混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件第一頁，共133頁。第第10章章 預(yù)應(yīng)力混凝土的原理及計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念一、鋼筋(gngjn)混凝土的缺欠跨度為跨度為5.2m的簡(jiǎn)支梁，截面的簡(jiǎn)支梁，截面(jimin)尺寸為尺寸為200450mm2，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，作用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m，均布恒荷載，均布恒荷載gk=5kN/m。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念第1頁/共133頁第二頁，共133頁?？缍仍黾右槐犊缍仍黾觾杀恫捎酶邚?qiáng)鋼筋L05.2m10.4m

2、20.8m5.2mbh2004504009008001900200450自重gk5kN20kN80kN5kNM67.6kN.m513.96kN.m5948.8kN.m67.6kN.mfy級(jí)310級(jí)310級(jí)310冷拉級(jí)580As603mm22106mm212650mm2308mm2Ms50.7kN.m405.6kN.m4867.2kN.m50.7kN.mf=3000L16.4=3170L38.1=2730L88.8=2340L32.2=5 .1610Lss232MPa453MPawmax=0.30.250.75第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(

3、ginin)第2頁/共133頁第三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第3頁/共133頁第四頁，共133頁。二、預(yù)應(yīng)力的基本概念二、預(yù)應(yīng)力的基本概念2hIeNANppppc2hIMc)2(2hIeNANhIMppppccb第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第4頁/共133頁第五頁，共133頁。0pcc)2(2hIeNANhIMppppccbtkpccf0tkpccf由于預(yù)加應(yīng)力由于預(yù)加應(yīng)力spc較大，受拉邊緣仍處于受壓狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)較大，受拉邊緣仍處于受壓狀

4、態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)(chxin)開裂；開裂；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)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)(chxin)開裂；開裂；受拉邊緣應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，雖然會(huì)產(chǎn)生受拉邊緣應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，雖然會(huì)產(chǎn)生(chnshng)裂縫，但比鋼筋混凝土構(gòu)件（裂縫，但比鋼筋混凝土構(gòu)件（Np =0）的開裂明顯推遲，裂縫寬度也顯著減小。）的開裂明顯推遲，裂縫寬度也顯著減小。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念第5頁/共133頁第六頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定1

5、0.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第6頁/共133頁第七頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第7頁/共133頁第八頁，共133頁。預(yù)應(yīng)力壩第8頁/共133頁第九頁，共133頁。第9頁/共133頁第十頁，共133頁。第10頁/共133頁第十一頁，共133頁。施加(shji)預(yù)應(yīng)力的方法先張法先張法第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第11頁/共133頁第十二頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念

6、(ginin)第12頁/共133頁第十三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第13頁/共133頁第十四頁，共133頁。后張法后張法第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第14頁/共133頁第十五頁，共133頁。后張法后張法第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第15頁/共133頁第十六頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念(ginin)第16

7、頁/共133頁第十七頁，共133頁。無粘結(jié)無粘結(jié)(zhn ji)預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)力混凝土錨具的可靠性高強(qiáng)鋼絲(n s)的可靠度一定要有非預(yù)應(yīng)力筋第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念第17頁/共133頁第十八頁，共133頁。第18頁/共133頁第十九頁，共133頁。第19頁/共133頁第二十頁，共133頁。、錨具和夾具、錨具和夾具(jij)10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定1.對(duì)錨具的要求(1)安全可靠,具有足夠的強(qiáng)度和剛度(2)預(yù)應(yīng)力筋滑移小,減少預(yù)應(yīng)力損失(3)構(gòu)造簡(jiǎn)單,便于制

8、作(4)使用方便,省材料,價(jià)格低2. 工程中常用的錨具(1)螺絲端桿錨具第20頁/共133頁第二十一頁，共133頁。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定第21頁/共133頁第二十二頁，共133頁。 10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定(2)錐形錨具第22頁/共133頁第二十三頁，共133頁。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定夾片式錨具夾片式錨具第23頁/共133頁第二十四頁，共133頁。10

9、.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定第24頁/共133頁第二十五頁，共133頁。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定第25頁/共133頁第二十六頁，共133頁。第26頁/共133頁第二十七頁，共133頁。第27頁/共133頁第二十八頁，共133頁。第28頁/共133頁第二十九頁，共133頁。第29頁/共133頁第三十頁，共133頁。第30頁/共133頁第三十一頁，共133頁。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cil

10、io)及錨夾具一、預(yù)應(yīng)力鋼筋一、預(yù)應(yīng)力鋼筋 預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度越高越好。預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度越高越好。 而且在預(yù)應(yīng)力混凝土制作和使用過程中，由于種種原因，預(yù)應(yīng)力筋而且在預(yù)應(yīng)力混凝土制作和使用過程中，由于種種原因，預(yù)應(yīng)力筋中預(yù)先施加的張拉應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生損失，因此，為使得扣除應(yīng)力損失中預(yù)先施加的張拉應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生損失，因此，為使得扣除應(yīng)力損失后仍具有較高的張拉應(yīng)力，也必須使用高強(qiáng)鋼筋（絲）作預(yù)應(yīng)力后仍具有較高的張拉應(yīng)力，也必須使用高強(qiáng)鋼筋（絲）作預(yù)應(yīng)力筋。筋。 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。同時(shí)還要求性。同時(shí)還要求(yoq

11、i)具有良好的加工性能，以滿足對(duì)鋼筋焊具有良好的加工性能，以滿足對(duì)鋼筋焊接、鐓粗的加工要求接、鐓粗的加工要求(yoqi)。 對(duì)鋼絲類預(yù)應(yīng)力筋，還要求對(duì)鋼絲類預(yù)應(yīng)力筋，還要求(yoqi)具有低松弛性和與混凝土良好具有低松弛性和與混凝土良好的粘結(jié)性能，通常采用的粘結(jié)性能，通常采用刻痕刻痕或或壓波壓波方法來提高與混凝土方法來提高與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度。粘結(jié)強(qiáng)度。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算規(guī)定第31頁/共133頁第三十二頁，共133頁。1、冷拉低合金鋼筋、冷拉低合金鋼筋 通常將通常將級(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)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。 為解決粗直

12、徑鋼筋的連接問題為解決粗直徑鋼筋的連接問題(wnt)，鋼筋表面軋制成不帶，鋼筋表面軋制成不帶縱向肋的精制螺紋，可用套筒直接連接?？v向肋的精制螺紋，可用套筒直接連接。 但隨著近年來高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線的大量生產(chǎn)，這種預(yù)應(yīng)力筋但隨著近年來高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線的大量生產(chǎn)，這種預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)用已很少。的應(yīng)用已很少。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定第32頁/共133頁第三十三頁，共133頁。2、中高強(qiáng)鋼絲、中高強(qiáng)鋼絲(n s)中高強(qiáng)鋼絲中高強(qiáng)鋼絲(n s)是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)過幾次冷拔后得到。是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)過幾次冷拔后得到。中

13、強(qiáng)鋼絲中強(qiáng)鋼絲(n s)的為的為8001200MPa，高強(qiáng)鋼絲高強(qiáng)鋼絲(n s)的強(qiáng)度為的強(qiáng)度為14701860MPa。鋼絲鋼絲(n s)直徑為直徑為39mm。為增加與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，鋼絲為增加與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，鋼絲(n s)表面可采用表面可采用刻痕刻痕或或壓波壓波，也可制成螺旋肋。，也可制成螺旋肋。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲第33頁/共133頁第三十四頁，共133頁。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定消除消除(xioch)應(yīng)力

14、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消除(xioch)內(nèi)應(yīng)力。消除內(nèi)應(yīng)力。消除(xioch)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)力鋼絲的比例極限、條件屈服強(qiáng)度和彈性模量均比消除(xioch)應(yīng)力前有所提高，塑性也有所改善。應(yīng)力前有所提高，塑性也有所改善。第34頁/共133頁第三十五頁，共133頁。3、鋼絞線、鋼絞線 鋼絞線是用鋼絞線是用2、3、7股高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)股高強(qiáng)鋼絲扭結(jié)(niji)而成的一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋，其中以而成的一種高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋，其中以7股鋼絞線應(yīng)用最多。股鋼絞線

15、應(yīng)用最多。7股鋼絞線的公稱直徑為股鋼絞線的公稱直徑為9.515.2 mm，通常用于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，強(qiáng)度可高達(dá)，通常用于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，強(qiáng)度可高達(dá)1860MPa。2股和股和3股鋼絞線用途不廣，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。股鋼絞線用途不廣，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。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力束第35頁/共133頁第三十六頁，共133頁。4、熱處理鋼筋、熱處理鋼筋 用熱軋中碳低合金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)用熱軋中碳低合金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)(dio zh)熱處理后制成的高強(qiáng)度鋼筋

16、，直徑為熱處理后制成的高強(qiáng)度鋼筋，直徑為610mm，抗拉強(qiáng)度為，抗拉強(qiáng)度為1470MPa。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定除冷拉低合金鋼筋外，其余預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力除冷拉低合金鋼筋外，其余預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線均無明顯屈服點(diǎn)，采用殘余應(yīng)變?yōu)閼?yīng)變曲線均無明顯屈服點(diǎn)，采用殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的的條件屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)作為抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。作為抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。a0.2%0.2 fu第36頁/共133頁第三十七頁，共133頁。預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值（N/mm2）種 類fptkfpyyf 消除應(yīng)力鋼絲螺旋肋鋼絲4914701570

17、167017701250118011101040400刻痕鋼絲5、71470157011101040360二股d=10.0d=12.017201220360三股d=10.8d=12.917201220360鋼絞線七股d=9.5d=11.1d=12.7d=15.2186018601860186018201720132013201320132012901220360熱處理鋼筋40Si2Mn(d=6)48Si2Mn(d=8.2)45Si2Cr(d=10)1470104040010.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定第37頁/共133頁第

18、三十八頁，共133頁。二、混凝土二、混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土要求采用高強(qiáng)混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土要求采用高強(qiáng)混凝土可以施加較大的預(yù)壓應(yīng)力，提高預(yù)應(yīng)力效率；可以施加較大的預(yù)壓應(yīng)力，提高預(yù)應(yīng)力效率；有利于減小構(gòu)件截面尺寸有利于減小構(gòu)件截面尺寸(ch cun)，以適用大跨度的要求；，以適用大跨度的要求；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)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；的彈性回縮；徐變較小，有利于減少徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；徐變較小，有利于減少徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；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)

19、力傳遞長(zhǎng)度；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板的尺寸(ch cun)；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，當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲時(shí)不低于高強(qiáng)鋼絲時(shí)不低于C40。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料(cilio)及錨夾具第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定第38頁

20、/共133頁第三十九頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本(jbn)受力分析12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本(jbn)受力分析一、截面應(yīng)力計(jì)算一、截面應(yīng)力計(jì)算yIeNANppppcyIMc pccyIM)(yIeNANppp第39頁/共133頁第四十頁，共133頁。二、截面二、截面(jimin)受受力特點(diǎn)力特點(diǎn)受荷以前受荷以后MaCaNpCMNMap第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本(jbn)受力分析第40頁/共133頁第四十一頁，共133頁。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件是依靠?jī)?nèi)力臂的變化來抵抗

21、外彎預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件是依靠?jī)?nèi)力臂的變化來抵抗外彎矩的作用，在受力過程中預(yù)應(yīng)力筋一直承受較大的拉力矩的作用，在受力過程中預(yù)應(yīng)力筋一直承受較大的拉力Np，而截面混凝土則一直主要承受壓力，而截面混凝土則一直主要承受壓力C。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件開裂后，內(nèi)力臂基本保持不變，而鋼筋混凝土受彎構(gòu)件開裂后，內(nèi)力臂基本保持不變，而鋼筋拉力鋼筋拉力T和壓區(qū)混凝土的壓力和壓區(qū)混凝土的壓力C隨彎矩增長(zhǎng)而不斷增隨彎矩增長(zhǎng)而不斷增大。大。預(yù)應(yīng)力混凝土的這種受力特點(diǎn)，充分利用了鋼筋抗拉強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土的這種受力特點(diǎn)，充分利用了鋼筋抗拉強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度高特性度和混凝土抗壓強(qiáng)度高特性(txng)，可以使得高強(qiáng)度，可以使得高

22、強(qiáng)度材料強(qiáng)度高的性能得以發(fā)揮。材料強(qiáng)度高的性能得以發(fā)揮。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本(jbn)受力分析第41頁/共133頁第四十二頁，共133頁。三、平衡三、平衡(pnghng)荷載概念荷載概念)(212xlxgMkg220)(4lxlxeeppkNlge2081取 ppeN )(yIeNANyIMpppg第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本(jbn)受力分析222)(814lxlxNlgpkANpgM)(212xlxgk第42頁/共133頁第四十三頁，共133頁。dNdxwpppNdxdNwd

23、xd208leNpNpwdd/2d/2dx208leNNwpp當(dāng)當(dāng)w=gk時(shí)，曲線預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土產(chǎn)生時(shí)，曲線預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土產(chǎn)生(chnshng)橫向分布?jí)毫η『玫窒壕己愫奢d橫向分布?jí)毫η『玫窒壕己愫奢dgk。按這種方法設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)稱為平衡荷載法。按這種方法設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)稱為平衡荷載法。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定12.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本(jbn)受力分析220)(4lxlxeep22dxedp第43頁/共133頁第四十四頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力

24、損失張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力(yngl)(yngl)和預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力(yngl)(yngl)損失損失在張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）在張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）所控制的所控制的總張拉力總張拉力Np,con除以預(yù)應(yīng)力筋面積除以預(yù)應(yīng)力筋面積Ap得到的應(yīng)力稱為得到的應(yīng)力稱為張張拉控制應(yīng)力拉控制應(yīng)力 con。它是預(yù)應(yīng)力筋在在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。它是預(yù)應(yīng)力筋在在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力 con取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土的預(yù)壓作用越大，可以取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土的預(yù)壓作用越大，可以使預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用。使

25、預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用。但但 con取值過高，可能會(huì)在張拉時(shí)引起破斷事故，產(chǎn)生過大應(yīng)力松弛。取值過高，可能會(huì)在張拉時(shí)引起破斷事故，產(chǎn)生過大應(yīng)力松弛。因此，因此，規(guī)范規(guī)范規(guī)定了張拉控制應(yīng)力限值規(guī)定了張拉控制應(yīng)力限值 con。pconpconAN,第44頁/共133頁第四十五頁，共133頁。張拉控制應(yīng)力限值con張拉方法鋼筋種類先張法后張法預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線熱處理鋼筋0.75 fptk0.70 fptk0.75 fptk0.65 fptk第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失第45頁/共133頁第四十六頁，共133頁。 因?yàn)閷?duì)預(yù)應(yīng)力筋的

26、張拉過程是在施工階段進(jìn)行的，同時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力筋也是對(duì)它進(jìn)行的一次檢驗(yàn)，所以表中因?yàn)閷?duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進(jìn)行的，同時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力筋也是對(duì)它進(jìn)行的一次檢驗(yàn)，所以表中scon是以預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度給出的，且是以預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度給出的，且scon可不受抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的限制?？刹皇芸估瓘?qiáng)度設(shè)計(jì)值的限制。在下列情況在下列情況(qngkung)下，下， scon可提高可提高0.05 fptk： 為提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能，而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力筋；為提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能，而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力筋；為部分抵消應(yīng)力松弛、摩擦、分批張拉和溫差產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。為部分抵消應(yīng)力

27、松弛、摩擦、分批張拉和溫差產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 為避免為避免scon的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用，規(guī)范規(guī)定的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用，規(guī)范規(guī)定scon不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.4 fptk。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制應(yīng)力(yngl)和預(yù)應(yīng)力(yngl)損失第46頁/共133頁第四十七頁，共133頁。預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失 預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作方法上原因，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會(huì)從方法上原因，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會(huì)從scon逐步減少，并逐步減少，并經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)最終經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間

28、才會(huì)最終(zu zhn)穩(wěn)定下來，這穩(wěn)定下來，這種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。 由于最終由于最終(zu zhn)穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生實(shí)穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生實(shí)際的預(yù)應(yīng)力效果。因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土際的預(yù)應(yīng)力效果。因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的一個(gè)關(guān)鍵的問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的一個(gè)關(guān)鍵的問題。 過高或過低估計(jì)預(yù)應(yīng)力損失，都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用性能過高或過低估計(jì)預(yù)應(yīng)力損失，都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不利影響。產(chǎn)生不利影響。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 張拉控制應(yīng)力(yngl)和預(yù)應(yīng)力(yngl)損失第47

29、頁/共133頁第四十八頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失 由于預(yù)應(yīng)力的通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，凡是能使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縮由于預(yù)應(yīng)力的通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，凡是能使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有：短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有： 錨固損失：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移。錨固損失：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移。 摩擦損失：在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之摩擦損失：在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點(diǎn)處的摩擦，也會(huì)間的摩擦，

30、先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點(diǎn)處的摩擦，也會(huì)使張拉應(yīng)力造成損失。使張拉應(yīng)力造成損失。 混凝土的收縮和徐變引起的損失?；炷恋氖湛s和徐變引起的損失。 松弛松弛(sn ch)損失：長(zhǎng)度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長(zhǎng)期作用損失：長(zhǎng)度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下會(huì)產(chǎn)生松弛下會(huì)產(chǎn)生松弛(sn ch)，會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失。，會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失。 溫差損失：先張法中的熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失。溫差損失：先張法中的熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失。 彈性壓縮損失：混凝土彈性壓縮，后張法中后拉束對(duì)先張拉束造彈性壓縮損失：混凝土彈性壓縮，后張法中后拉束對(duì)先張拉束造成的壓縮變形而產(chǎn)生分批張拉損失等。成的壓縮變形而產(chǎn)生分批張拉損

31、失等。第48頁/共133頁第四十九頁，共133頁。1 1、錨固損失、錨固損失sl1sl1 預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時(shí)，由于錨具受力后變形預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時(shí)，由于錨具受力后變形(bin xng)(bin xng)、墊板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失記為、墊板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失記為sl1sl1。對(duì)直線預(yù)應(yīng)力筋，對(duì)直線預(yù)應(yīng)力筋，slEla1第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值 a（mm）錨 具 類 別a支承式錨具（鋼絲束鐓頭錨具等） ：螺帽縫隙每塊后加墊板的縫隙11錐塞式

32、錨具（鋼絲束的鋼質(zhì)錐形錨具等）5有頂壓時(shí)5夾片式錨具無頂壓時(shí)68第49頁/共133頁第五十頁，共133頁。2 2、摩擦損失、摩擦損失sl2sl2 摩擦損失是指在后張法張拉鋼筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間存在摩擦，引起摩擦損失是指在后張法張拉鋼筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間存在摩擦，引起(ynq)(ynq)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力隨距張拉端距離的增加而逐漸減少的現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力隨距張拉端距離的增加而逐漸減少的現(xiàn)象。直線預(yù)應(yīng)力筋曲線預(yù)應(yīng)力筋第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 張拉控制應(yīng)力(yngl)和預(yù)應(yīng)力(yngl)損失第50頁/共133頁第五

33、十一頁，共133頁。第51頁/共133頁第五十二頁，共133頁。dxNdFp1dNdxppdNpdxdFp2取取dx=rd ，Np= pAp ppdAdFdrdpp)()(lnlnconrp第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失21dFdF dArpp)(第52頁/共133頁第五十三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失)(lnlnconrp)(conkrpe為張拉端與計(jì)算為張拉端與計(jì)算(jun)(jun)截面曲線部分的切線夾角（截面曲線部分的切線夾角

34、（adad）設(shè)該夾角很小，可近似取張拉端到計(jì)算設(shè)該夾角很小，可近似取張拉端到計(jì)算(jun)(jun)截面的距離截面的距離xx，則摩擦損失，則摩擦損失l2l2為，為，plcon2)(con2xl2 . 0)(x若若)(con11xe第53頁/共133頁第五十四頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 張拉控制應(yīng)力(yngl)和預(yù)應(yīng)力(yngl)損失鋼絲束、鋼絞線摩擦系數(shù)孔道成型方式預(yù)埋金屬波紋管預(yù)埋鋼管抽芯成型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線0.00150.00100.00150.00350.250.250.550.09注：1、當(dāng)有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料時(shí)，表列系數(shù)值可根據(jù)

35、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定；2、當(dāng)采用鋼絲束的鋼質(zhì)錐形錨具及類似形式錨具時(shí)，尚應(yīng)考慮錨杯口處的附加摩擦損失，其值可根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定；3、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的數(shù)據(jù)適用于由公稱直徑 12.70mm 或15.20mm 鋼絞線制成的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋。第54頁/共133頁第五十五頁，共133頁。 對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí)，由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí)，由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮a(mm)，使預(yù)應(yīng)力筋有回縮的趨勢(shì)，從而，使預(yù)應(yīng)力筋有回縮的趨勢(shì)，從而(cng r)產(chǎn)生反向摩擦力以阻止其內(nèi)縮。產(chǎn)生反向摩擦力以阻止其內(nèi)縮。反向摩擦力只在一定的影響反向摩擦力只在一定的影響(yngxing)長(zhǎng)度長(zhǎng)度lf(m)內(nèi)

36、發(fā)生，即在距張拉端內(nèi)發(fā)生，即在距張拉端lf處，預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值為零。處，預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值為零。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失第55頁/共133頁第五十六頁，共133頁。(m) )(1000concpfraEl第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失設(shè)反向摩擦和正向設(shè)反向摩擦和正向(zhn xin)摩擦相同摩擦相同Ds =2sl2fpfcconfpllElrlEa)(2)(con2xlxrcl)(con2內(nèi)縮值內(nèi)縮值第56頁/共133頁第五十七頁，共133頁。(m) )(100

37、0concpfraEl)1 (1fllx第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的原理及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失設(shè)反向設(shè)反向(fn xin)摩擦和正向摩擦相同摩擦和正向摩擦相同Ds =2sl2)(con2xlxrcl)(con2)1)(2confcflxrl第57頁/共133頁第五十八頁，共133頁。一端張拉一端張拉兩端張拉兩端張拉超張拉超張拉減少(jinsho)摩擦損失的措施第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理及計(jì)算(j sun)規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失第58頁/共133頁第五十九頁，共133頁。3 3、熱養(yǎng)護(hù)損失、熱養(yǎng)護(hù)損失sl3sl3

38、 為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)加快混凝土的凝結(jié)為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)加快混凝土的凝結(jié)(nngji)(nngji)硬化。硬化。升溫時(shí)，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺(tái)座是固定不動(dòng)的，亦即鋼筋長(zhǎng)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)力損失升溫時(shí)，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺(tái)座是固定不動(dòng)的，亦即鋼筋長(zhǎng)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sl3sl3。降溫時(shí)，混凝土達(dá)到了一定的強(qiáng)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)力損失降溫時(shí)，混凝土達(dá)到了一定的強(qiáng)度，與預(yù)應(yīng)力

39、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sl3sl3無法恢復(fù)。無法恢復(fù)。設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為D t D t ，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為1 110-5/10-5/，則有，則有， 10153tEsl第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理(yunl)及計(jì)算規(guī)定10.1 張拉控制(kngzh)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失tt210210155第59頁/共133頁第六十頁，共133頁。4 4、鋼筋松弛損失、鋼筋松弛損失sl4sl4鋼筋在高應(yīng)力長(zhǎng)期作用下具有隨時(shí)間鋼筋在高應(yīng)力長(zhǎng)期作用下具有隨時(shí)間(shjin)(shjin)增長(zhǎng)產(chǎn)生塑性變形

40、的性質(zhì)。在長(zhǎng)度保持不變的條件下，應(yīng)力值隨時(shí)間增長(zhǎng)產(chǎn)生塑性變形的性質(zhì)。在長(zhǎng)度保持不變的條件下，應(yīng)力值隨時(shí)間(shjin)(shjin)增長(zhǎng)而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為松弛。增長(zhǎng)而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為松弛。應(yīng)力松弛與初始應(yīng)力水平和作用時(shí)間應(yīng)力松弛與初始應(yīng)力水平和作用時(shí)間(shjin)(shjin)長(zhǎng)短有關(guān)。長(zhǎng)短有關(guān)。根據(jù)應(yīng)力松弛的長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果，規(guī)范取根據(jù)應(yīng)力松弛的長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果，規(guī)范取普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：conptkconlf)5 . 0(4 . 04低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：當(dāng)當(dāng) con0.7fptk時(shí)，時(shí)，conptkconlf)5 . 0(125

41、. 04當(dāng)當(dāng)0.7fptk Ncr，在裂縫截面軸力全部由預(yù)應(yīng)力筋承擔(dān)，即在裂縫截面軸力全部由預(yù)應(yīng)力筋承擔(dān)，即 00pppANNNANppANN0相當(dāng)于鋼筋混凝土構(gòu)件直接加載產(chǎn)生的鋼筋應(yīng)力。將該應(yīng)力增量代替相當(dāng)于鋼筋混凝土構(gòu)件直接加載產(chǎn)生的鋼筋應(yīng)力。將該應(yīng)力增量代替裂縫寬度裂縫寬度計(jì)算公式中的鋼筋應(yīng)力計(jì)算公式中的鋼筋應(yīng)力 ss后，即可計(jì)算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的裂縫寬度。后，即可計(jì)算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的裂縫寬度。ppANN00第72頁/共133頁第七十三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)受力性能分析10.2 軸心(zhu xn)受拉構(gòu)件4、極限軸力：、極限軸力： 當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力達(dá)到當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋

42、的應(yīng)力達(dá)到(d do)起抗拉強(qiáng)度時(shí)，達(dá)到起抗拉強(qiáng)度時(shí)，達(dá)到(d do)極限軸力極限軸力ppyuAfN 第73頁/共133頁第七十四頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)受力性能分析10.2 軸心(zhu xn)受拉構(gòu)件第74頁/共133頁第七十五頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能(xngnng)分析10.2 軸心(zhu xn)受拉構(gòu)件第75頁/共133頁第七十六頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能(xngnng)分析10.2 軸心(zhu xn)受拉構(gòu)件第76頁/共133頁第七十七頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能(xngnng

43、)分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)10.3 受彎構(gòu)件受力性能(xngnng)分析一、施工階段一、施工階段 1、先張法構(gòu)件、先張法構(gòu)件plconpAN)(0第77頁/共133頁第七十八頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)受力性能分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)10.3 受彎構(gòu)件受力性能(xngnng)分析一、施工階段一、施工階段 1、先張法構(gòu)件、先張法構(gòu)件000000yIeNANppppcpcElconpaplconpAN)(0第78頁/共133頁第七十九頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能(xngnng)分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)plconp

44、lconpAAN)()(000)()(ppplconpplconpNyAyAe000000yIeNANppppc第79頁/共133頁第八十頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能(xngnng)分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)2、后張法構(gòu)件、后張法構(gòu)件(gujin)nnpnpnppcyIeNANplconplconpAAN)()(ppnplconpnplconpnNyAyAe)()(第80頁/共133頁第八十一頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)受力性能分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)二、使用二、使用(shyng)階段階段 無論是先張法還是后張法，無論是先

45、張法還是后張法，施加外彎矩施加外彎矩M后，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土是后，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土是共同變形的共同變形的。因此在達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度因此在達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度ftk之前之前，可按彈性材料力學(xué)按換，可按彈性材料力學(xué)按換算截面慣性矩算截面慣性矩I0來確定由彎矩產(chǎn)生的截面應(yīng)力，即來確定由彎矩產(chǎn)生的截面應(yīng)力，即cEpa00yIMc拉為正拉為正第81頁/共133頁第八十二頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)受力性能分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)1、消壓彎矩消壓彎矩M0000pcbpccyIMbpcbpcWyIM0000 當(dāng)外彎矩M產(chǎn)生的截面受拉邊緣的拉應(yīng)力sc恰好抵消混凝土的預(yù)壓(y

46、 y)應(yīng)力spc時(shí)，這時(shí)的彎矩稱為消壓彎矩M0，W0b為換算截面對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩為換算截面對(duì)受拉邊緣的彈性抵抗矩pcbpccyIM00梁底邊應(yīng)力梁底邊應(yīng)力第82頁/共133頁第八十三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)受力性能分析10.3 受彎構(gòu)件(gujin)2、開裂、開裂(ki li)彎矩彎矩Mcr2256. 0bhfMtkcr261bhfWfMtkmetkmcr m=0.2566=1.536截面抵抗矩塑性系數(shù)截面抵抗矩塑性系數(shù)，與截面形狀和截面高度有關(guān)與截面形狀和截面高度有關(guān)01207 . 0hm表 13-1 截面抵抗矩塑性影響系數(shù)基本值0對(duì)稱工形截面或箱形截面

47、翼緣位于受拉區(qū)的 T 形截面截面形狀矩形截面翼緣位于受壓區(qū)的 T形截面bf/b2hf/h 為任意值bf/b2hf/h2hf/h Mcr構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度控制在容許范圍內(nèi)。構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度控制在容許范圍內(nèi)。第97頁/共133頁第九十八頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫(li fng)控制等級(jí)抗裂性高、抗疲勞性能好、剛度大、設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單。適用于對(duì)抗裂有很高要求的結(jié)構(gòu)，如有防滲漏要求的壓力容器適用于對(duì)抗裂有很高要求的結(jié)構(gòu)，如有防滲漏要求的壓力容器（核反應(yīng)堆壓力容器和安全殼）、儲(chǔ)液罐和在嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下（核反應(yīng)堆壓力容器

48、和安全殼）、儲(chǔ)液罐和在嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下需防止鋼材銹蝕的結(jié)構(gòu)，以及承受高頻反復(fù)荷載易產(chǎn)生疲勞破需防止鋼材銹蝕的結(jié)構(gòu)，以及承受高頻反復(fù)荷載易產(chǎn)生疲勞破壞的結(jié)構(gòu)。壞的結(jié)構(gòu)。但全預(yù)應(yīng)力混凝土也存在著以下的缺點(diǎn)：但全預(yù)應(yīng)力混凝土也存在著以下的缺點(diǎn)： 對(duì)抗裂要求過高，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋配筋量往往由抗裂要求控對(duì)抗裂要求過高，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋配筋量往往由抗裂要求控制，而不是由承載力條件確定；制，而不是由承載力條件確定； 反拱過大，特別是在恒載小、活荷載大的情況下，混凝土反拱過大，特別是在恒載小、活荷載大的情況下，混凝土處于長(zhǎng)期高預(yù)壓應(yīng)力狀態(tài)，引起徐變和反拱不斷增長(zhǎng)，以處于長(zhǎng)期高預(yù)壓應(yīng)力狀態(tài)，引起徐變和反拱不斷增長(zhǎng)，以致影

49、響結(jié)構(gòu)的正常使用；致影響結(jié)構(gòu)的正常使用； 從開裂到破壞的過程很短，且破壞后延性?。粡拈_裂到破壞的過程很短，且破壞后延性小； 施加預(yù)應(yīng)力大，對(duì)張拉設(shè)備、錨具等有較高的要求，制作費(fèi)用施加預(yù)應(yīng)力大，對(duì)張拉設(shè)備、錨具等有較高的要求，制作費(fèi)用高。高。第98頁/共133頁第九十九頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(fn li)及裂縫控制等級(jí)因此，要完全靠預(yù)應(yīng)力來保證結(jié)構(gòu)中不出現(xiàn)裂縫，不因此，要完全靠預(yù)應(yīng)力來保證結(jié)構(gòu)中不出現(xiàn)裂縫，不僅技術(shù)很難做到，而且在經(jīng)濟(jì)上也是不合理的。僅技術(shù)很難做到，而且在經(jīng)濟(jì)上也是不合理的。第99頁/共133頁第一百頁，共133

50、頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫(li fng)控制等級(jí)第100頁/共133頁第一百零一頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(fn li)及裂縫控制等級(jí)MM0l預(yù)應(yīng)力度預(yù)應(yīng)力度l l1 1：全預(yù)應(yīng)力混凝土：全預(yù)應(yīng)力混凝土l0l0：鋼筋：鋼筋( (njnjn)n)混凝土混凝土1l01l0：部分預(yù)應(yīng)力混凝土：部分預(yù)應(yīng)力混凝土第101頁/共133頁第一百零二頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(fn li)及裂縫控制等級(jí)三、裂縫三、裂縫(li

51、 fng)控制等級(jí)控制等級(jí)規(guī)范規(guī)范根據(jù)環(huán)境條件，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制分為三個(gè)等級(jí)：根據(jù)環(huán)境條件，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)：一級(jí)：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，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。二級(jí)：二級(jí)：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，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk，而按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。，而按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，

52、構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。三級(jí)：三級(jí)：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度應(yīng)滿足規(guī)定的限值。，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度應(yīng)滿足規(guī)定的限值。第102頁/共133頁第一百零三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(fn li)及裂縫控制等級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫控制等級(jí)和最大裂縫寬度限制(mm)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別裂縫控制等級(jí)最大裂縫寬度限制裂縫控制等級(jí)最大裂縫寬度限制一三0.3三0.2二三0.2二三三0.2一環(huán)境分類混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)

53、境類別環(huán)境類別說 明一工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境；無侵蝕性介質(zhì)、無高溫高濕影響、不與土壤直接接觸的環(huán)境a室內(nèi)潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境二b寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)的露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境三沿海環(huán)境；使用除冰鹽的環(huán)境；海面大氣區(qū)四海水潮汐區(qū)；浪濺區(qū)；海水下環(huán)境；水位變動(dòng)區(qū)五受人為和自然的化學(xué)侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境表中四、五類環(huán)境為港口工程和工業(yè)防腐設(shè)計(jì)用，詳細(xì)說明及耐久性設(shè)計(jì)要求按港口工程技術(shù)規(guī)范 （混凝土和鋼筋混凝土） JTJ228、 229 及 工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ46的規(guī)定進(jìn)行。第103頁/共133頁第一百零四頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)

54、件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4截面(jimin)形狀與高跨比截面截面(jimin)(jimin)形狀與跨高比形狀與跨高比預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件常用的截面預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件常用的截面(jimin)(jimin)形狀有形狀有：矩形、工字形、矩形、工字形、T T形、箱形和形、箱形和形等。形等。第104頁/共133頁第一百零五頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4截面(jimin)形狀與高跨比第105頁/共133頁第一百零六頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4截面(jimin)形狀與高跨比第106頁/共133頁第一百零七頁，共133頁。

55、第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量(shling)的確定 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量(shling)的確定0281ewlNp第107頁/共133頁第一百零八頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量(shling)的確定 )(ttpppWeNANWMWeAWMNptp1按正截面按正截面(jimin)抗裂控制要求抗裂控制要求tlconppNA,預(yù)應(yīng)力總損失估計(jì)值預(yù)應(yīng)力總損失估計(jì)值 l,t對(duì)對(duì)先張法先張法可取可取0.2 con對(duì)對(duì)后張法后張法可取可取0.15 con表 14-1 名義容許拉應(yīng)力為t裂縫控制要求容許拉應(yīng)力為t嚴(yán)格要求不出現(xiàn)

56、裂縫0一般要求不出現(xiàn)裂縫mftk容許裂縫寬度 0.2mm1.5mftk容許裂縫寬度 0.3mm2.0mftk第108頁/共133頁第一百零九頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 承載力計(jì)算(j sun) 承載力計(jì)算一、正截面承載力計(jì)算 請(qǐng)自學(xué)。注意：對(duì)配置無物理屈服點(diǎn)鋼筋(gngjn)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，應(yīng)滿足二、斜截面承載力計(jì)算二、斜截面承載力計(jì)算 試驗(yàn)表明，由于預(yù)壓應(yīng)力延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，增加的剪壓區(qū)高度和骨料咬合作用，斜截面受剪承載力比鋼筋混凝土受彎構(gòu)件提高。其提高作用類似受壓構(gòu)件的受剪情況試驗(yàn)表明，由于預(yù)壓應(yīng)力延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，增加的剪壓

57、區(qū)高度和骨料咬合作用，斜截面受剪承載力比鋼筋混凝土受彎構(gòu)件提高。其提高作用類似受壓構(gòu)件的受剪情況。cruMM ppbpyssbypcsAfAfVVVaasin8 . 0sin8 . 0第109頁/共133頁第一百一十頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 承載力計(jì)算(j sun) Vp =0.05N0當(dāng)當(dāng)N00.3fcA0時(shí)，取時(shí)，取N0=0.3fcA0；N0為消壓為消壓軸力。軸力。 對(duì)于對(duì)于N0e0與外彎矩同方向的情況，以及預(yù)與外彎矩同方向的情況，以及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和允出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)力混凝土連續(xù)梁和允出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，取取Vp =0。 對(duì)于先張法構(gòu)件，如

58、計(jì)算對(duì)于先張法構(gòu)件，如計(jì)算(j sun)斜截面位斜截面位置位于預(yù)應(yīng)力筋傳遞長(zhǎng)度置位于預(yù)應(yīng)力筋傳遞長(zhǎng)度ltr范圍，應(yīng)考慮范圍，應(yīng)考慮計(jì)算計(jì)算(j sun)斜截面位置處預(yù)壓應(yīng)力降低的斜截面位置處預(yù)壓應(yīng)力降低的影響。如圖所示，設(shè)支座邊緣截面至構(gòu)件影響。如圖所示，設(shè)支座邊緣截面至構(gòu)件短部的距離為短部的距離為la ltr，則在支座截面斜截面，則在支座截面斜截面受剪承載力計(jì)算受剪承載力計(jì)算(j sun)時(shí)，應(yīng)取時(shí)，應(yīng)取Vp =0.05N0。第110頁/共133頁第一百一十一頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 承載力計(jì)算(j sun) pcVVV可按與鋼筋混凝土相同的構(gòu)造

59、要求配置箍筋。最小配箍率要求也與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相同?？砂磁c鋼筋混凝土相同的構(gòu)造要求配置箍筋。最小配箍率要求也與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相同。當(dāng)剪力設(shè)計(jì)值滿足當(dāng)剪力設(shè)計(jì)值滿足第111頁/共133頁第一百一十二頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 正常使用(shyng)階段驗(yàn)算 正常使用階段驗(yàn)算一、抗裂驗(yàn)算1、正截面抗裂驗(yàn)算裂縫控制等級(jí)為一級(jí)，嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，在荷載(hzi)短期效應(yīng)組合彎矩Ms作用下應(yīng)滿足，0pcck0/WMsck裂縫控制等級(jí)為二級(jí)，一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，在荷載短期效應(yīng)組合彎矩裂縫控制等級(jí)為二級(jí)，一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，在荷載短期效

60、應(yīng)組合彎矩Ms作用下應(yīng)滿足，作用下應(yīng)滿足，tkpcckf在荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算彎矩在荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算彎矩Mq作用下應(yīng)滿足，作用下應(yīng)滿足，0pccq0/WMqcq第112頁/共133頁第一百一十三頁，共133頁。第10章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件(gujin)的設(shè)計(jì)10.4 正常(zhngchng)使用階段驗(yàn)算 2、斜截面抗裂驗(yàn)算、斜截面抗裂驗(yàn)算 在剪彎區(qū)段，截面上各點(diǎn)同時(shí)受正應(yīng)力在剪彎區(qū)段，截面上各點(diǎn)同時(shí)受正應(yīng)力sx和剪應(yīng)力和剪應(yīng)力t，因此斜截面抗裂驗(yàn)算應(yīng)對(duì)各點(diǎn)的主拉應(yīng)力，因此斜截面抗裂驗(yàn)算應(yīng)對(duì)各點(diǎn)的主拉應(yīng)力stp和主壓應(yīng)力和主壓應(yīng)力scp進(jìn)行限制，不超過一定的限值。進(jìn)行限制，不超過一定的限值。 斜裂