重心應與重心重合，砼核芯面積，但不應大于，且其重心應與重心重合，計算中仍按同心，對稱原則取值；計算中仍按同心，對稱原則取值；v間接鋼筋體積配筋率（核心面積范圍內單位砼體間接鋼筋體積配筋率（核心面積范圍內單位砼體積所含間接鋼筋體積）；積所含間接鋼筋體積）；65間接鋼筋配置在下圖規(guī)定的

44、間接鋼筋配置在下圖規(guī)定的h h范圍內。范圍內。對柱接頭，對柱接頭，h h尚不應小于尚不應小于1515倍縱向鋼筋直徑。配置方格倍縱向鋼筋直徑。配置方格網(wǎng)鋼筋不應少于網(wǎng)鋼筋不應少于4 4片，配置螺旋式鋼筋不應少于片，配置螺旋式鋼筋不應少于4 4圈。圈。鋼筋及螺旋鋼筋的配置鋼筋及螺旋鋼筋的配置661 1）先張法構件）先張法構件預應力鋼筋（絲）的凈間距預應力鋼筋（絲）的凈間距 預應力鋼筋、鋼絲的凈間距應根據(jù)便于澆灌混凝土、預應力鋼筋、鋼絲的凈間距應根據(jù)便于澆灌混凝土、保證鋼筋（絲）與混凝土的粘結錨固、以及施加預應保證鋼筋（絲）與混凝土的粘結錨固、以及施加預應力（夾具及張拉設備的尺寸）等要求來確定。力（

45、夾具及張拉設備的尺寸）等要求來確定。 當預應力鋼筋為鋼筋時，其凈距不應小于鋼筋直徑當預應力鋼筋為鋼筋時，其凈距不應小于鋼筋直徑及及25mm25mm； 當預應力鋼筋為鋼絲時，其凈距不宜小于當預應力鋼筋為鋼絲時，其凈距不宜小于15mm15mm。六、預應力混凝土構件的構造要求六、預應力混凝土構件的構造要求67混凝土保護層厚度混凝土保護層厚度為保證鋼筋與混凝土的粘結強度，防止放松預應力為保證鋼筋與混凝土的粘結強度，防止放松預應力鋼筋時出現(xiàn)縱向劈裂裂縫，必須有一定的混凝土保鋼筋時出現(xiàn)縱向劈裂裂縫，必須有一定的混凝土保護層厚度。護層厚度。當采用鋼筋作預應力筋時，其保護層厚度要求同鋼當采用鋼筋作預應力筋時，

46、其保護層厚度要求同鋼筋混凝土構件；筋混凝土構件； 當預應力鋼筋為光面鋼絲時，其保護層厚度不當預應力鋼筋為光面鋼絲時，其保護層厚度不應小于應小于15mm15mm。 鋼筋、鋼絲的錨固鋼筋、鋼絲的錨固先張法預應力混凝土構件應保證鋼筋（絲）與混凝先張法預應力混凝土構件應保證鋼筋（絲）與混凝土之間有可靠的粘結力，宜采用變形鋼筋、刻痕鋼土之間有可靠的粘結力，宜采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲、鋼絞線等。絲、螺旋肋鋼絲、鋼絞線等。68端部附加鋼筋端部附加鋼筋為防止放松預應力鋼筋時構件端部出現(xiàn)縱向裂縫，為防止放松預應力鋼筋時構件端部出現(xiàn)縱向裂縫，對預應力鋼筋端部周圍的混凝土應設置附加鋼筋：對預應力鋼筋端部周

47、圍的混凝土應設置附加鋼筋：當采用單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小當采用單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小于于150mm螺旋筋。當鋼筋直徑螺旋筋。當鋼筋直徑d16mm時，也可利時，也可利用支座墊板上的插筋，但插筋根數(shù)不應少于用支座墊板上的插筋，但插筋根數(shù)不應少于4 4根，其根，其長度不宜小于長度不宜小于120mm。當采用多根預應力鋼筋時，在構件端部當采用多根預應力鋼筋時，在構件端部10倍預應倍預應力鋼筋直徑范圍內，應設置力鋼筋直徑范圍內，應設置35片與預應力鋼筋垂直片與預應力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng)。的鋼筋網(wǎng)。采用鋼絲配筋的預應力薄板，在端部采用鋼絲配筋的預應力薄板，在端部100mm范圍范圍內，應

48、適當加密橫向鋼筋。內，應適當加密橫向鋼筋。692) 2) 后張法后張法 預留孔道的構造要求預留孔道的構造要求 預留孔道的布置應考慮到張拉設備的尺寸、錨具尺寸及預留孔道的布置應考慮到張拉設備的尺寸、錨具尺寸及構件端部砼局部受壓承載力的要求等因素。構件端部砼局部受壓承載力的要求等因素?？椎乐睆綉阮A應力鋼筋束外徑、鋼筋對焊接頭處外徑孔道直徑應比預應力鋼筋束外徑、鋼筋對焊接頭處外徑及錐形螺桿錨具的套筒等外徑大及錐形螺桿錨具的套筒等外徑大1015mm，以便于穿入預，以便于穿入預應力鋼筋，并保證孔道灌漿質量。應力鋼筋，并保證孔道灌漿質量。孔道間的凈距不應小于孔道間的凈距不應小于25mm；孔道至構件邊緣的

49、凈距；孔道至構件邊緣的凈距不應小于不應小于25mm，且不宜小于孔道的半徑。，且不宜小于孔道的半徑。構件兩端及跨中應設置灌漿孔或排氣孔，孔距不宜大于構件兩端及跨中應設置灌漿孔或排氣孔，孔距不宜大于12m?？椎拦酀{所用的水泥砂漿強度等級不應低于?？椎拦酀{所用的水泥砂漿強度等級不應低于M20，水，水灰比宜為灰比宜為0.40.45，為減少收縮，宜摻入，為減少收縮，宜摻入0.01%水泥用量的水泥用量的鋁粉。鋁粉。凡需要起拱的構件，預留孔道宜隨構件同時起拱。凡需要起拱的構件，預留孔道宜隨構件同時起拱。70曲線預應力鋼筋的曲率半徑曲線預應力鋼筋的曲率半徑 鋼絲束、鋼絞線束以及鋼筋直徑鋼絲束、鋼絞線束以及鋼筋

50、直徑d12mm的鋼的鋼筋束，不宜小于筋束，不宜小于4m。 1225mm的鋼筋，不宜小于的鋼筋，不宜小于15mm。71 端部構造端部構造 為防止施加預應力時，構件端部產(chǎn)生沿截面中部的縱向為防止施加預應力時，構件端部產(chǎn)生沿截面中部的縱向水平裂縫，宜將一部分預應力鋼筋在靠近支座區(qū)段彎起，并使水平裂縫，宜將一部分預應力鋼筋在靠近支座區(qū)段彎起，并使預應力鋼筋盡可能沿構件端部均勻布置。預應力鋼筋盡可能沿構件端部均勻布置。 如預應力鋼筋在構件端部不能均勻布置而需集中布置在如預應力鋼筋在構件端部不能均勻布置而需集中布置在端部截面下部時，應在構件端部端部截面下部時，應在構件端部0.20.2倍截面高度范圍內設置豎倍截面高度范圍內設置豎向附加焊接鋼筋網(wǎng)等構造鋼筋。向附加焊接鋼筋網(wǎng)等構造鋼筋。 預應力鋼筋錨具及張拉設備的支承處，應采用預埋鋼墊預應力鋼筋錨具及張拉設備的支承處，應采用預埋鋼墊板，并設置上述附加鋼筋網(wǎng)和附