第九章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計

1、高等教育出版社高等教育出版社高等教育電子音像出版社高等教育電子音像出版社混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 (第9章電子教案)第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助第第 9 章章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助本章重點本章重點 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念及其優(yōu)點預(yù)應(yīng)力混凝土的概念及其優(yōu)點 ； 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面設(shè)計。 預(yù)應(yīng)力損失的原因及其計算和組合；預(yù)應(yīng)力損失的原因及其計算和組合； 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能分析；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能分

2、析； 施加預(yù)應(yīng)力的方法及預(yù)應(yīng)力混凝土材施加預(yù)應(yīng)力的方法及預(yù)應(yīng)力混凝土材料的要求；料的要求；第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助9.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識1. 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理9.1.1 一般概念一般概念普通混凝土的缺點：普通混凝土的缺點： 在使用荷載下帶裂縫工作，影響使用功能、耐在使用荷載下帶裂縫工作，影響使用功能、耐久、久、 剛度和抗疲勞性。剛度和抗疲勞性。 難以利用高強度鋼筋。與難以利用高強度鋼筋。與wmax對應(yīng)的對應(yīng)的 s = 200N/mm2。 而高強鋼絲強度可達(dá)而高強鋼絲強度可達(dá)

3、1600N/mm2以上以上 。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理：預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理：預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力：在混凝土結(jié)構(gòu)承受使用荷載之前的在混凝土結(jié)構(gòu)承受使用荷載之前的制作制作階段階段預(yù)先對混凝土施加應(yīng)力。預(yù)先對混凝土施加應(yīng)力。epNppcc 全預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土有限預(yù)應(yīng)力混凝土第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助日常生活中有許多應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的例子。日常生活中有許多應(yīng)用預(yù)應(yīng)力的例子。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫

4、幫 助助2.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力特征預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力特征 提高了構(gòu)件的抗裂性；提高了構(gòu)件的抗裂性； 預(yù)應(yīng)力的大小可根據(jù)需要調(diào)整。預(yù)應(yīng)力的大小可根據(jù)需要調(diào)整。 在使用荷載下，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本處于在使用荷載下，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本處于彈性工作階段彈性工作階段(未裂未裂)。 施加預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件的正截面承載力無明顯影響。施加預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件的正截面承載力無明顯影響。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助3.預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)、缺點預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)、缺點優(yōu)點：優(yōu)點：b. 增大了構(gòu)件的剛度增大了構(gòu)件的剛度，減小撓度，減小撓度，耐久性好，耐疲，耐久性好，

5、耐疲勞，提高抗剪承載力。勞，提高抗剪承載力。c. 充分利用高強度材料的性能。預(yù)應(yīng)力筋充分利用高強度材料的性能。預(yù)應(yīng)力筋 Nu NPyd. 擴大了構(gòu)件的使用范圍：減輕自重，加大跨度，擴大了構(gòu)件的使用范圍：減輕自重，加大跨度，提高適用能力。提高適用能力。缺點：缺點：成本高，材料質(zhì)量要求高成本高，材料質(zhì)量要求高，工序復(fù)雜，技術(shù)工序復(fù)雜，技術(shù)水平要求高。水平要求高。a. 提高構(gòu)件的抗裂能力提高構(gòu)件的抗裂能力。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助9.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類根據(jù)根據(jù)制作制作、設(shè)計設(shè)計和和施工施工的特點，預(yù)應(yīng)力混凝土可以

6、的特點，預(yù)應(yīng)力混凝土可以有不同的分類：有不同的分類：1.先張法和后張法先張法和后張法鋼筋張拉先于混凝土澆筑鋼筋張拉先于混凝土澆筑先張法先張法鋼筋張拉后于混凝土澆筑鋼筋張拉后于混凝土澆筑后張法后張法部分截面受壓部分截面受壓部分預(yù)應(yīng)力部分預(yù)應(yīng)力2.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)力全截面受壓全截面受壓全預(yù)應(yīng)力全預(yù)應(yīng)力3.有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋與周圍的混凝土粘結(jié)、握裹在一起預(yù)應(yīng)力筋與周圍的混凝土粘結(jié)、握裹在一起有粘結(jié)有粘結(jié)第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助1.先張法先張法張拉鋼筋張拉鋼筋 支模、澆混凝土

7、支模、澆混凝土 混凝土達(dá)到一定強混凝土達(dá)到一定強度度剪鋼絲剪鋼絲 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力9.1.3預(yù)應(yīng)力的建立方法預(yù)應(yīng)力的建立方法張拉鋼筋澆注混凝土剪斷鋼筋第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助澆混凝土，預(yù)留孔道澆混凝土，預(yù)留孔道 達(dá)到強度，穿筋達(dá)到強度，穿筋 張拉鋼張拉鋼筋，錨固筋，錨固 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力 孔道灌漿孔道灌漿2.后張法后張法澆注混凝土穿鋼筋、張拉、錨固灌漿第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 先張法、后張法有各自適用范圍和優(yōu)、缺點先張法、后張法有各自適用范圍和優(yōu)、缺點。非預(yù)

8、應(yīng)力鋼筋v 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與后張預(yù)應(yīng)力工無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與后張預(yù)應(yīng)力工 藝相結(jié)合。藝相結(jié)合。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助錨、夾具：錨、夾具：用于固定鋼筋用于固定鋼筋構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用夾具夾具用于永久固定鋼筋、作為構(gòu)件的一部分用于永久固定鋼筋、作為構(gòu)件的一部分 錨具錨具不同種類的錨具，有不同的固定原理。同時，不同種類的錨具，有不同的固定原理。同時，固定預(yù)應(yīng)力筋、錨具不同，則鋼筋的回縮量不同，固定預(yù)應(yīng)力筋、錨具不同，則鋼筋的回縮量不同，錨具的尺寸外形對構(gòu)件的影響也不同。錨具的尺寸

9、外形對構(gòu)件的影響也不同。9.1.4預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的錨、夾具預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的錨、夾具第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助(a) 張拉端 (b) 分散式固定端 (c) 集中式固定端鐓頭錨具錐塞式錨具(a) JM12型錨具夾片式錨具(b) XM型與QM型錨具夾片(c) QM型單孔錨具(d) QM型多孔錨具QMXM常見的幾種錨具常見的幾種錨具第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助混凝土：混凝土：一般要求不應(yīng)低于一般要求不應(yīng)低于C30；采用鋼絲，鋼鉸采用鋼絲，鋼鉸線，熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時線，熱處

10、理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝，混凝土強度等級不宜低于土強度等級不宜低于 C40。鋼筋：鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用鋼絲、鋼鉸線，也可采用預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用鋼絲、鋼鉸線，也可采用熱處理鋼筋；普通鋼筋宜采用熱處理鋼筋；普通鋼筋宜采用HRB400級和級和HRB335 級鋼筋，也可采用級鋼筋，也可采用HPB235級鋼筋。級鋼筋。9.1.5預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的材料預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的材料第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助1.使用階段計算使用階段計算承載力計算承載力計算正截面：軸拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件正截面：軸拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件斜截面：受彎構(gòu)件斜截面：受彎構(gòu)件裂縫控制驗算裂

11、縫控制驗算一級：嚴(yán)格不裂一級：嚴(yán)格不裂二級：一般不裂二級：一般不裂三級：允許開裂三級：允許開裂裂縫寬度驗算裂縫寬度驗算抗裂度驗算抗裂度驗算9.2預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的一般規(guī)定預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計的一般規(guī)定9.2.1 計算內(nèi)容計算內(nèi)容第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助指構(gòu)件制作、運輸、吊裝等施工階段承指構(gòu)件制作、運輸、吊裝等施工階段承載力、抗裂或裂縫寬度驗算。載力、抗裂或裂縫寬度驗算。2.施工階段驗算施工階段驗算v con：張拉鋼筋時，張拉設(shè)備上的測力計所張拉鋼筋時，張拉設(shè)備上的測力計所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力筋面積指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力筋

12、面積。v con的確定原則：與預(yù)應(yīng)力的確定原則：與預(yù)應(yīng)力的施加方式及的施加方式及鋼鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值fptk有關(guān)。有關(guān)。9.2.2 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力 con第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v con 過高過高，可能引起張拉時個別鋼絲拉斷可能引起張拉時個別鋼絲拉斷，所以所以 ，控制應(yīng)力的大小必須適當(dāng)。，控制應(yīng)力的大小必須適當(dāng)。v con 過高過高，施工階段可能引起構(gòu)件某些部分施工階段可能引起構(gòu)件某些部分受拉開裂或局部受壓破壞受拉開裂或局部受壓破壞。確定確定 con時考慮的因素時考慮的因素v con 增加。增加。產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)

13、力大，抗裂性好產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力大，抗裂性好。 所以所以 con 0.4 fptk。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助張拉控制應(yīng)力限值張拉控制應(yīng)力限值 熱處理鋼筋熱處理鋼筋消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線 0.75 fptk 后張法后張法 先張法先張法 鋼筋種類鋼筋種類 張拉方法張拉方法0.75fptk 0.70 fptk0.65 fptk在考慮提高施工階段的抗裂性及減少應(yīng)力松在考慮提高施工階段的抗裂性及減少應(yīng)力松馳、摩擦、鋼筋分批張拉及臺座之間的溫差損失馳、摩擦、鋼筋分批張拉及臺座之間的溫差損失時，可以提高時，可以提高0.05fptk。

14、第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于各種原因各種原因其張拉應(yīng)力會下其張拉應(yīng)力會下降，這一現(xiàn)象稱為降，這一現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失。引起預(yù)應(yīng)力損失的原。引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有因有六大類六大類。先分別找出這些損失出現(xiàn)的原因，再根。先分別找出這些損失出現(xiàn)的原因，再根據(jù)先張法和后張法的施工特點，了解不同預(yù)應(yīng)力損失據(jù)先張法和后張法的施工特點，了解不同預(yù)應(yīng)力損失的計算和組合。的計算和組合。9.2.3 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失 l pe = con l最終有效預(yù)應(yīng)力最終有效預(yù)應(yīng)力：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)

15、構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助1. 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 l1直線：直線：s1Elal91 fcfcon112lxkrll曲線：曲線：92第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助rc 曲線的曲率半徑曲線的曲率半徑；m, k 預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)及局部摩擦系數(shù)及局部 偏差的摩擦系數(shù)偏差的摩擦系數(shù)；x 張拉端至計算截面的距離張拉端至計算截面的距離 x lf；l 張拉端張拉端至至錨固端距離錨固端距離。lf 反向摩擦影響長度反向摩擦影響長度（

16、m） ；kraElcconcf1000m93a張拉端錨具變形和鋼筋張拉端錨具變形和鋼筋回縮量回縮量；式中：式中：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助2. 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的損失 l2x 從張拉端至計算截面的孔道長度從張拉端至計算截面的孔道長度（m ），），可用投影長度可用投影長度； 從張拉端至計算截面曲線孔道長度的夾從張拉端至計算截面曲線孔道長度的夾角角，rad。當(dāng)（當(dāng)（mm + kx ） 0.2時，時， l2 = con(kx +mm ) kxle11con294第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

17、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助3. 受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失應(yīng)力損失 l3加熱養(yǎng)護(hù)：此時混凝土未硬結(jié)，加熱養(yǎng)護(hù)：此時混凝土未硬結(jié)，鋼筋自由伸長，而臺鋼筋自由伸長，而臺 座不動。座不動。鋼筋松了鋼筋松了 產(chǎn)生溫差損失。產(chǎn)生溫差損失。Ct/100 . 1 5st通常小鋼模生產(chǎn)的構(gòu)件無此項損失。小鋼模生產(chǎn)的構(gòu)件無此項損失。ttEl2100 . 1100 . 2 55sst395第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助4. 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失

18、預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失 l4應(yīng)力松弛現(xiàn)象：指鋼筋在高應(yīng)力狀態(tài)下，由于鋼筋應(yīng)力松弛現(xiàn)象：指鋼筋在高應(yīng)力狀態(tài)下，由于鋼筋的塑性變形而使應(yīng)力隨時間的增長的塑性變形而使應(yīng)力隨時間的增長而降低的現(xiàn)象。而降低的現(xiàn)象。鋼筋長度不變，應(yīng)力隨時間增長而降低。鋼筋長度不變，應(yīng)力隨時間增長而降低。應(yīng)力松弛損失的特點：應(yīng)力松弛損失的特點：v與張拉時間有關(guān)，先快后慢。第與張拉時間有關(guān)，先快后慢。第1小時完成小時完成50%， 24小時完成小時完成80%。v與預(yù)應(yīng)力鋼筋種類有關(guān)。預(yù)應(yīng)力鋼筋種類不同，與預(yù)應(yīng)力鋼筋種類有關(guān)。預(yù)應(yīng)力鋼筋種類不同，則損失大小不同；則損失大小不同；第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原

19、理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助利用超張拉工序可以減少利用超張拉工序可以減少 l4超張拉工序：超張拉工序：第一種：第一種： 從從 01.03 con第二種：第二種： 從從 01.05 con(持荷持荷2min) con原理：原理：超張拉的持荷超張拉的持荷2min，已將部分松已將部分松 弛在弛在鋼筋錨固前完成，所以可達(dá)到減少鋼筋錨固前完成，所以可達(dá)到減少 l4的目的。的目的。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線：預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線：普通松馳：普通松馳： =1.0（一次）一次）， =0.9（超）（超）conptkco

20、n45 . 04 . 0fl熱處理鋼筋：熱處理鋼筋：低松馳：低松馳：conptkcon4575. 02 . 0flconptkcon45 . 0125. 0fl,8 . 07 . 0ptkconptk時ff,7 . 0ptkcon時f l4 = 0.05 con(一次），一次）， l4 = 0.035 con（超）超）當(dāng)當(dāng) con 0.5 fptk , l4 = 0。因為，因為，應(yīng)力不高，其徐變不應(yīng)力不高，其徐變不明顯。明顯。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助5. 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 l5收縮、

21、徐變將引起構(gòu)件縮短，收縮、徐變將引起構(gòu)件縮短，所以所以 鋼筋回縮，引起鋼筋回縮，引起 l5。此時預(yù)應(yīng)力損失值的大小，與縱筋含鋼率此時預(yù)應(yīng)力損失值的大小，與縱筋含鋼率、混凝土預(yù)混凝土預(yù)壓應(yīng)力的大小壓應(yīng)力的大小 pc及混凝土抗壓強度及混凝土抗壓強度f cu有關(guān)。有關(guān)。先張法：先張法：15128045cupc5fl9615128045cupc5fl97第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助 、 受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的含鋼率；的含鋼率； pc、 pc 產(chǎn)生第一批預(yù)應(yīng)力損失后，受拉區(qū)、產(chǎn)生第一批預(yù)應(yīng)力損失后

22、，受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力點處受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力點處混凝土的法向壓應(yīng)力?；炷恋姆ㄏ驂簯?yīng)力。后張法：后張法：15128035cupc5fl9915128035cupc5fl98第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助6.混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失 l6后張法中，用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)后張法中，用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件：電桿、水池、壓力管道等，直接在混凝土上進(jìn)行件：電桿、水池、壓力管道等，直接在混凝土上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉。這時鋼筋對構(gòu)件產(chǎn)生外壁的徑向預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉。這時

23、鋼筋對構(gòu)件產(chǎn)生外壁的徑向壓力，使混凝土局部擠壓，構(gòu)件的直徑局部減小，帶壓力，使混凝土局部擠壓，構(gòu)件的直徑局部減小，帶來一圈內(nèi)鋼筋周長的減小，因而鋼筋松馳，引起來一圈內(nèi)鋼筋周長的減小，因而鋼筋松馳，引起 l6。d 3m， l6 = 0 d 3m， 取取 l6 = 30N/mm2 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助總損失：總損失： l = lI + lII先張法：先張法： l 100N/mm2后張法：后張法： l 80N/mm29.2.4 9.2.4 預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(yù)應(yīng)力損失值的組合混凝土預(yù)壓前混凝土預(yù)壓前 lI = l1 + l3 + l

24、2混凝土預(yù)壓后混凝土預(yù)壓后 lII = l5先張法構(gòu)件：先張法構(gòu)件：混凝土預(yù)壓前混凝土預(yù)壓前 lI = l1 + l2 混凝土預(yù)壓后混凝土預(yù)壓后 lII = l4 + l5 + l6后張法構(gòu)件：后張法構(gòu)件：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助針對引起不同預(yù)應(yīng)力損失的原因，尋找措施針對引起不同預(yù)應(yīng)力損失的原因，尋找措施: l1：小變形夾具，減少墊板，增加臺座長度。小變形夾具，減少墊板，增加臺座長度。 l2：減少摩擦，兩端張拉。減少摩擦，兩端張拉。 l3：采用二次升溫養(yǎng)護(hù)：采用二次升溫養(yǎng)護(hù)： t 020 C使混凝使混凝土達(dá)到一定強度，再升溫。土達(dá)

25、到一定強度，再升溫。 l4：超張拉，減少超張拉，減少 l4，讓讓 l4先部分完成。先部分完成。 l5：控制控制 pc(完成第一批損失后的混凝土預(yù)應(yīng)完成第一批損失后的混凝土預(yù)應(yīng)力力)， pc 0.5f cu，f cu不太小。減小不太小。減小收縮徐變的一些措施。收縮徐變的一些措施。9.2.5 9.2.5 減少預(yù)應(yīng)力損失的措減少預(yù)應(yīng)力損失的措施施第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助主要是先張法主要是先張法:9.2.6 9.2.6 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)件長度的分布預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力傳遞長度:ltr錨固長度錨固長度: ladflt

26、kpetr 93dffltpya 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助9.3軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析9.3.1 9.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件(a)放張前(b)放張后(c)完成第二批損失1.施工階段施工階段第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助放松預(yù)應(yīng)力筋之前：放松預(yù)應(yīng)力筋之前： pe = con lI pc = 0 s = 0放松預(yù)應(yīng)力筋之后：放松預(yù)應(yīng)力筋之后： pe = con lI E pcI s = Es pcI (壓壓) pc = pcI (壓壓

27、) 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助由截面平衡條件：由截面平衡條件： pI Ap = pcI Ac + sI As ( con lI E pcI ) Ap = pcI Ac + sI As式中：式中：A0 換算截面面積換算截面面積， A0 = Ac + Es As + E Ap ?？鄢椎?、鋼筋等截面面積后扣除孔道、鋼筋等截面面積后截面上的混凝土截面面積。截面上的混凝土截面面積。完成第一批損失之后：完成第一批損失之后：0pIconpcI)(AAl 910第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助

28、助完成第二批損失之后：完成第二批損失之后：預(yù)應(yīng)力筋：預(yù)應(yīng)力筋： pII= con l E pcII 非預(yù)應(yīng)力筋：非預(yù)應(yīng)力筋： sII= Es pcII + l5混凝土：混凝土： pc= pcII同理，由截面平衡條件得：同理，由截面平衡條件得：0pconpcII)(AAl 911第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助2.使用階段使用階段受力過程的三個特征點：受力過程的三個特征點：N Np0( c =0) Np,cr( c =ftk) Nu( p = fpy)(a)施加軸力前(b)消壓狀態(tài)(c)開裂軸力(d)極限軸力NuN0N0Ncr NcrNu（

29、+）（）（）第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 加載至混凝土應(yīng)力為零：加載至混凝土應(yīng)力為零： c= 0 s= l5 p= p0 = con l 式中式中 Np0 消壓軸力消壓軸力，抵消截面上混凝土有效預(yù)，抵消截面上混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力所需的軸向力。壓應(yīng)力所需的軸向力。Np0= p0Ap sAs=( con l)Ap l5As= pcIIA0 912第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 加載至構(gòu)件截面即將開裂：加載至構(gòu)件截面即將開裂：式中式中 Np,cr 開裂軸力，開裂軸力， 預(yù)應(yīng)力軸心受

30、拉構(gòu)預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu) 件即將開裂件即將開裂時時所能承受的軸向力。所能承受的軸向力。(預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力的的存在可以提高抗裂存在可以提高抗裂度度) c= ftk s= Es ftk l5 p= con l + Eftk 截面平衡：截面平衡：Np,cr=ftkAc + sAs + p ApNp,cr= (ftk + pcII)A0 913第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 加載至構(gòu)件破壞：加載至構(gòu)件破壞： c= 0 s= fy p= fpy 式中，式中，Nu 極限承極限承載載力。力。(預(yù)預(yù)應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力

31、)由截面平衡條件：由截面平衡條件：Nu=fpyAp + fyAs 914第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固后：預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固后：(完成完成 lI) c= pcI s= Es pcI p= con lI 9.3.2 9.3.2 后張法軸心構(gòu)件后張法軸心構(gòu)件式中式中: An 構(gòu)件的凈截面面積構(gòu)件的凈截面面積，An = A0 EAp = Ac + EsAs 截面平衡：截面平衡： p Ap = cAc + s AsnpIconpcI)(AAl 915第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫

32、 助助v 完成第二批損失后：完成第二批損失后： c= pcII s= Es pcII + l5 (壓壓) p= con l截面平衡：截面平衡： p Ap = cAc + s Asns5pconpcII)(AAAll 916第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 消壓消壓 (加載到混凝土應(yīng)力為零加載到混凝土應(yīng)力為零) c= 0 s= Es pcII + l5 Es pcII = l5 (壓壓) p= con l + E pcII 截面平衡：截面平衡： Np0 = pAp As s = pcIIA0917第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

33、原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 構(gòu)件即將開裂構(gòu)件即將開裂 c= ftk s= Esftk l5 (拉拉) p= con l + E pcII + Esftk 截面平衡：截面平衡： Ncr = pAp + As s + Acftk Ncr = ( pcII + ftk)A0918第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 構(gòu)件加載達(dá)到極限承載力：構(gòu)件加載達(dá)到極限承載力： c= 0 s= fy p= fpy 先張法、后張法軸心受力構(gòu)件各階段先張法、后張法軸心受力構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)及公式的表達(dá)有什的應(yīng)力狀態(tài)及公式的表達(dá)有什么共同點和

34、差異。么共同點和差異。Nu = fpyAp + fy As919想一想：想一想：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助r0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；N 軸力設(shè)計值軸力設(shè)計值。上上式主要用來求式主要用來求Ap和和As，一般按構(gòu)造先設(shè)一般按構(gòu)造先設(shè)As ，再，再求求Ap。9.4預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計算和驗算預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的計算和驗算9.4.1 9.4.1 使用階段計算使用階段計算1.正截面承載力計算正截面承載力計算r0N Nu = fyAs + fpy Ap920第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上

35、一章幫幫 助助2. 裂縫控制驗算裂縫控制驗算即：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。即：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。 pc 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的混凝土預(yù)壓應(yīng)力?？鄢款A(yù)應(yīng)力損失后的混凝土預(yù)壓應(yīng)力。n0pconpcII)(AAAl或或 921v 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 (一級一級) ck pc 0 ck 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合求得的混凝土的法向應(yīng)力。按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合求得的混凝土的法向應(yīng)力。 0kckAN 920第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 (二級二級

36、)上兩式表明：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，允許出現(xiàn)上兩式表明：在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但有一定限值；在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合拉應(yīng)力，但有一定限值；在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下，不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。下，不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。 cq 在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的混凝土法向應(yīng)力。在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下的混凝土法向應(yīng)力。荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下：荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下： cq pc 0923荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下： ck pc ftk922第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 允許開裂，但要限制裂縫寬度允許開裂，但要限制裂縫寬度 (三級三級) cr

37、構(gòu)件受力特征系數(shù)，對軸拉構(gòu)件取構(gòu)件受力特征系數(shù)，對軸拉構(gòu)件取2.2；式中式中: sk縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力，即縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力，即wmax wlim924)08. 09 . 1(teeqsskcrmaxdcEw 925spp0kskAANN 926s5pp0p0AANl 927第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助先張法：放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時構(gòu)件承載力驗算。先張法：放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時構(gòu)件承載力驗算。后張法：張拉鋼筋時構(gòu)件承載力驗算，端部后張法：張拉鋼筋時構(gòu)件承載力驗算，端部 錨固區(qū)局部受壓驗算。錨固區(qū)局部受壓驗算。9.4.2 9.4.2 施工階

38、段驗算施工階段驗算第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助1.承載力驗算承載力驗算式中式中: fck 放松放松(張拉張拉)預(yù)應(yīng)力鋼筋時預(yù)應(yīng)力鋼筋時,混凝土立方體抗混凝土立方體抗 壓強度相應(yīng)的軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，壓強度相應(yīng)的軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，用用線線 性內(nèi)插性內(nèi)插法求得；法求得； cc 放松放松(張拉張拉)鋼筋時混凝土的最大法向壓力鋼筋時混凝土的最大法向壓力。npIconpcIcc)(AAl 先先張張法法：npconpcIccAA 后后張張法法：在施工階段：在施工階段： 要求要求：fcu 0.75 fcu cc = 0.8 fck928第 9 章

39、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助2.錨固端局即承壓驗算錨固端局即承壓驗算a. 防止局壓傳遞段劈裂防止局壓傳遞段劈裂(抗裂抗裂) 局部受壓區(qū)的截局部受壓區(qū)的截面尺寸要求面尺寸要求：Fl 1.35 c l fc Aln929第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助 l 混凝土局壓強度提高系數(shù)，混凝土局壓強度提高系數(shù)，“套箍套箍”作作用用lAA /b Al 局局部受部受壓面積壓面積；Ab 局壓時計算底面積，按同心、對稱原局壓時計算底面積，按同心、對稱原則確定則確定。 式中式中: Fl 局部受壓面上作用的局部

40、壓力設(shè)計值局部受壓面上作用的局部壓力設(shè)計值 Fl = 1.2 conApAln 局部受壓凈面積，從錨具邊局部受壓凈面積，從錨具邊45線線沿沿墊墊板擴散至構(gòu)件表面板擴散至構(gòu)件表面，并，并減去孔道凹槽減去孔道凹槽部分的面積。部分的面積。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助sAlAnlAncor2s2211s1vlAA /corcor式中式中 體積配筋率體積配筋率，即，即vb. 局部受壓承載力計算：局部受壓承載力計算：為防止構(gòu)件端部的局壓破壞，配方格網(wǎng)式為防止構(gòu)件端部的局壓破壞，配方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋。或螺旋式間接鋼筋。nycorvcc)2(9

41、 . 0lllAffF 930第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助9.5預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計計算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計計算9.5.1 9.5.1 各階段應(yīng)力分析各階段應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力構(gòu)件直至開裂前，基本處于彈性工作狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件直至開裂前，基本處于彈性工作狀態(tài)。所以，由材力分析得：所以，由材力分析得：yIeNANypppc)(yIM預(yù)應(yīng)力作用下：預(yù)應(yīng)力作用下：使用彎矩作用下：使用彎矩作用下：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁

42、目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助pc yt ybep0 y0 yt ybpc y0ApAp yp yp(b) 放張前(c) 放張后(a) 截面(b) 放張前(c) 放張后(a) 截面第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助若已知若已知N1， N2，A0，I0，ep，即可求得即可求得各特征點的應(yīng)力狀態(tài)表達(dá)式。各特征點的應(yīng)力狀態(tài)表達(dá)式。Np = N1 + N2p2211p)(NeNeNey 以向下為正，向上為負(fù)以向下為正，向上為負(fù)。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助1. 先張法預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件先張法

43、預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件v 放松預(yù)應(yīng)力筋時：放松預(yù)應(yīng)力筋時：式中式中 NpI 已出現(xiàn)第一批預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力筋的已出現(xiàn)第一批預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力筋的 合力合力；NpI = ( con lI)Ap + ( con lI)AppIppIconppIconpI)()(NyAyAellyIeNANy0pIpI0pIpcI)( 931第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助在預(yù)應(yīng)力鋼筋合力處混凝土受到的法向壓應(yīng)力：在預(yù)應(yīng)力鋼筋合力處混凝土受到的法向壓應(yīng)力：p0pIpI0pIppcI)(yIeNANyp0pIpI0pIppcI)(yIeNANy法向壓應(yīng)力引起混凝土壓縮，

44、同時預(yù)應(yīng)力筋受法向壓應(yīng)力引起混凝土壓縮，同時預(yù)應(yīng)力筋受壓為壓為 E pcI，所以：所以： pI = con lI E pcI(yp) pI = con lI E pcI(yp)第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助同理：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：同理：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力： pe = con l E pcII (yp) pe = con l E pcII (yp)v 完成第二批損失之后：完成第二批損失之后：yIeNANy0pIIpII0pIIpcII)( 932NpII = ( con l)Ap + ( con l)AppIIpplconppc

45、onpII)()(NyAyAel NpII 完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 加載至受彎構(gòu)件截面下邊緣應(yīng)力為零時：加載至受彎構(gòu)件截面下邊緣應(yīng)力為零時： 當(dāng)外荷載作用的彎矩使截面下邊緣產(chǎn)生的拉當(dāng)外荷載作用的彎矩使截面下邊緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力正好為應(yīng)力正好為 pcII (y0) 消壓狀態(tài)，相應(yīng)的彎矩消壓狀態(tài)，相應(yīng)的彎矩稱為稱為消壓彎矩消壓彎矩。 p(y0) = con l E pcII(yp) + E pcII(y0)= con l0000pcII)(yIMy00pcII

46、000pcII0)()(WyyIyM 933第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 受拉區(qū)混凝土即將開裂時：受拉區(qū)混凝土即將開裂時： tkcsconcrp,fEElEc = 0.5Ec所以所以 p,cr = con l + 2 Eftk p 進(jìn)一步減少進(jìn)一步減少所以，所以， 預(yù)應(yīng)力提高了抗裂性能。預(yù)應(yīng)力提高了抗裂性能?？紤]塑性開裂彎矩考慮塑性開裂彎矩Mcr = M0 + Mscr = ( pcII + r ftk)W0934第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 構(gòu)件破壞時：構(gòu)件破壞時：)(

47、cpcIImaxcpcIIEconpuEEsl= con l E pcII fpy + E pcII = con l fpy (以拉應(yīng)力的形式表達(dá)以拉應(yīng)力的形式表達(dá)) pu = fpy935第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助2. 后張法預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件后張法預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件后張法受彎構(gòu)件的截面應(yīng)力分析與先張法相比有后張法受彎構(gòu)件的截面應(yīng)力分析與先張法相比有如下特點：如下特點：截面幾何特征不同；截面幾何特征不同；各階段預(yù)應(yīng)力損失有差異；各階段預(yù)應(yīng)力損失有差異；后張法在超靜定結(jié)構(gòu)中會引起次彎矩。后張法在超靜定結(jié)構(gòu)中會引起次彎矩。 ynt ynbpc

48、 yn ypn ypn第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助9.5.2 9.5.2 使用階段計算使用階段計算1.正截面承載力計算正截面承載力計算As, As, Ap均屈服均屈服， pu = p0 fpy )()()()2(p0ppyp0s0sy0c1ahAfhAfxhbxfMppy0pppysysyc1)(AfAfAfAfbxf936v 矩形截面：矩形截面：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助a 縱向受壓鋼筋縱向受壓鋼筋(包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋力鋼筋)合力點至受壓區(qū)

49、邊緣的距離，合力點至受壓區(qū)邊緣的距離，當(dāng)當(dāng)pu 為拉應(yīng)力時，為拉應(yīng)力時，a 用用as 代替。代替。 b 相對界限受壓區(qū)高度相對界限受壓區(qū)高度。破壞時，非預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服的條件：破壞時，非預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服的條件：有屈服點的鋼筋：有屈服點的鋼筋：scupy1b1Ef937無屈服點的鋼筋：無屈服點的鋼筋：scuycu1b002. 01Ef938適用條件：適用條件：2a x b h0 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助 p0 受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點處混凝土法向應(yīng)力為受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點處混凝土法向應(yīng)力為零時預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力零時預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力

50、， p0 = con l。破壞時，預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服的條件：破壞時，預(yù)應(yīng)力鋼筋達(dá)到屈服的條件：有屈服點的鋼筋：有屈服點的鋼筋：scup0py1b1Ef939無屈服點的鋼筋：無屈服點的鋼筋：scup0pycu1b002. 01Ef940第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v T形截面：形截面：x h f ， 第一類第一類。按寬度為。按寬度為b f的矩形截面計算的矩形截面計算;x h f ， 第二類第二類第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助x h f ， 第二類第二類。按下式計算：。按下式計算：

51、)()()()2()()2(p0ppyp0s0syf0ffc10c1ahAfahAfhhhbbfxhbxfMppyp0syffc1pypsy)()(AfAfhbbbxffAAf941第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助已知截面類型后，即可以分別利用兩種類型的計算已知截面類型后，即可以分別利用兩種類型的計算公式進(jìn)行截面設(shè)計。公式進(jìn)行截面設(shè)計。 利用正截面承載力公式，要求在已知利用正截面承載力公式，要求在已知M的條的條件下，確定件下，確定As, A s, Ap, A p。當(dāng)不配。當(dāng)不配A p時，可按構(gòu)時，可按構(gòu)造確定造確定As, A s，利用基本

52、公式求，利用基本公式求x和和Ap；當(dāng)配置；當(dāng)配置A p時，可先不考慮時，可先不考慮A p，并按構(gòu)造確定，并按構(gòu)造確定As及及A s，估算，估算Ap，再按，再按A p = (0.15 0.25)Ap，再由公式計算，再由公式計算pu，進(jìn)而進(jìn)而計算計算Ap和和A p。 第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助 受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的存在，阻滯了斜裂縫受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的存在，阻滯了斜裂縫的出現(xiàn)和開展，增加了混凝土剪壓區(qū)的高度和骨的出現(xiàn)和開展，增加了混凝土剪壓區(qū)的高度和骨料咬合力，提高了斜截面抗剪強度料咬合力，提高了斜截面抗剪強度Vp。V Vcs + Vp

53、Vp = 0.05Np0Np0 計算截面上混凝土的法向預(yù)應(yīng)力為零時，預(yù)計算截面上混凝土的法向預(yù)應(yīng)力為零時，預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。Np0 = App0 + App0 Asl5 Asl52.斜截面承載力計算斜截面承載力計算第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助當(dāng)當(dāng) Np0 0.3fcA0 取取 Np0 = 0.3fcA0過大的壓力可能降低抗剪強度過大的壓力可能降低抗剪強度。一般在公式中，一般在公式中，Vp 、Vw 、 Vwp均已確定，按剪力均已確定，按剪力設(shè)計值求得：設(shè)計值求得：snAsv1當(dāng)構(gòu)件同時配有箍筋

54、和彎筋時：當(dāng)構(gòu)件同時配有箍筋和彎筋時：V Vcs +VP + 0.8 fyAsbsin s + 0.8 fpyApbsin p942第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助3.正截面裂縫控制驗算正截面裂縫控制驗算zAAezNMM)()(spp0p2ksk其中，020f)(1 (12. 087. 0hehrz一級一級 ck pc 0 943二級二級 ck pc ft k 944cq pc 0945三級三級 wmax wlim946第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助主要措施是限制主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力

55、。主要措施是限制主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力。4.斜截面抗裂驗算斜截面抗裂驗算v 限制主拉應(yīng)力限制主拉應(yīng)力嚴(yán)格不裂嚴(yán)格不裂 tp 0.85ftk 947一般不裂一般不裂 tp 0.95ftk 948v 限制主壓應(yīng)力限制主壓應(yīng)力 cp 0.6fck 949第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v考慮傳遞長度和錨固區(qū)長度的影響：考慮傳遞長度和錨固區(qū)長度的影響： 先張法的預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋和混凝土之間的先張法的預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)作用傳遞的，因此需要一定的范圍才能建粘結(jié)作用傳遞的，因此需要一定的范圍才能建立，在驗算時應(yīng)考慮這些因素的影響。立，在驗算時應(yīng)

56、考慮這些因素的影響。 tp 和和 cp 均可利用材料力學(xué)的公式求解。均可利用材料力學(xué)的公式求解。 22yxyxcptp2200kpcxIyMbISAV00ppbpek)sin(式中：式中：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助 預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的作用產(chǎn)生反拱預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的作用產(chǎn)生反拱(向上的撓曲變形向上的撓曲變形)，在使用荷載作用下產(chǎn)生的變，在使用荷載作用下產(chǎn)生的變形要抵消一部分反拱，所以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的變形將形要抵消一部分反拱，所以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的變形將比普通混凝土構(gòu)件小一些。比普通混凝土構(gòu)件小一些。5.預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件使用階

57、段的變形驗算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件使用階段的變形驗算第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的反拱：預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的反拱：0c20p0pfp8IEleNa考慮預(yù)應(yīng)力長期作用的影響：考慮預(yù)應(yīng)力長期作用的影響：E c = 0.5Ec式中式中 Np0 完成全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力合力完成全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力合力的的大小。大小。0c20p0pfpfp40 .2IEleNal950第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 荷載作用下的撓度計算：荷載作用下的撓度計算：按最小剛度原則，由結(jié)構(gòu)

58、力學(xué)的方法求：按最小剛度原則，由結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法求：EI 截面抗彎剛度，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中用截面抗彎剛度，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中用B表示表示。skqk) 1(BMMMBB為按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算，并考慮荷載長期效應(yīng)為按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算，并考慮荷載長期效應(yīng) 組合影響的受彎構(gòu)件剛度。組合影響的受彎構(gòu)件剛度。EIqlal38454fp951第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助式中：式中：Bs為荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下受彎構(gòu)件的剛度。為荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下受彎構(gòu)件的剛度。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的短期剛度預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的短期剛度Bs可按下式計算：可按下式計算

59、：0cs85. 0IEB 952)1 (85. 0crcr0csIEB953 要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件： 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助v 變形驗算公式：變形驗算公式：kcrcrMMafl afpl afmax 9547 . 0)45. 01)(21. 00 . 1 (fE0tkpccr)(Wf M 其中：其中：第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助 cc、 ct是考慮與制作和運輸、吊裝階段一致時是考慮與制作和運輸、吊裝階段一致時

60、的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。例：先張法構(gòu)件的制作階段：例：先張法構(gòu)件的制作階段：000pI0pIctyIeNAN000pI0pIccyIeNAN運輸及安裝階段：運輸及安裝階段：00in000pII0pIIct5 . 1yIMyIeNAN00in000pII0pIIcc5 . 1yIMyIeNAN9.5.3 9.5.3 施工階段驗算施工階段驗算第 9 章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助則要求：則要求：v 不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件: ct f tk 955 cc 0.8 f ck 956v 當(dāng)預(yù)拉區(qū)允許出現(xiàn)裂縫，且預(yù)拉區(qū)