預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算-secret

1、 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1、深入理解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念，各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失的產(chǎn)生原因及減少損失的措施；2、深入理解軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)。熟練掌握軸心受拉構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算方法；3、施工階段和局部承壓驗(yàn)算方法，以及根據(jù)裂縫控制等級(jí)要求進(jìn)行抗裂驗(yàn)算的方法；4、了解直線(xiàn)配筋預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件及無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的基本概念及其計(jì)算要點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。重點(diǎn)：1、深入理解預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念，各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失的產(chǎn)生原因及減少損失的措施。2、深入理解軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)。熟練掌握軸心受拉構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算方法，施工階段和局部承壓驗(yàn)算

2、方法，以及根據(jù)裂縫控制等級(jí)要求進(jìn)行抗裂驗(yàn)算的方法。難點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力損失的概念；預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法。§9-1預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念一、 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)1、預(yù)應(yīng)力混凝土的定義從受力性能的角度而言，就是在結(jié)構(gòu)承受外荷載作用之前，在其可能開(kāi)裂的部位預(yù)先人為的施加壓應(yīng)力，以抵消或減少外荷載所引起的拉應(yīng)力，是結(jié)構(gòu)在正常使用和在作用下不開(kāi)裂或者裂縫開(kāi)展寬度小一些的結(jié)構(gòu)。2、預(yù)應(yīng)力混凝土的工作原理在外荷載作用下，梁下邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力s3，如圖9-1(b)。如果在荷載作用以前，給梁先施加一偏心壓力N，使得梁下邊緣產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力s1如圖9-1(a)，那么在外荷載作用后，截面的應(yīng)力分布將是兩者的疊加

3、，如圖9-1(c)。梁的下邊緣應(yīng)力可為壓應(yīng)力（如s1s30）或數(shù)值很小的拉應(yīng)力（如s1s30）。圖9-1 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的受力情況（a）預(yù)壓力作用 （b）荷載作用 （c）預(yù)壓力與荷載共同作用3、相對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)：（1） 抗裂性高，可以推遲甚至不出現(xiàn)裂縫；（2） 合理有效的利用高強(qiáng)混凝土、鋼筋，從而大大節(jié)約鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重。（3） 由于混凝土不開(kāi)裂或較遲開(kāi)裂，故結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，可以建造大跨度結(jié)構(gòu)；（4） 改善結(jié)構(gòu)的耐久性。（5） 提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。（6） 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗剪能力。4、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(lèi)及應(yīng)用（1）由于預(yù)加應(yīng)力較大，受拉邊緣仍處于受壓

4、狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂；(全預(yù)應(yīng)力混凝土，裂縫控制一級(jí)）（2）受拉邊緣應(yīng)力雖然受拉，但拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，一般不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂；(限值預(yù)應(yīng)力混凝土，裂縫控制二級(jí)）（3）受拉邊緣應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，雖然會(huì)產(chǎn)生裂縫，但比鋼筋混凝土構(gòu)件（Np=0）的開(kāi)裂明顯推遲，裂縫寬度也顯著減小。(部分預(yù)應(yīng)力混凝土，裂縫控制三級(jí)） 全預(yù)應(yīng)力混凝土 限值預(yù)應(yīng)力混凝土 部分預(yù)應(yīng)力混凝土圖9-2 預(yù)應(yīng)力混凝土截面應(yīng)力狀態(tài)圖9-3 預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用的典型例子二、預(yù)應(yīng)力的施加方法預(yù)應(yīng)力的施加方法，按混凝土澆筑成型和預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的先后順序，可分為先張法和后張法兩大類(lèi)。1、先張法（張拉鋼筋 ® 支模、澆砼&#

5、174; 砼達(dá)到一定強(qiáng)度剪絲 ® 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力）主要工序如下：（1）在臺(tái)座上按設(shè)計(jì)規(guī)定的拉力張拉鋼筋，并用錨具臨時(shí)固定于在臺(tái)座上（圖9-4a）。（2）支模、綁扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋、澆筑混凝土構(gòu)件（圖9-4b）。（3）待構(gòu)件混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后（一般不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75，以保證預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間具有足夠的粘結(jié)力），切斷或放松鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性回縮受到混凝土阻止而使混凝土受到擠壓，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力（圖9-4c）。圖9-4 先張法構(gòu)件施工工序2、后張法（澆砼，預(yù)留孔道 ® 達(dá)到強(qiáng)度，穿筋 ® 張拉鋼筋，錨固 ® 孔道灌漿） 分為有粘結(jié)和無(wú)粘結(jié)兩類(lèi)。1）

6、后張有粘結(jié) 其施工的主要工序如下：（1）澆筑混凝土構(gòu)件，并在預(yù)應(yīng)力鋼筋位置處預(yù)留孔道（圖9-5a）。（2）待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（不低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75）后，將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過(guò)孔道，以構(gòu)件本身作為支座張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋（圖9-5b），此時(shí)，構(gòu)件混凝土將同時(shí)受到壓縮。（3）當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉至要求的控制應(yīng)力時(shí)，在張拉端用錨具將其錨固，使構(gòu)件的混凝土受到預(yù)壓應(yīng)力（圖9-5c）。（4）在預(yù)留孔道中壓入水泥漿，以使預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土粘結(jié)在一起。 圖9-5 后張法構(gòu)件施工工序 2）后張無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋沿全長(zhǎng)與混凝土接觸表面之間不存在粘結(jié)作用，可產(chǎn)生相對(duì)滑移，一般做法是預(yù)應(yīng)力鋼筋外涂防腐油脂并設(shè)外包層?，F(xiàn)使

7、用較多的是鋼鉸線(xiàn)外涂油脂并外包PE塑料管的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋，將無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋按配置的位置固定在鋼筋骨架上澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后即可張拉。3、兩種方法的比較（1）先張法是將張拉后的預(yù)應(yīng)力鋼筋直接澆筑在混凝土內(nèi)，依靠預(yù)應(yīng)力鋼筋與周?chē)炷林g的粘結(jié)力來(lái)傳遞預(yù)應(yīng)力；先張法需要有用來(lái)張拉和臨時(shí)固定鋼筋的臺(tái)座，因此初期投資費(fèi)用較大；先張法施工工序簡(jiǎn)單，鋼筋靠粘結(jié)力自錨，在構(gòu)件上不需設(shè)永久性錨具，臨時(shí)固定的錨具都可以重復(fù)使用；在大批量生產(chǎn)時(shí)先張法構(gòu)件比較經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量易保證；為了便于吊裝運(yùn)輸，先張法一般宜于生產(chǎn)中小型構(gòu)件。（2）后張法不需要臺(tái)座，構(gòu)件可以在工廠(chǎng)預(yù)制，也可以在現(xiàn)場(chǎng)施工，應(yīng)用比較靈活

8、，但是對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力需要逐個(gè)進(jìn)行，操作比較麻煩。而且每個(gè)構(gòu)件均需要永久性錨具，用鋼量大，因此成本比較高。后張法適用于運(yùn)輸不方便的大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 §9-2預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及錨具與孔道成型材料（自學(xué)） 一、預(yù)應(yīng)力鋼筋1、基本要求預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度越高越好。為避免在超載情況下發(fā)生脆性破斷，預(yù)應(yīng)力筋還必須具有一定的塑性。要求具有良好的加工性能，以滿(mǎn)足對(duì)鋼筋焊接、鐓粗的加工要求。鋼絲類(lèi)預(yù)應(yīng)力筋，還要求具有低松弛性和與混凝土良好的粘結(jié)性能，通常采用刻痕或壓波方法來(lái)提高與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度。2、種類(lèi)（1）冷拉低合金鋼筋通常將級(jí)熱軋鋼筋經(jīng)冷拉后作為預(yù)應(yīng)力筋，抗拉強(qiáng)度可達(dá)580MPa。圖9-6

9、冷拉低合金鋼筋（2）中高強(qiáng)鋼絲中高強(qiáng)鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤(pán)條，經(jīng)過(guò)幾次冷拔后得到。中強(qiáng)鋼絲的為800-1200MPa，高強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為1470-1860MPa。鋼絲直徑為3-9mm。為增加與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，鋼絲表面可采用刻痕或壓波，也可制成螺旋肋。圖9-7中高強(qiáng)鋼絲消除應(yīng)力鋼絲：鋼絲經(jīng)冷拔后，存在有較大的內(nèi)應(yīng)力，一般都需要采用低溫回火處理來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力。消除應(yīng)力鋼絲的比例極限、條件屈服強(qiáng)度和彈性模量均比消除應(yīng)力前有所提高，塑性也有所改善。（3）鋼絞線(xiàn)鋼絞線(xiàn)是用2、3、7股高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)而成的一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋，其中以7股鋼絞線(xiàn)應(yīng)用最多。7股鋼絞線(xiàn)的公稱(chēng)直徑為9.5-15.2 mm，通常用于無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)

10、力筋，強(qiáng)度可高達(dá)860MPa。2股和3股鋼絞線(xiàn)用途不廣，僅用于某些先張法構(gòu)件，以提高與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。圖9-8鋼絞線(xiàn)（4）熱處理鋼筋用熱軋中碳低合金鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理后制成的高強(qiáng)度鋼筋，直徑為6-10mm，抗拉強(qiáng)度為1470MPa。除冷拉低合金鋼筋外，其余預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)均無(wú)明顯屈服點(diǎn)，采用殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的條件屈服點(diǎn)作為抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。二、混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土要求采用高強(qiáng)混凝土1、施加較大的預(yù)壓應(yīng)力，提高預(yù)應(yīng)力效率；2、有利于減小構(gòu)件截面尺寸，以適用大跨度的要求；3、具有較高的彈性模量，有利于提高截面抗彎剛度，減少預(yù)壓時(shí)的彈性回縮；4、徐變較小，有利于減少徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；5、

11、與鋼筋有較大粘結(jié)強(qiáng)度，減少先張法預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度；6、有利于提高局部承壓能力，便于后張錨具的布置和減小錨具墊板的尺寸；7、強(qiáng)度早期發(fā)展較快，可較早施加預(yù)應(yīng)力，加快施工速度，提高臺(tái)座、模具、夾具的周轉(zhuǎn)率，降低間接費(fèi)用。一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲時(shí)不低于C40。三、 夾具與錨具作用：錨具是錨固鋼筋時(shí)所用的工具，是保證預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠。夾具：通常把在構(gòu)件制作完畢后，能夠取下重復(fù)使用；錨具：錨固在構(gòu)件端部，與構(gòu)件聯(lián)成一體共同受力，不能取下重復(fù)使用。要求：1）錨具零部件選用的鋼材性能要滿(mǎn)足規(guī)定指標(biāo)，加工精度高，受力安全可靠，預(yù)應(yīng)力損失小。2）構(gòu)造簡(jiǎn)單，

12、加工方便，節(jié)約鋼材，成本低。3）施工簡(jiǎn)便，使用安全。4）錨具性能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)要求的靜載和動(dòng)載錨固性能。種類(lèi)：1、支承式錨具（1）螺絲端桿錨具（2）鐓頭錨具圖9-9 螺絲端桿錨具圖9-10 鐓頭錨具2、錐形錨具圖9-11 錐形錨具3、夾片式錨具國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的熱處理鋼筋?yuàn)A片式錨具有JM-12和JM-15等，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)夾片式錨具有OVM、QM、XM等。 圖9-12 夾片式錨具4、固定端錨具（1）H型錨具 圖9-13 梨形自錨頭（2）P型錨具 圖9-14 P型自錨頭四、 孔道成型與灌漿材料后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的孔道成型方法分抽拔性和預(yù)埋型兩類(lèi)。抽拔型是在澆筑混凝土前預(yù)埋鋼管或充水（充壓）的橡膠管，在澆筑混凝

13、土后并達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)拔抽出預(yù)埋管，便形成了預(yù)留在混凝土中的孔道。適用于直線(xiàn)形孔道。預(yù)埋型是在澆筑混凝土前預(yù)埋金屬波紋管（或塑料波紋管），在澆筑混凝土后不再拔出而永久留在混凝土中，便形成了預(yù)留孔道。適用于各種線(xiàn)形孔道。圖9-15 孔道成型材料§9-3預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失一、預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力con1、定義張拉控制應(yīng)力是指預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)需要達(dá)到的最大應(yīng)力值，即用張拉設(shè)備所控制施加的張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積所得到的應(yīng)力，用con表示。2、con的確定原則（1）張拉控制應(yīng)力的取值對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能影響很大：張拉控制應(yīng)力愈高，混凝土所受到的預(yù)壓應(yīng)力愈大，構(gòu)

14、件的抗裂性能愈好，還可以節(jié)約預(yù)應(yīng)力鋼筋，所以張拉控制應(yīng)力不能過(guò)低。但張拉控制應(yīng)力過(guò)高會(huì)造成構(gòu)件在施工階段的預(yù)拉區(qū)拉應(yīng)力過(guò)大，甚至開(kāi)裂；過(guò)大的預(yù)壓應(yīng)力還會(huì)使構(gòu)件開(kāi)裂荷載值與極限荷截值很接近，使構(gòu)件破壞前無(wú)明顯預(yù)兆，構(gòu)件的延性較差；此外，為了減小預(yù)應(yīng)力損失，往往進(jìn)行超張拉，過(guò)高的張拉應(yīng)力可能使個(gè)別預(yù)應(yīng)力鋼筋超過(guò)它的實(shí)際屈服強(qiáng)度，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，對(duì)高強(qiáng)度硬鋼，甚至可能發(fā)生脆斷。（2）張拉控制應(yīng)力值大小主要與張拉方法及鋼筋種類(lèi)有關(guān)。根據(jù)設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，并參考國(guó)內(nèi)外的相關(guān)規(guī)范，結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力不宜超過(guò)表9-1規(guī)定的限值，且不應(yīng)小于0.4fptk。張拉控制應(yīng)力限值 表9-1 鋼筋

15、種類(lèi)張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線(xiàn)0.75fptk0.75fptk熱處理鋼筋0.70fptk0.65fptk二、預(yù)應(yīng)力損失在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工及使用過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力值由于張拉工藝和材料特性等原因逐漸降低。這種現(xiàn)象稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力損失。1錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失sl1(1) 直線(xiàn)形預(yù)應(yīng)力鋼筋直線(xiàn)形預(yù)應(yīng)力鋼筋sl1可按下式計(jì)算 （9-1）式中，a張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值（mm），按表取用； l張拉端至錨固端之間的距離（mm）； Es預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量（N/mm2）。(2) 后張法曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)后張法曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋，當(dāng)錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起鋼筋回縮時(shí)，鋼筋與孔道之間產(chǎn)

16、生反向摩擦力，阻止鋼筋的回縮（圖9-16）。因此，錨固損失在張拉端最大，沿預(yù)應(yīng)力鋼筋向內(nèi)逐步減小，直至消失。對(duì)圓心角30°的圓弧形（拋物線(xiàn)形）曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固損失可按下式計(jì)算 （9-2）圖9-16 圓弧形曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失反向摩擦影響長(zhǎng)度（mm）可按下式計(jì)算 （9-3）式中，圓弧形曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的曲率半徑（m）； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)，按表取用； 考慮孔道每米長(zhǎng)度局部偏差的摩擦系數(shù)，按表取用； x張拉端至計(jì)算截面的距離（m）；a 張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值（mm），按表取用。*減小sl1的措施：選擇錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值較小的錨具；盡量減少墊板的數(shù)量；對(duì)先張法，

17、可增加臺(tái)座的長(zhǎng)度。2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sl2 采用后張法張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，鋼筋與孔道壁之間產(chǎn)生摩擦力，使預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力從張拉端向里逐漸降低（圖9-17）。*鋼筋與孔道壁間摩擦力產(chǎn)生的原因?yàn)椋褐本€(xiàn)預(yù)留孔道因施工原因發(fā)生凹凸和軸線(xiàn)的偏差，使鋼筋與孔道壁產(chǎn)生法向壓力而引起摩擦力；曲線(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的法向壓力引起的摩擦力。圖9-17 預(yù)應(yīng)力摩擦損失計(jì)算簡(jiǎn)圖預(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sl2，按下列公式計(jì)算 (9-4)當(dāng)0.2時(shí)，sl2可按下近似公式計(jì)算 (9-5)式中，x張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m），可近似取該段孔道在縱軸上的投影長(zhǎng)度； 張拉端至

18、計(jì)算截面曲線(xiàn)孔道部分切線(xiàn)的夾角（rad）； 考慮孔道每米長(zhǎng)度局部偏差的摩擦系數(shù)，按表采用； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)，按表采用。*減小sl2的措施：采用兩端張拉。由圖9-18（a）、（b）可見(jiàn)，采用兩端張拉時(shí)孔道長(zhǎng)度可取構(gòu)件長(zhǎng)度的1/2計(jì)算，其摩擦損失也減小一半。采用超張拉。其張拉方法為：。當(dāng)張拉至1.1con時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的應(yīng)力分布曲線(xiàn)為EHD(圖10.13(c)；當(dāng)卸荷至0.85con時(shí)，由于孔道與鋼筋之間的反向摩擦，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的應(yīng)力沿FGHD分布；再次張拉至con時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋中應(yīng)力沿CGHD分布。圖9-18 一端張拉、兩端張拉及超張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力分布3、預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)

19、座之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失sl3預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座之間的溫差為t，鋼筋的線(xiàn)膨脹系數(shù)=0.00001/，則預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失為 (9-6)采用二次升溫養(yǎng)護(hù)方法。先在常溫或略高于常溫下養(yǎng)護(hù)，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，再逐漸升溫至養(yǎng)護(hù)溫度，這時(shí)因?yàn)榛炷烈延不c鋼筋粘結(jié)成整體，能夠一起伸縮而不會(huì)引起應(yīng)力變化。采用整體式鋼模板。預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在鋼模上，因鋼模與構(gòu)件一起加熱養(yǎng)護(hù)，不會(huì)引起此項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失。4、預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失sl4在高拉應(yīng)力作用下，隨時(shí)間的增長(zhǎng)，鋼筋中將產(chǎn)生塑性變形，在鋼筋長(zhǎng)度保持不變的情況下，鋼筋的拉應(yīng)力會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為鋼筋的應(yīng)

20、力松弛。*鋼筋的應(yīng)力松弛與下列因素有關(guān)：時(shí)間，鋼筋品種，初始應(yīng)力。由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的應(yīng)力損失按下列公式計(jì)算：（1）預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線(xiàn)1）普通松弛 （9-7）一次張拉時(shí)，=1.0；超張拉時(shí)=0.9。2）低松弛當(dāng)con0.7fptk時(shí) （9-8）當(dāng)0.7fptkcon0.8fptk時(shí) （9-9）（2）熱處理鋼筋一次張拉 （9-10）超張拉 （9-11）當(dāng)con/fptk0.5時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛損失值可取為零。當(dāng)需考慮不同時(shí)間的松弛損失時(shí)，可參考結(jié)構(gòu)規(guī)范。*為減小預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛損失可采用超張拉：先將預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉至1.05con，持荷2分鐘，再卸荷至張拉控制應(yīng)力con。因?yàn)樵诟邞?yīng)

21、力狀態(tài)下，短時(shí)間所產(chǎn)生的應(yīng)力松弛值即可達(dá)到在低應(yīng)力狀態(tài)下較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的松弛值。所以，經(jīng)超張拉后部分松弛已經(jīng)完成，錨固后的松弛值即可減小。5、混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失sl5混凝土收縮和徐變都使構(gòu)件長(zhǎng)度縮短，預(yù)應(yīng)力鋼筋也隨之回縮，造成預(yù)應(yīng)力損失。混凝土收縮和徐變雖是兩種性質(zhì)不同的現(xiàn)象，但它們的影響是相似的，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將此兩項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失一起考慮。混凝土收縮、徐變引起受拉區(qū)和受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失sl5 、sl5可按下列公式計(jì)算：（1）一般情況1） 先張法構(gòu)件 (9-12) (9-13) 2） 后張法構(gòu)件 (9-14) (9-15) 式中，、在受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處的混

22、凝土法向壓應(yīng)力。此時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失值僅考慮混凝土預(yù)壓前（第一批）的損失。、值不得大于0.5f cu；當(dāng)為拉應(yīng)力時(shí)，則式中的應(yīng)取為零。計(jì)算混凝土法向應(yīng)力、時(shí)，可根據(jù)構(gòu)件的制作情況考慮自重的影響； f cu施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度； 、分別為受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋率。對(duì)先張法構(gòu)件，；。對(duì)后張法構(gòu)件，； 。式中A0為混凝土換算截面面積，An為混凝土凈截面面積。對(duì)于對(duì)稱(chēng)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，配筋率、應(yīng)按鋼筋總截面面積的一半計(jì)算。當(dāng)結(jié)構(gòu)處于年平均相對(duì)濕度低于40%的環(huán)境下，sl5及sl5值應(yīng)增加30%。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，宜根據(jù)實(shí)際情況考慮混凝土收縮、徐變引起

23、應(yīng)力損失值的增大。（2）對(duì)重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，當(dāng)需要考慮與時(shí)間相關(guān)的混凝土收縮、徐變損失值時(shí)，可參考結(jié)構(gòu)規(guī)范。*混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失sl5在預(yù)應(yīng)力總損失中占的比重較大，約為40%50%，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意采取措施減少混凝土的收縮和徐變?？刹扇〉拇胧┯校翰捎酶邩?biāo)號(hào)水泥，以減少水泥用量；采用高效減水劑，以減小水灰比；采用級(jí)配好的骨料，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的密實(shí)性；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減小混凝土的收縮。6、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sl6采用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)混凝土的擠壓，使構(gòu)件的直徑減?。▓D9-19），從而引起預(yù)應(yīng)力損失sl

24、6 。圖9-19 螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)環(huán)形構(gòu)件的局部擠壓變形sl6 的大小與構(gòu)件的直徑成反比，直徑愈小，損失愈大。結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定：當(dāng)構(gòu)件直徑d3m時(shí) sl6 =30N/mm2 （9-16）d3m sl6=0 （9-17）*減小的措施：避免采用小直徑構(gòu)件。三、預(yù)應(yīng)力損失值的組合1、預(yù)應(yīng)力損失的特點(diǎn)（1）有的在先張法構(gòu)件中產(chǎn)生，有的在后張法構(gòu)件中產(chǎn)生，有的在先、后張法構(gòu)件中均產(chǎn)生；（2）有的是單獨(dú)產(chǎn)生，有的是和別的預(yù)應(yīng)力損失同時(shí)產(chǎn)生；（3）前述各公式是分別計(jì)算，未考慮相互關(guān)系；2、預(yù)應(yīng)力損失值的組合為了便于分析和計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)可將預(yù)應(yīng)力損失分為兩批：（1）混凝土預(yù)壓完成前出現(xiàn)的損失，稱(chēng)第一批損失；（2）

25、混凝土預(yù)壓完成后出現(xiàn)的損失，稱(chēng)第二批損失。 各階段的預(yù)應(yīng)力損失組合 表9-2預(yù)應(yīng)力的損失組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件混凝土預(yù)壓前(第一批)損失+混凝土預(yù)壓后(第二批)損失+3、預(yù)應(yīng)力總損失的下限值考慮到預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算值與實(shí)際值可能存在一定差異，為確保預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的抗裂性，結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)計(jì)算求得的預(yù)應(yīng)力總損失sl= +小于下列數(shù)值時(shí)，應(yīng)按下列數(shù)據(jù)取用：先張法構(gòu)件 100N/mm后張法構(gòu)件 80 N/mm2§9-4預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)一、預(yù)應(yīng)力張拉施工階段應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段的應(yīng)力狀況，包括有若干個(gè)具有代表性的受力過(guò)程，它們與施加預(yù)應(yīng)力是采用先張法還是采用和

26、后張法有著密切的關(guān)系。1、先張法 （a）放張前 （b）放張后 （c）完成第二批損失圖9-20 先張法施工階段受力分析（1）張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋階段。在固定的臺(tái)座上穿好預(yù)應(yīng)力鋼筋，其截面面積為,用張拉設(shè)備張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋直至達(dá)到張拉控制應(yīng)力scon，預(yù)應(yīng)力鋼筋所受到的總拉力，此時(shí)該拉力由臺(tái)座承擔(dān)。（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固、混凝土澆筑完畢并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)階段。由于錨具變形和預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮、預(yù)應(yīng)力鋼筋的部分松弛和混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)引起的溫差等原因，使得預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生了第一批預(yù)應(yīng)力損失，此時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效拉應(yīng)力為（scon -），預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力為 (9-18) （9-19） （9-20）（3）放張預(yù)壓階段放松預(yù)應(yīng)力鋼筋后

27、，預(yù)應(yīng)力鋼筋發(fā)生彈性回縮而縮短，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間存在粘結(jié)力，所以預(yù)應(yīng)力鋼筋的回縮量與混凝土受預(yù)壓的彈性壓縮量相等，由變形協(xié)調(diào)條件可得，混凝土受到的預(yù)壓應(yīng)力為，非預(yù)應(yīng)力鋼筋受到的預(yù)壓應(yīng)力為。預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力減少了。 (9-21)此時(shí)，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件處于自平衡狀態(tài)，由內(nèi)力平衡條件可知，預(yù)應(yīng)力鋼筋所受的拉力等于混凝土和非預(yù)應(yīng)力鋼筋所受的壓力。即有 從而有 (9-22)式中，即為預(yù)應(yīng)力鋼筋在完成第一批損失后的合力； A0換算截面面積，為混凝土截面面積與非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋換算成混凝土的截面面積之和，； 非預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量與混凝土彈性模量的比值。（4）完成第二批應(yīng)力損失階段構(gòu)件

28、在預(yù)應(yīng)力的作用下，混凝土發(fā)生收縮和徐變，預(yù)應(yīng)力鋼筋繼續(xù)松弛，構(gòu)件進(jìn)一步縮短，完成第二批應(yīng)力損失。此時(shí)混凝土的應(yīng)力由減少為，非預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)壓應(yīng)力由減少為，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的應(yīng)力由減少了， 為 (9-23)式中，為全部預(yù)應(yīng)力損失。根據(jù)構(gòu)件截面的內(nèi)力平衡條件，可得 (9-24)式中，即為預(yù)應(yīng)力鋼筋完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。2、后張法 （a）張拉前 （b）完成第一批損失 （c）完成第二批損失圖9-21 后張法施工階段應(yīng)力分析（1）張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋之前，即從澆筑混凝土開(kāi)始至穿預(yù)應(yīng)力鋼筋后，構(gòu)件不受任何外力作用，所以構(gòu)件截面不存在任何應(yīng)力。（2）張拉鋼筋并錨固張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，與此同時(shí)

29、混凝土受到與張拉力反向的壓力作用，并發(fā)生了彈性壓縮變形。同時(shí)，在張拉過(guò)程中預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔壁之間的摩擦引起預(yù)應(yīng)力損失l2，錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋后，錨具的變形和預(yù)應(yīng)力鋼筋的回縮引起預(yù)應(yīng)力損失l1，從而完成了第一批損失lI。此時(shí)，混凝土受到的壓應(yīng)力為spcI，非預(yù)應(yīng)力鋼筋所受到的壓應(yīng)力為aEsspcI。預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效拉應(yīng)力speI為 (9-25)由構(gòu)件截面的內(nèi)力平衡條件，可得到 (9-26)式中，NpI完成第一批預(yù)應(yīng)力損失后，預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力； An構(gòu)件的凈截面面積，即扣除孔道后混凝土的截面面積與非預(yù)應(yīng)力鋼筋換算成混凝土的截面面積之和，A0= Ac+ aEsAs 。(3) 二批預(yù)應(yīng)力損失在預(yù)應(yīng)力張拉全部

30、完成之后，構(gòu)件中混凝土受到預(yù)壓應(yīng)力的作用而發(fā)生了收縮和徐變、預(yù)應(yīng)力鋼筋松馳以及預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)孔壁混凝土的擠壓，從而完成了第二批預(yù)應(yīng)力損失slII，此時(shí)混凝土的應(yīng)力由spcI減少為spcII，非預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)壓應(yīng)力由aEsspcI減少為aEsspcII+l5，預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效應(yīng)力speII為 (9-27)由力的平衡條件可得 （9-28）式中，即為預(yù)應(yīng)力鋼筋完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。3、先張法與后張法的比較（1）計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件截面混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力spcI、spcII時(shí)，計(jì)算時(shí)所用構(gòu)件截面面積為：先張法用換算截面面積A0，后張法用構(gòu)件的凈截面面積An。（2）

31、在先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件中，存在著放松預(yù)應(yīng)力鋼筋后由混凝土彈性壓縮變形而引起的預(yù)應(yīng)力損失；在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件中，混凝土的彈性壓縮變形是在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉過(guò)程中發(fā)生的，因此沒(méi)有相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失。所以，相同條件的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力相等時(shí)，先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋中的有效預(yù)應(yīng)力比后張法的小，相應(yīng)建立的混凝土預(yù)壓應(yīng)力也就比后張法的小，具體的數(shù)量差別取決于混凝土彈性壓縮變形的大??；（3）在施工階段中，當(dāng)考慮到所有的預(yù)應(yīng)力損失后，計(jì)算混凝土的預(yù)壓應(yīng)力spcII的公式，先張法與后張法從形式上來(lái)講大致相同，主要區(qū)別在于公式中的分母分別為A0和An的不同。由于A0&

32、gt;An，因此先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的混凝土預(yù)壓應(yīng)力小于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件。以上結(jié)論可推廣應(yīng)用于計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的混凝土預(yù)應(yīng)力，只需將NpI、NpII改為偏心壓力。二、正常使用階段應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在正常使用荷載作用下，其整個(gè)受力特征點(diǎn)可劃分為消壓極限狀態(tài)、抗裂極限狀態(tài)和帶裂縫工作狀態(tài)。1、消壓極限狀態(tài) 對(duì)構(gòu)件施加的軸心拉力N0在該構(gòu)件截面上產(chǎn)生的拉應(yīng)力剛好與混凝土的預(yù)壓應(yīng)力spcII相等，即，稱(chēng)N0為消壓軸力。對(duì)于先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力sp0為 (9-29a)對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力sp0為 (

33、9-29b)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的消壓狀態(tài)，相當(dāng)于普通混凝土軸心受拉構(gòu)件承受荷載的初始狀態(tài)，混凝土不參與受拉，軸心拉力N0由預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋承受，則 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的消壓軸力N0為 (9-30a) 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的消壓軸力N0為 (9-30b)2開(kāi)裂極限狀態(tài)在消壓軸力N0基礎(chǔ)上，繼續(xù)施加足夠的軸心拉力使得構(gòu)件中混凝土的拉應(yīng)力達(dá)到其抗拉強(qiáng)度f(wàn)tk，混凝土處于受拉即將開(kāi)裂但尚未開(kāi)裂的極限狀態(tài)，稱(chēng)該軸心拉力為開(kāi)裂軸力Ncr。此時(shí)構(gòu)件所承受的軸心拉力為 (9-31)3帶縫工作階段當(dāng)構(gòu)件所承受的軸心拉力N過(guò)開(kāi)裂軸力Ncr后，構(gòu)件受拉開(kāi)裂，并出現(xiàn)多道大致垂直于構(gòu)

34、件軸線(xiàn)的裂縫，裂縫所在截面處的混凝土退出工作，不參與受拉。預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力sp和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力ss分別為 （9-32) (9-33)重要結(jié)論： （1）無(wú)論是先張法還是后張法，消壓軸力N0、開(kāi)裂軸力Ncr的計(jì)算公式具有對(duì)應(yīng)相同的形式。（2）要使預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件開(kāi)裂，需要施加比普通混凝土構(gòu)件更大的軸心拉力，顯然在同等荷載水平下，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件具有較高的抗裂能力。三、正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算1、抗裂驗(yàn)算對(duì)預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算，通過(guò)對(duì)構(gòu)件受拉邊緣應(yīng)力大小的驗(yàn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)按兩個(gè)控制等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9-22所示。圖9-22預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件抗裂度驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（1） 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂

35、縫的構(gòu)件 (9-34)（2） 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下軸心受拉構(gòu)件受拉邊緣不允許超過(guò)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk (9-35)在荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合下軸心受拉構(gòu)件受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，即Nq<N0 (9-36)式中，Nk、Nq按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合計(jì)算的軸心拉力。 2、裂縫寬度驗(yàn)算 (9-37)式中，wmax按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響的最大裂縫寬度； wlim裂縫寬度限值。最大裂縫寬度wmax按下式計(jì)算 (9-38)式中，構(gòu)件受力特征系數(shù)，對(duì)軸心受拉構(gòu)件，取=2.2； 兩裂縫間縱向受拉鋼筋的應(yīng)變不均勻系數(shù)，；當(dāng)時(shí)，?。划?dāng)時(shí)，??；對(duì)直接承受重復(fù)

36、荷載的構(gòu)件，??； 按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋的配筋率，；當(dāng)時(shí)，??； 有效受拉混凝土截面面積，取構(gòu)件截面面積，即； 按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件縱向受拉鋼筋的等效應(yīng)力，即從截面混凝土消壓算起的預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增量， ； Nk按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的軸心拉力； N0預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件消壓后，全部縱向預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力鋼筋拉力的合力； 最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至構(gòu)件受拉邊緣的最短距離（mm），當(dāng)<20時(shí)，取=20；當(dāng)>65時(shí)，取=65； Ap、As分別為受拉縱向預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積； 縱向受拉鋼筋的等效直徑，按下式計(jì)算 構(gòu)件橫截面中

37、第種縱向受拉鋼筋的公稱(chēng)直徑； 構(gòu)件橫截面中第種縱向受拉鋼筋的根數(shù)； 構(gòu)件橫截面中第種縱向受拉鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)； 四、正截面承載力分析與計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式為 (9-39)式中，N構(gòu)件軸心拉力設(shè)計(jì)值； Ap、As分別為全部預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積； fpy、fy與Ap和As相對(duì)應(yīng)的鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。結(jié)論：除施工方法不同外，在其余條件均相同的情況下，預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件與鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件的承載力相等。五、施工階段局部承壓驗(yàn)算1、問(wèn)題的提出：對(duì)于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，墊板與混凝土的接觸面非常有限，導(dǎo)致錨具下的混凝土將承受較大的局部壓應(yīng)力，并

38、且這種壓應(yīng)力需要經(jīng)過(guò)一定的距離方能較均勻地?cái)U(kuò)散到混凝土的全截面上，如圖9-23所示。圖9-23 混凝土局部受壓時(shí)的應(yīng)力分布2、驗(yàn)算要求：為了改善預(yù)應(yīng)力構(gòu)件端部混凝土的抗壓性能，提高其局部抗壓承載力，通常在錨固區(qū)段內(nèi)配置一定數(shù)量的間接鋼筋，配筋方式為橫向方格鋼筋網(wǎng)片或螺旋式鋼筋，如圖9-24所示。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行局部受壓承載力驗(yàn)算，驗(yàn)算內(nèi)容包括兩個(gè)部分：一為局部承壓面積的驗(yàn)算；二是局部受壓承載力的驗(yàn)算。（a） 橫向鋼筋網(wǎng)；（b）螺旋鋼筋圖9-24 局部受壓配筋簡(jiǎn)圖（1）局部受壓面積驗(yàn)算為防止墊板下混凝土的局部壓應(yīng)力過(guò)大，避免間接鋼筋配置太多，那么局部受壓面積應(yīng)符合下式的要求，即 (9-40)式中

39、，局部受壓面上作用的局部壓力設(shè)計(jì)值，??； 混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)fcu,k50MPa時(shí)，取=1.0；當(dāng)fcu,k=80MPa時(shí)，取=0.8；當(dāng)50MPa<fcu,k<80MPa時(shí)，按直線(xiàn)內(nèi)插法取值； 混凝土局部受壓的強(qiáng)度提高系數(shù)，按下式計(jì)算，即 (9-41)其中，局部受壓時(shí)的計(jì)算底面積，按毛面積計(jì)算，可根據(jù)局部受壓面積與計(jì)算底面積按同形心且對(duì)稱(chēng)的原則來(lái)確定，具體計(jì)算可參照?qǐng)D9-25中所示的局部受壓情形來(lái)計(jì)算，且不扣除孔道的面積；圖9-25 確定局部受壓計(jì)算底面積簡(jiǎn)圖 混凝土局部受壓面積，取毛面積計(jì)算，具體計(jì)算方法與下述的相同，只是計(jì)算中的面積包含孔道的面積； 在承受預(yù)壓時(shí)，混凝土的

40、軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 扣除孔道和凹槽面積的混凝土局部受壓凈面積，當(dāng)錨具下有墊板時(shí)，考慮到預(yù)壓力沿錨具邊緣在墊板中以角擴(kuò)散，傳到混凝土的受壓面積計(jì)算。 （2）局部受壓承載力驗(yàn)算 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，對(duì)于配置有間接鋼筋（如圖9-24所示）的錨固區(qū)段，當(dāng)混凝土局部受壓面積不大于間接鋼筋所在的核心面積時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土的局部受壓承載力應(yīng)滿(mǎn)足下式的要求，即 (9-42)式中，配置有間接鋼筋的混凝土局部受壓承載力提高系數(shù)。按下式計(jì)算，即 (9-43)式中，配置有方格網(wǎng)片或螺旋式間接鋼筋核心區(qū)的表面范圍以?xún)?nèi)的混凝土面積，根據(jù)其形心與 形心重疊和對(duì)稱(chēng)的原則，按毛面積計(jì)算，且不扣除孔道面積，并且要求；間接鋼筋

41、的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；間接鋼筋的體積配筋率。即配置間接鋼筋的核心范圍內(nèi)，混凝土單位體積所含有間接鋼筋的體積，并且要求，具體計(jì)算與鋼筋配置形式有關(guān)，當(dāng)采用方格鋼筋網(wǎng)片配筋時(shí)，如圖9-24a所示，那么 (9-44)并且要求分別在鋼筋網(wǎng)片兩個(gè)方向上單位長(zhǎng)度內(nèi)的鋼筋截面面積的比值不宜大于1.5； 當(dāng)采用螺旋式配筋時(shí)，如圖9-24b所示，那么 (9-45)式中，、分別為方格式鋼筋網(wǎng)片在方向的鋼筋根數(shù)和單根鋼筋的截面面積； 、分別為方格式鋼筋網(wǎng)片在方向的鋼筋根數(shù)和單根鋼筋的截面面積； 單根螺旋式間接鋼筋的截面面積。螺旋式間接鋼筋內(nèi)表面范圍內(nèi)核心混凝土截面的直徑。方格鋼筋網(wǎng)片或螺旋式間接鋼筋的間距。經(jīng)式（9-4

42、2）驗(yàn)算，滿(mǎn)足要求的間接鋼筋尚應(yīng)配置在規(guī)定的h高度范圍內(nèi)，并且對(duì)于方格式間接鋼筋網(wǎng)片不應(yīng)少于4片；對(duì)于螺旋式間接鋼筋不應(yīng)少于4圈。相反地，如果經(jīng)過(guò)驗(yàn)算不能符合式（9-42）的要求時(shí)，必須采取必要的措施。§9-5 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)一、 預(yù)應(yīng)力張拉施工階段應(yīng)力分析幾點(diǎn)說(shuō)明： *對(duì)預(yù)拉區(qū)允許開(kāi)裂的構(gòu)件，在預(yù)拉區(qū)不布置預(yù)應(yīng)力鋼筋； *對(duì)預(yù)拉區(qū)不允許開(kāi)裂的構(gòu)件，在預(yù)拉區(qū)布置預(yù)應(yīng)力鋼筋；*預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力張拉施工階段的受力過(guò)程同前述預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件截面混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力spcI、spcII時(shí)，可分別將一個(gè)偏心壓力NpI、NpII作用于

43、構(gòu)件截面上，然后按材料力學(xué)公式計(jì)算。壓力NpI、NpII由預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋僅扣除相應(yīng)階段預(yù)應(yīng)力損失后的應(yīng)力乘以各自的截面面積并反向，然后再疊加而得（圖9-26）。計(jì)算時(shí)所用構(gòu)件截面面積為：先張法用換算截面面積A0，后張法用構(gòu)件的凈截面面積An。*公式表達(dá)時(shí)應(yīng)力的正負(fù)號(hào)規(guī)定為：預(yù)應(yīng)力鋼筋以受拉為正，非預(yù)應(yīng)力鋼筋及混凝土以受壓為正。（a）先張法構(gòu)件 （b）后張法構(gòu)件1換算截面重心軸 2凈截面重心軸圖9-26 受彎構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力位置1、先張法（1）完成第一批預(yù)應(yīng)力損失s l、s'l后預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)p的應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)'p的應(yīng)力 非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)s的應(yīng)力 非預(yù)應(yīng)

44、力鋼筋A(yù)'s的應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力Np0為 截面任意一點(diǎn)的混凝土法向應(yīng)力為 （9-46） (9-47) （2）完成全部應(yīng)力損失s l、s'l后預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)p的應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)'p的應(yīng)力 非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)s的應(yīng)力 非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)'s的應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力Np0II為 截面任意一點(diǎn)的混凝土法向應(yīng)力為 （9-48） (9-49)式中，A0換算截面面積，A0Ac+aEpAp+aEsAs+aEpA'p+aEsA's； I0換算截面A0的慣性矩； ep0INp0I至換算截面重心軸的距離； ep0IINp0II至換算截面重心軸的

45、距離； y0換算截面重心軸至所計(jì)算的纖維層的距離；yp、y'p荷載作用的受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋各自合力點(diǎn)至換算截面重心軸的距離；ys、y's荷載作用的受拉區(qū)、受壓區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋各自合力點(diǎn)至換算截面重心軸的距離。 spcIp（spcIIp） 、s'pcIp（s'pcIIp）荷載作用的受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋各自合力點(diǎn)處混凝土的應(yīng)力。spcIs（spcIIs） 、s'pcIs（s'pcIIs）荷載作用的受拉區(qū)、受壓區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋各自合力點(diǎn)處混凝土的應(yīng)力。關(guān)于式（9-48）的討論：*式（9-48）就是所有預(yù)應(yīng)力損失出現(xiàn)后受彎構(gòu)件截面上有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算公式；*由該公式可知，在預(yù)應(yīng)力作用下截面下邊緣始終處于受壓狀態(tài)，而截面上邊緣，則可能處于受壓也可能處于受拉