預應力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能課件

10預應力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能10預應力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能1主要內(nèi)容

●預應力混凝土的概念

●預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

●預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

●預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

重點

●預應力混凝土的基本概念

●各項預應力損失的意義、計算方法、減小措施

●預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

第10章預應力混凝土構(gòu)件本章主要內(nèi)容及重點主要內(nèi)容第10章預應力混凝土構(gòu)件本章主要內(nèi)容及重點第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述§10.1

概述

1.預應力混凝土的概念由于混凝土的抗拉性能很差，開裂時，相應的鋼筋應力，作用不大，不能改善混凝土構(gòu)件的抗裂性能，因此，普通混凝土構(gòu)件通常是帶裂縫工作的。如果采用高強鋼筋，在使用荷載作用下，應力可以達到，但此時鋼筋的應變將很大，構(gòu)件的裂縫寬度早就超過允許值了。所以在普通混凝土構(gòu)件中采用高強鋼筋是不經(jīng)濟的。這是因為在普通混凝土構(gòu)件中，鋼筋的作用是被動的，既鋼筋只有被充分受拉后其強度才能發(fā)揮出來。如果在構(gòu)件受荷之前對鋼筋進行張拉，利用回縮拉力對受拉區(qū)混凝土預先施加壓應力，用它來抵抗荷載產(chǎn)生的拉應力，則可提高構(gòu)件的抗裂度，彌補混凝土抗拉性能的不足。這種由配置受力的預應力鋼筋通過張拉或其他方法建立預加應力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)，稱為預應力混凝土結(jié)構(gòu)。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述§10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述kpN(a)p或pN(b)(c)或(d)預應力混凝土受彎構(gòu)件

■優(yōu)點：提高抗裂度和剛度；節(jié)約鋼筋，減輕自重。

■缺點：構(gòu)造、施工較復雜；延性也較差。

■應用對象：

●要求裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu)；

●大跨度結(jié)構(gòu)或受力很大的構(gòu)件；

●對剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述kpN(a)p或pN第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

2.預應力混凝土的分類（1）全預應力混凝土在使用荷載作用下，截面上混凝土不允許出現(xiàn)拉應力。相當于《規(guī)范》中裂縫控制等級為一級，即嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。（2）部分預應力混凝土

■限值預應力混凝土：在使用荷載作用下，截面上混凝土允許出現(xiàn)拉應力，但不開裂。相當于《規(guī)范》中裂縫控制等級為二級，即一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。

■部分預應力混凝土：在使用荷載作用下，截面上混凝土允許開裂，但。相當于《規(guī)范》中裂縫控制等級為三級，即允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。

3.張拉預應力鋼筋的方法（1）先張法第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述2.預應力混第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述張拉鋼筋并在臺座上固定澆注混凝土構(gòu)件放松（切斷）預應力鋼筋張拉鋼筋澆筑混凝土放松（切斷）鋼筋，混凝土預壓。預應力由混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力來傳遞。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述張拉鋼筋并在臺座上固澆筑混凝土構(gòu)件，預留孔道穿預應力鋼筋并張拉、錨固鋼筋孔道灌漿第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述（2）后張法澆筑混凝土構(gòu)件穿預應力鋼筋張拉、錨固鋼筋，孔道灌漿。預應力由構(gòu)件兩端錨具實現(xiàn)。澆筑混凝土構(gòu)件，預留孔道穿預應力鋼筋并張拉、錨固鋼筋孔道灌漿第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

4.夾具和錨具夾具和錨具是錨固預應力筋的裝置?？芍貜褪褂玫姆Q夾具，不能重復使用的稱錨具。對錨具的要求是：安全可靠，使用有效、節(jié)約鋼材及制作簡單。

常用的錨具形式：螺絲端桿錨具，錐型錨具，鐓頭型錨具，夾具式錨具。

螺絲端桿錨具第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述4.夾具和錨具第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

錐型錨具墩頭錨具OVM型錨具第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述JM12型錨具

5.預應力混凝土材料（1）混凝土要求高強；收縮、徐變??；快硬、早強。規(guī)范規(guī)定，預應力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于C30；當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。（2）鋼材要求強度高，具有一定的塑性，良好的加工性能，與混凝土具有良好的粘結(jié)力。我國目前采用的鋼材有：鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋三種。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述J10.1

概述第10章預應力混凝土構(gòu)件鋼筋種類

張拉方法先張法后張法消除應力鋼絲、鋼絞線0.750.75熱處理鋼筋0.70.65張拉控制應力限值

6.張拉控制應力張拉控制應力是預應力鋼筋在進行張拉時所控制達到的最大應力值?？刂频脑颍骸龇乐诡A拉區(qū)開裂及后張法構(gòu)件的局部受壓破壞；■保持構(gòu)件破壞時具有一定的延性；■防止鋼筋張拉屈服或脆斷。張拉控制應力值不宜超過下表規(guī)定值，且不應小于0.4

。10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件鋼筋種類第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

7.預應力損失預應力鋼筋張拉到控制應力后，由于各種原因，其拉應力值將逐漸下降到一定程度，即存在預應力損失。下面分項討論引起預應力損失的原因、損失值的計算以及減少預應力損失的措施。（1）預應力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預應力損失預應力鋼筋張拉到控制應力后，錨固在臺座或構(gòu)件上，由于錨具、墊板與構(gòu)件之間的縫隙被擠緊，以及由于鋼筋和楔塊在錨具內(nèi)的滑移，使得被拉緊的鋼筋內(nèi)縮所引起的預應力損失（）：

錨具損失只考慮張拉端。減小此項損失的措施：

■

選擇變形小的錨具，少用墊板，減小值；

■

增大臺座長度。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述7.預應力第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

（2）預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失摩擦損失由兩部分組成：■孔道彎曲引起的摩擦摩擦損失計算簡圖FdqNdN－dNdqxdNl2σ

σconxθ計算截面張拉端第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述（2）預應力鋼筋與第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

忽略高階微量，取，則■孔道局部偏差引起的摩擦設沿孔道單位長度上的偏差角為弧度，則上的偏差角為

從張拉端到計算截面積分

令為單位長度上局部偏差的摩擦影響系數(shù)，則第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述忽略高第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

B截面的張拉力損失為

上式兩端除以

當時，亦可按下列近似公式計算

減小此項損失的措施：

■

兩端張拉（可減小一半損失）；

■

超張拉。

超張拉程序為：02分鐘2分鐘第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述B截面第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

對于曲線形預應力鋼筋，張拉鋼筋時出現(xiàn)，張拉完畢，錨固鋼筋由于反向摩擦的存在，錨具損失只出現(xiàn)在一定的長度范圍內(nèi)。這個長度稱為反向摩擦影響長度xθ計算截面張拉端l2σσ

con△預應力損失的分布令，則設正反摩擦相等，則△

，于是第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述對于第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

設在范圍內(nèi)由錨具損失引起的平均內(nèi)縮應變?yōu)?，則平均應力損失為，于是△

代入上式并整理得

當時，按圓弧考慮曲率，取，（rc為曲率半徑），將長度以m計，得第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述設在第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

則距張拉端為處的可按線性關系求得：式中，以米計，且，當時，

（3）混凝土加熱養(yǎng)護時，受張拉的鋼筋與承受拉力的設備之間的溫差引起的預應力損失混凝土結(jié)硬以前升溫養(yǎng)護，鋼筋受熱膨脹，引起預應力損失，設鋼筋與臺座之間的溫差為，鋼材的線膨脹系數(shù)為

減小此項損失的措施：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述則距第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述■

采用兩次升溫養(yǎng)護。先升溫20～25，待混凝土強度達到7.5～10N/mm2后，再次升溫；

■

在鋼模上張拉鋼筋，連鋼模一起升溫養(yǎng)護。

（4）鋼筋應力松弛引起的預應力損失

鋼筋受力后，在長度保持不變的條件下，應力隨時間的增長而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為鋼筋的應力松弛。

預應力鋼絲、鋼絞線：

普通松弛

低松弛第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述■采用兩第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述熱處理鋼筋：

■鋼筋應力松弛的特點：

●

松弛與時間有關，開始快，第1小時可完成50%，24小時可完成80%，以后發(fā)展緩慢；

●

松弛與鋼種有關，熱處理鋼筋松弛值較??；

●

張拉控制應力越高，松弛損失越大。

■減小的措施：采用超張拉，持荷2~5分鐘，使松弛盡量在高應力持荷階段出現(xiàn)，再降至。

（5）混凝土收縮徐變引起的預應力損失、

收縮、徐變都導致預應力混凝土構(gòu)件的長度縮短，預應力鋼筋也隨之回縮，產(chǎn)生預應力損失。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述熱處理鋼筋：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述先張法：后張法：式中，、為混凝土第一次預壓后，、各自合力點處混凝土的法向壓應力。此時預應力損失僅考慮混凝土預壓前的（第一批）損失，其值不得大于，當為拉應力時，取計算。先張法：后張法：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述先張法：式中，第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

所有能減少混凝土收縮徐變的措施，相應地都將減少。

（6）采用螺旋式預應力鋼筋的環(huán)形截面構(gòu)件，預應力鋼筋局部擠壓混凝土引起的預應力損失

與環(huán)形截面的外徑d有關:

當d≤3m時，=30N/mm2；當d＞3m時，=0

8.預應力損失的組合

不同的施加預應力方法，產(chǎn)生的預應力損失也不相同。一般地，先張法構(gòu)件的預應力損失有；而后張法構(gòu)件有；（當為環(huán)形構(gòu)件時還有）。

第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述所有能減少混第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

在實際計算中，以“預壓”為界，把預應力損失分成兩批。各階段預應力損失值的組合預應力損失值的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件

第一批損失

(混凝土預壓前)

第二批損失

(混凝土預壓后)

預應力總損失值：

《規(guī)范》規(guī)定，當計算求得的預應力總損失值小于下列數(shù)值時，應按下列數(shù)值取用：

先張法構(gòu)件100N/mm2；

后張法構(gòu)件80N/mm2。

第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述在第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

9.先張法構(gòu)件預應力鋼筋的傳遞長度先張法構(gòu)件放松或切斷預應力鋼筋時，需要經(jīng)過一段必要的長度才能通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力將預壓應力全部傳遞給混凝土，這段長度稱為預應力鋼筋的傳遞長度。該區(qū)段形成自錨區(qū)。在構(gòu)件端部，預應力鋼筋和混凝土的應力為零，經(jīng)過后，預應力鋼筋和混凝土的應力分別達到和。其變化規(guī)律可近似按線性關系考慮。預應力的傳遞式中為預應力鋼筋的外形系數(shù)。在計算梁端附近斜截面受剪承載力、正截面和斜截面抗裂度時，按上式考慮第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述9.先張法第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述混凝土預壓應力的大小。

10.后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的局部受壓承載力計算后張法構(gòu)件端部由于錨具下墊板面積很小而承受很大的局部壓力，該壓力要經(jīng)過一段距離才能擴散至整個截面，形成局部受壓區(qū)。局部受壓區(qū)內(nèi)應力分布較為復雜，縱向應力絕大部分受壓，橫向應力在靠近墊板處為壓應力，距離端部稍遠處為拉應力，當橫向拉應力超過混凝土的抗拉強度時，端部錨固區(qū)將出現(xiàn)縱向裂縫，如承載力不足，還會導yσxσσy—+局部受壓區(qū)的應力分布第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述混凝土預壓應力的大小第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述致局部承壓破壞。因此，《規(guī)范》規(guī)定，設計時既要保證在張拉鋼筋時錨具下錨固區(qū)的混凝土不開裂和不產(chǎn)生過大的變形，又要求計算錨具下所需配置的間接鋼筋以滿足局部受壓承載力的要求。（1）構(gòu)件局部受壓區(qū)截面尺寸驗算（防止錨固區(qū)混凝土縱向開裂）式中Fl——局部受壓面上作用的局部壓力設計值，?。?/p>

Al——混凝土局部承壓面積。當有墊板時；可考慮預壓力沿錨具

墊圈邊緣在墊板中按45°擴散后傳至混凝土的受壓面積；

Aln——局部受壓凈面積，應在Al中扣除孔道、凹槽部分面積；

βl——混凝土局部受壓承載力強度的提高系數(shù)；第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述致局部承壓破壞。因此第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

Ab——局部受壓時的計算底面積，按與局部承壓面積“同心、對稱”

原則確定。

（2）局部受壓承載力計算當配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積時，局部受壓承載力應按下式計算：式中

βcor

——

配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù)；

Acor——

鋼筋網(wǎng)或螺旋筋以內(nèi)的混凝土核芯面積，重心應與

Al的重心重合，且滿足

Ab≥Acor≥Al；ρv——間接鋼筋的體積配筋率，要求≥0.5％。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述Ab——局部第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

當為方格網(wǎng)式配筋時，其體積配筋率應按下列公式計算：

當為螺旋式配筋時，其體積配筋率應按下列公式計算：

方格網(wǎng)不應少于4片，螺旋鋼筋不應少于4圈。間接鋼筋構(gòu)造第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述當為第10章預應力混凝土構(gòu)件間接鋼筋構(gòu)造10.1

概述第10章預應力混凝土構(gòu)件間接鋼筋構(gòu)造10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件§10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

1.軸心受拉構(gòu)件各階段的應力分析（1）先張法構(gòu)件①施工階段

■張拉預應力鋼筋

■第一批預應力損失出現(xiàn)（）

■放松預應力鋼筋，混凝土預壓10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算第10章預應力混凝土構(gòu)件§10.2預應力混凝土軸心受拉第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

此時的應力狀態(tài)，可作為施工階段對構(gòu)件進行承載能力計算的依據(jù)。另外，還用于計算。

■完成第二批預應力損失（）由于混凝土的收縮、徐變，預應力鋼筋的應力損失了，非預應力鋼筋產(chǎn)生了壓應力。注意先張法中：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算②使用階段

■加載至混凝土應力為零（截面消壓）

■加載至裂縫出現(xiàn)第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

（2）后張法構(gòu)件

■加載至破壞①施工階段

■張拉預應力鋼筋

■第一批預應力損失出現(xiàn)注意后張法中：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

■完成第二批預應力損失在此過程中，預應力鋼筋出現(xiàn)損失，非預應力鋼筋由于混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生壓應力。②使用階段

■加載至混凝土應力為零（截面消壓）第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

■加載至裂縫出現(xiàn)

■加載至破壞第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

討論

（1）施工階段■計算公式中，先張法用，先張法用，且各階段預應力損失的組成和具體計算也不相同；■在總損失和其他條件相同的情況下，后張法的有效預壓應力高于先張法。

（2）使用階段，先張法和后張法的及的計算公式形式相同，但各自的不同；

（3）預應力鋼筋從張拉至構(gòu)件破壞始終處于高應力狀態(tài)；

（4）構(gòu)件開裂荷載與破壞荷載較接近，與同條件下的普通混凝土構(gòu)件相比，抗裂度大大提高，但延性較差；

（5）承載力與同條件下的普通混凝土構(gòu)件相同。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

2.軸心受拉構(gòu)件使用階段的計算（1）使用階段承載力計算（2）抗裂度驗算及裂縫寬度驗算

《規(guī)范》將預應力混凝土構(gòu)件的抗裂等級劃分為三個裂縫控制等級進行驗算。

■一級----嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件在荷載效應的標準組合下，截面上不允許出現(xiàn)拉應力。即：式中第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

■二級----一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件在荷載效應的標準組合下，截面不開裂；在荷載效應的準永久組合下，截面上不允許出現(xiàn)拉應力。即：式中

■三級----允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件式中取預應力混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的等效拉應力。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

3.軸心受拉構(gòu)件施工階段的驗算（1）放（先張法）張（后張法）預應力鋼筋時構(gòu)件的承載力驗算

為了保證預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段（主要是制作時）的安全性，應限制施加預應力過程中的混凝土法向壓應力值，以免混凝土被壓壞?；炷练ㄏ驂簯舷铝幸?guī)定：對先張法：；對后張法：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

（2）后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的局部受壓承載力驗算

■構(gòu)件局部受壓區(qū)截面尺寸驗算

■局部受壓承載力計算式中；及應根據(jù)相應于施工階段的強度取值。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算§10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

1.受彎構(gòu)件的應力分析（1）施工階段①先張法構(gòu)件

■第一批預應力損失出現(xiàn)截面鋼筋布置第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

■完成全部預應力損失第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算②后張法構(gòu)件

■第一批預應力損失出現(xiàn)第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

■完成全部預應力損失第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算（2）使用階段注意先張法中：后張法中：

■加載至受拉邊緣混凝土應力為零第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

即：

注意：對受彎構(gòu)件而言，在M

0作用下，只有截面下邊緣一點處應力為零（消壓），其他各點處混凝土的應力一般不為零。此時受拉區(qū)預應力鋼筋的應力為：

只有在與大小相同，作用位置相同，且方向相反的偏心拉力作用下才可能出現(xiàn)全截面消壓（理想全截面消壓）狀態(tài)。此時先張法：后張法：先張法：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算后張法：

■加載至受拉區(qū)裂縫即將出現(xiàn)

■加載至破壞受拉區(qū)預應力鋼筋：

受壓區(qū)預應力鋼筋：設從理想消壓狀態(tài)到受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應變期間預應力鋼筋的應力增量為，則破壞時受壓區(qū)預應力鋼筋的應力為：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算非預應力鋼筋：

2.受彎構(gòu)件使用階段正截面承載力計算（1）破壞階段的截面應力狀態(tài)

①界限破壞時截面相對受壓區(qū)高度的計算hoxcb理想消壓狀態(tài)界限破壞界限破壞時截面應變圖由平截面假定得如下關系：

對無明顯屈服點的預應力鋼筋：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

②任意位置處預應力鋼筋及非預應力鋼筋應力的計算破壞時截面應變圖h0ixc理想消壓狀態(tài)截面破壞api由平截面假定得如下關系：注意到，則同理第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

，應滿足下列條件：

（2）正截面受彎承載力計算矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算

h

As'ApAp'sAba0hxap'a''asMuapaas第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

基本方程適用條件：

式中，為和合力點至受壓區(qū)邊緣的距離。當，或

（受拉）時，適用條件中改用。當時，正截面受彎承載力可按下列公式計算：

■當（為壓應力）時，取

■當（為拉應力）時，取第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

3.受彎構(gòu)件使用階段正截面抗裂度驗算

對于使用階段不允許出現(xiàn)裂縫的受彎構(gòu)件，其正截面抗裂度根據(jù)裂縫控制等級的不同要求，按下列規(guī)定驗算受拉邊緣的應力：

（1）一級----嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件在荷載效應的標準組合下，截面受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應力。即：

（2）二級----一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件■在荷載效應的標準組合下，截面受拉邊緣不開裂：

由此可見，破壞時不能充分發(fā)揮作用，且當時，截面受彎承載力反而降低。因此，只要滿足施工階段的抗裂要求時，應盡量少配置。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算上式中，

對在施工階段預拉區(qū)出現(xiàn)裂縫的區(qū)段，驗算抗裂度時，應乘以系數(shù)0.9。

4.受彎構(gòu)件正截面裂縫寬度驗算式中

■

在荷載效應的準永久組合下，截面受拉邊緣不允許出現(xiàn)拉應力：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算epez標準組合下截面應力圖形式中為作用點到受拉鋼筋合力點的距離。先張法：后張法：，

應按從截面消壓狀態(tài)起算，即：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

5.受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算

預壓應力的存在使斜截面抗剪強度較普通混凝土構(gòu)件有所提高。即：或：式中時，取。對于以刻痕鋼絲及鋼絞線為預應力鋼筋的先張法構(gòu)件，如果計算截面（斜截面的受拉區(qū)）位于梁端預應力鋼筋的傳遞長度范圍內(nèi)，則按線性內(nèi)插計算。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

如果引起的彎矩與外彎矩方向相同，以及對連續(xù)梁和允許開裂的預應力簡支梁，均取。當配有預應力和非預應力彎起鋼筋時

截面尺寸的限制條件：當≤4.0時，應滿足：

當≥6.0時，應滿足：

當4.0＜＜6.0時，應滿足：

構(gòu)造配筋條件：或：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

6.受彎構(gòu)件斜截面抗裂度驗算（1）主拉應力和主壓應力計算荷載在計算截面上產(chǎn)生的正應力和剪應力：則

當配有預應力彎起鋼筋時，除考慮彎起鋼筋在截面上產(chǎn)生的外，尚應考慮其引起的及：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算則

當梁頂作用有集中荷載（如吊車梁）時，尚應考慮其引起的式中于是第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

（2）斜截面抗裂度驗算

■

混凝土主拉應力對嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：對一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：

■混凝土主壓應力對嚴格要求和一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：（3）斜截面抗裂度驗算位置

■沿梁軸線：支座內(nèi)邊緣處；截面外形突變處。

■沿梁截面高度：截面重心處；截面寬度突變處。對先張法構(gòu)件，當計算截面位于范圍內(nèi)，應注意按內(nèi)插值的方法計算。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

7.受彎構(gòu)件施工階段的驗算（1）施工階段的承載力驗算

■正截面承載力驗算最不利情況為第一批預應力損失出現(xiàn)后開始吊裝，荷載設計值?。鹤灾亍羷恿ο禂?shù)1.5×荷載分項系數(shù)1.2，驗算截面位置為吊點處。計算公式與使用階段相同，但應注意荷載彎矩方向與預加壓力的彎矩方向相同；的取值：對先張法：對后張法：混凝土強度按相應階段取值。

■斜截面承載力驗算計算公式與使用階段相同，但取，混凝土強度按相應階段取值。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

■

后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力驗算計算方法同前述，注意混凝土強度按相應階段取值。（2）制作、運輸、安裝階段的截面上下邊緣應力驗算(抗裂度驗算)

■

對施工階段不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件：

■

對施工階段預拉區(qū)允許出現(xiàn)裂縫而預拉區(qū)不配置預應力鋼筋的構(gòu)件：式中分別為相應階段截面邊緣處的預應力值疊加荷載標準值產(chǎn)生的彎曲應力。、第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

如吊裝階段

先張法按換算截面計算截面幾何特性，后張法按凈截面計算截面幾何特性。

8.受彎構(gòu)件的變形驗算

預應力受彎構(gòu)件的撓度由兩部分疊加而成：荷載產(chǎn)生的撓度；預加應力產(chǎn)生的反拱。（1）荷載作用下構(gòu)件的撓度第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

■

短期剛度對使用階段要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件

對使用階段允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件式中：，當時，取第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

為截面抵抗矩塑性影響系數(shù)基本值，按附錄查用。對矩形截面，可取。，

■

長期剛度

對預壓時預拉區(qū)出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應降低10%。式中，，

（2）預加應力引起的反拱值先張法構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算后張法構(gòu)件

（3）撓度計算第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3

預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

預應力混凝土受彎構(gòu)件的設計計算內(nèi)容使用階段構(gòu)件端部錨固區(qū)局部受壓驗算構(gòu)件承載力驗算施工階段截面邊緣混凝土法向應力驗算撓度驗算斜截面抗裂度驗算正截面抗裂度驗算或裂縫寬度驗算正截面受彎承載力計算斜截面受剪、受彎承載力計算第10章預應力混凝土構(gòu)件10.3預應力混凝土受彎構(gòu)件的計第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求§10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

1.截面形式和尺寸對預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件，通常采用正方形或矩形截面；對預應力混凝土受彎構(gòu)件，可采用T形、I形、箱形等截面。預應力混凝土受彎構(gòu)件，其截面高度；翼緣寬度一般可取，翼緣厚度可取，腹板寬度盡可能小些，可取。

2.預應力縱向鋼筋的布置直線布置：適用于荷載和跨度不大時，施工時用先張法或后張法。

曲線布置：適用于荷載和跨度較大時，施工時一般用后張法。折線布置：適用于荷載和跨度較大時，施工時一般用先張法。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

3.

先張法構(gòu)件

多根相同直徑鋼絲并筋配筋：并筋的等效直徑，對雙并筋應取為單筋直徑的1.4倍，對三并筋應取為單筋直徑的1.7倍。并筋的保護層厚度、錨固長度、預應力傳遞長度及正常使用極限狀態(tài)驗算均應按等效直徑考慮。當預應力鋼絞線、熱處理鋼筋采用并筋方式時，應有可靠的構(gòu)造措施。

先張法預應力鋼筋之間的凈間距：不應小于其公稱直徑或等效直徑的1.5倍，且應符合下列規(guī)定：對熱處理鋼筋及鋼絲，不應小于15mm；對三股鋼絞線，不應小于20mm；對七股鋼絞線，不應小于25mm。先張法預應力鋼筋端部周圍的混凝土應采取加強措施，以防止放松預應力鋼筋時，端部產(chǎn)生劈裂縫。

（1）對單根配置的預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小于150mm且第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求不少于4圈的螺旋筋；當有可靠經(jīng)驗時，亦可利用支座墊板上的插筋代替螺旋筋，但插筋數(shù)量不應少于4根，其長度不宜小于120mm；

（2）對分散布置的多根預應力鋼筋，在構(gòu)件端部10d（d為預應力鋼筋的公稱直徑）范圍內(nèi)應設置3～5片與預應力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng)；（3）對采用預應力鋼絲配筋的薄板，在板端100mm范圍內(nèi)應適當加密橫向鋼筋。

槽形板類構(gòu)件：應在構(gòu)件端部100mm范圍內(nèi)沿構(gòu)件板面設置附加橫向鋼筋，其數(shù)量不應少于2根。

預制肋形板：宜設置加強其整體性和橫向剛度的橫肋。端橫肋的受力鋼筋應彎入縱肋內(nèi)。當采用先張長線法生產(chǎn)有端橫肋的預應力混凝土肋形板時，應在設計和制作上采取防止放張預應力時端橫肋產(chǎn)生裂縫的有效措施。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

直線配筋的先張法構(gòu)件：當構(gòu)件端部與下部支承結(jié)構(gòu)焊接時，應考慮混凝土收縮、徐變及溫度變化所產(chǎn)生的不利影響，宜在構(gòu)件端部可能產(chǎn)生裂縫的部位設置足夠的非預應力縱向構(gòu)造鋼筋。

4.后張法構(gòu)件

后張法預應力鋼絲束、鋼絞線束的預留孔道應符合下列規(guī)定：對預制構(gòu)件，孔道之間的水平凈間距不宜小于50mm；孔道至構(gòu)件邊緣的凈間距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直徑的一半。在框架梁中，預留孔道在豎直方向的凈間距不應小于孔道外徑,水平方向的凈間距不應小于1.5倍孔道外徑；從孔壁算起的混凝土保護層厚度，梁底不宜小于50mm，梁側(cè)不宜小于40mm。預留孔道的內(nèi)徑應比預應力鋼絲束或鋼絞線束外徑及需穿過孔道的連接器外徑大10～15mm。在構(gòu)件兩端及跨中應設置灌漿孔或排氣孔，其孔距不宜大于12m。凡制作時需要預先起拱的構(gòu)件，預留孔道宜隨構(gòu)件同時起拱。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

后張法預應力混凝土構(gòu)件的端部錨固區(qū)應配置間接鋼筋，除進行局部受壓承載力計算外，其體積配筋率不應小于0.5%。為了防止沿孔道產(chǎn)生劈裂，在局部受壓間接鋼筋配置區(qū)以外，在構(gòu)件端部長度不小于3ｅ但不大于1.2ｈ、高度為2ｅ的附加配筋區(qū)范圍內(nèi)，應均勻配置附加箍筋或網(wǎng)片，其體積配筋率不應小于0.5%（下圖）。防止沿孔道劈裂的配筋范圍1—局部受壓間接鋼筋配置區(qū)；2—附加配筋區(qū)；3—構(gòu)件端面3e1pN2el2第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

后張法預應力混凝土構(gòu)件端部鋼筋布置規(guī)定：

（1）宜將一部分預應力鋼筋在靠近支座處彎起，彎起的預應力鋼筋宜沿構(gòu)件端部均勻布置；（2）當構(gòu)件端部預應力鋼筋需集中布置在截面下部或集中布置在上部和下部時，應在構(gòu)件端部0.2ｈ范圍內(nèi)設置附加豎向焊接鋼筋網(wǎng)、封閉式箍筋或其它形式的構(gòu)造鋼筋；（3）附加豎向鋼筋宜采用帶肋鋼筋。當端部截面上部和下部均有預應力鋼筋時，附加豎向鋼筋的總截面面積應按上部和下部的預應力合力分別計算的數(shù)值疊加后采用。構(gòu)件端部尺寸應考慮錨具的布置、張拉設備的尺寸和局部受壓的要求，必要時應適當加大。當構(gòu)件在端部有局部凹進時，應增設折線構(gòu)造鋼筋或其它有效的第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4

預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求構(gòu)造鋼筋。

后張法預應力混凝土構(gòu)件中，曲線預應力鋼絲束、鋼絞線束的曲率半徑不宜小于4m；對折線配筋的構(gòu)件，在預應力鋼筋彎折處的曲率半徑可適當減小。在后張法預應力混凝土構(gòu)件的預端部凹進處構(gòu)造配筋1—折線構(gòu)造鋼筋；2—豎向構(gòu)造鋼筋拉區(qū)和預壓區(qū)中，應設置縱向非預應力構(gòu)造鋼筋；在預應力鋼筋彎折處，應加密箍筋或沿彎折處內(nèi)側(cè)設置鋼筋網(wǎng)片。對外露金屬錨具，應采取可靠的防銹措施。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.4預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要10預應力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能10預應力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能75主要內(nèi)容

●預應力混凝土的概念

●預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

●預應力混凝土受彎構(gòu)件的計算

●預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求

重點

●預應力混凝土的基本概念

●各項預應力損失的意義、計算方法、減小措施

●預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

第10章預應力混凝土構(gòu)件本章主要內(nèi)容及重點主要內(nèi)容第10章預應力混凝土構(gòu)件本章主要內(nèi)容及重點第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述§10.1

概述

1.預應力混凝土的概念由于混凝土的抗拉性能很差，開裂時，相應的鋼筋應力，作用不大，不能改善混凝土構(gòu)件的抗裂性能，因此，普通混凝土構(gòu)件通常是帶裂縫工作的。如果采用高強鋼筋，在使用荷載作用下，應力可以達到，但此時鋼筋的應變將很大，構(gòu)件的裂縫寬度早就超過允許值了。所以在普通混凝土構(gòu)件中采用高強鋼筋是不經(jīng)濟的。這是因為在普通混凝土構(gòu)件中，鋼筋的作用是被動的，既鋼筋只有被充分受拉后其強度才能發(fā)揮出來。如果在構(gòu)件受荷之前對鋼筋進行張拉，利用回縮拉力對受拉區(qū)混凝土預先施加壓應力，用它來抵抗荷載產(chǎn)生的拉應力，則可提高構(gòu)件的抗裂度，彌補混凝土抗拉性能的不足。這種由配置受力的預應力鋼筋通過張拉或其他方法建立預加應力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)，稱為預應力混凝土結(jié)構(gòu)。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述§10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述kpN(a)p或pN(b)(c)或(d)預應力混凝土受彎構(gòu)件

■優(yōu)點：提高抗裂度和剛度；節(jié)約鋼筋，減輕自重。

■缺點：構(gòu)造、施工較復雜；延性也較差。

■應用對象：

●要求裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu)；

●大跨度結(jié)構(gòu)或受力很大的構(gòu)件；

●對剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述kpN(a)p或pN第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

2.預應力混凝土的分類（1）全預應力混凝土在使用荷載作用下，截面上混凝土不允許出現(xiàn)拉應力。相當于《規(guī)范》中裂縫控制等級為一級，即嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。（2）部分預應力混凝土

■限值預應力混凝土：在使用荷載作用下，截面上混凝土允許出現(xiàn)拉應力，但不開裂。相當于《規(guī)范》中裂縫控制等級為二級，即一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。

■部分預應力混凝土：在使用荷載作用下，截面上混凝土允許開裂，但。相當于《規(guī)范》中裂縫控制等級為三級，即允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。

3.張拉預應力鋼筋的方法（1）先張法第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述2.預應力混第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述張拉鋼筋并在臺座上固定澆注混凝土構(gòu)件放松（切斷）預應力鋼筋張拉鋼筋澆筑混凝土放松（切斷）鋼筋，混凝土預壓。預應力由混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力來傳遞。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述張拉鋼筋并在臺座上固澆筑混凝土構(gòu)件，預留孔道穿預應力鋼筋并張拉、錨固鋼筋孔道灌漿第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述（2）后張法澆筑混凝土構(gòu)件穿預應力鋼筋張拉、錨固鋼筋，孔道灌漿。預應力由構(gòu)件兩端錨具實現(xiàn)。澆筑混凝土構(gòu)件，預留孔道穿預應力鋼筋并張拉、錨固鋼筋孔道灌漿第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

4.夾具和錨具夾具和錨具是錨固預應力筋的裝置?？芍貜褪褂玫姆Q夾具，不能重復使用的稱錨具。對錨具的要求是：安全可靠，使用有效、節(jié)約鋼材及制作簡單。

常用的錨具形式：螺絲端桿錨具，錐型錨具，鐓頭型錨具，夾具式錨具。

螺絲端桿錨具第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述4.夾具和錨具第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

錐型錨具墩頭錨具OVM型錨具第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述JM12型錨具

5.預應力混凝土材料（1）混凝土要求高強；收縮、徐變??；快硬、早強。規(guī)范規(guī)定，預應力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級不應低于C30；當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。（2）鋼材要求強度高，具有一定的塑性，良好的加工性能，與混凝土具有良好的粘結(jié)力。我國目前采用的鋼材有：鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋三種。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述J10.1

概述第10章預應力混凝土構(gòu)件鋼筋種類

張拉方法先張法后張法消除應力鋼絲、鋼絞線0.750.75熱處理鋼筋0.70.65張拉控制應力限值

6.張拉控制應力張拉控制應力是預應力鋼筋在進行張拉時所控制達到的最大應力值?？刂频脑颍骸龇乐诡A拉區(qū)開裂及后張法構(gòu)件的局部受壓破壞；■保持構(gòu)件破壞時具有一定的延性；■防止鋼筋張拉屈服或脆斷。張拉控制應力值不宜超過下表規(guī)定值，且不應小于0.4

。10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件鋼筋種類第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

7.預應力損失預應力鋼筋張拉到控制應力后，由于各種原因，其拉應力值將逐漸下降到一定程度，即存在預應力損失。下面分項討論引起預應力損失的原因、損失值的計算以及減少預應力損失的措施。（1）預應力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預應力損失預應力鋼筋張拉到控制應力后，錨固在臺座或構(gòu)件上，由于錨具、墊板與構(gòu)件之間的縫隙被擠緊，以及由于鋼筋和楔塊在錨具內(nèi)的滑移，使得被拉緊的鋼筋內(nèi)縮所引起的預應力損失（）：

錨具損失只考慮張拉端。減小此項損失的措施：

■

選擇變形小的錨具，少用墊板，減小值；

■

增大臺座長度。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述7.預應力第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

（2）預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失摩擦損失由兩部分組成：■孔道彎曲引起的摩擦摩擦損失計算簡圖FdqNdN－dNdqxdNl2σ

σconxθ計算截面張拉端第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述（2）預應力鋼筋與第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

忽略高階微量，取，則■孔道局部偏差引起的摩擦設沿孔道單位長度上的偏差角為弧度，則上的偏差角為

從張拉端到計算截面積分

令為單位長度上局部偏差的摩擦影響系數(shù)，則第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述忽略高第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

B截面的張拉力損失為

上式兩端除以

當時，亦可按下列近似公式計算

減小此項損失的措施：

■

兩端張拉（可減小一半損失）；

■

超張拉。

超張拉程序為：02分鐘2分鐘第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述B截面第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

對于曲線形預應力鋼筋，張拉鋼筋時出現(xiàn)，張拉完畢，錨固鋼筋由于反向摩擦的存在，錨具損失只出現(xiàn)在一定的長度范圍內(nèi)。這個長度稱為反向摩擦影響長度xθ計算截面張拉端l2σσ

con△預應力損失的分布令，則設正反摩擦相等，則△

，于是第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述對于第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

設在范圍內(nèi)由錨具損失引起的平均內(nèi)縮應變?yōu)?，則平均應力損失為，于是△

代入上式并整理得

當時，按圓弧考慮曲率，取，（rc為曲率半徑），將長度以m計，得第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述設在第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

則距張拉端為處的可按線性關系求得：式中，以米計，且，當時，

（3）混凝土加熱養(yǎng)護時，受張拉的鋼筋與承受拉力的設備之間的溫差引起的預應力損失混凝土結(jié)硬以前升溫養(yǎng)護，鋼筋受熱膨脹，引起預應力損失，設鋼筋與臺座之間的溫差為，鋼材的線膨脹系數(shù)為

減小此項損失的措施：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述則距第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述■

采用兩次升溫養(yǎng)護。先升溫20～25，待混凝土強度達到7.5～10N/mm2后，再次升溫；

■

在鋼模上張拉鋼筋，連鋼模一起升溫養(yǎng)護。

（4）鋼筋應力松弛引起的預應力損失

鋼筋受力后，在長度保持不變的條件下，應力隨時間的增長而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為鋼筋的應力松弛。

預應力鋼絲、鋼絞線：

普通松弛

低松弛第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述■采用兩第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述熱處理鋼筋：

■鋼筋應力松弛的特點：

●

松弛與時間有關，開始快，第1小時可完成50%，24小時可完成80%，以后發(fā)展緩慢；

●

松弛與鋼種有關，熱處理鋼筋松弛值較??；

●

張拉控制應力越高，松弛損失越大。

■減小的措施：采用超張拉，持荷2~5分鐘，使松弛盡量在高應力持荷階段出現(xiàn)，再降至。

（5）混凝土收縮徐變引起的預應力損失、

收縮、徐變都導致預應力混凝土構(gòu)件的長度縮短，預應力鋼筋也隨之回縮，產(chǎn)生預應力損失。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述熱處理鋼筋：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述先張法：后張法：式中，、為混凝土第一次預壓后，、各自合力點處混凝土的法向壓應力。此時預應力損失僅考慮混凝土預壓前的（第一批）損失，其值不得大于，當為拉應力時，取計算。先張法：后張法：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述先張法：式中，第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

所有能減少混凝土收縮徐變的措施，相應地都將減少。

（6）采用螺旋式預應力鋼筋的環(huán)形截面構(gòu)件，預應力鋼筋局部擠壓混凝土引起的預應力損失

與環(huán)形截面的外徑d有關:

當d≤3m時，=30N/mm2；當d＞3m時，=0

8.預應力損失的組合

不同的施加預應力方法，產(chǎn)生的預應力損失也不相同。一般地，先張法構(gòu)件的預應力損失有；而后張法構(gòu)件有；（當為環(huán)形構(gòu)件時還有）。

第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述所有能減少混第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

在實際計算中，以“預壓”為界，把預應力損失分成兩批。各階段預應力損失值的組合預應力損失值的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件

第一批損失

(混凝土預壓前)

第二批損失

(混凝土預壓后)

預應力總損失值：

《規(guī)范》規(guī)定，當計算求得的預應力總損失值小于下列數(shù)值時，應按下列數(shù)值取用：

先張法構(gòu)件100N/mm2；

后張法構(gòu)件80N/mm2。

第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述在第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

9.先張法構(gòu)件預應力鋼筋的傳遞長度先張法構(gòu)件放松或切斷預應力鋼筋時，需要經(jīng)過一段必要的長度才能通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力將預壓應力全部傳遞給混凝土，這段長度稱為預應力鋼筋的傳遞長度。該區(qū)段形成自錨區(qū)。在構(gòu)件端部，預應力鋼筋和混凝土的應力為零，經(jīng)過后，預應力鋼筋和混凝土的應力分別達到和。其變化規(guī)律可近似按線性關系考慮。預應力的傳遞式中為預應力鋼筋的外形系數(shù)。在計算梁端附近斜截面受剪承載力、正截面和斜截面抗裂度時，按上式考慮第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述9.先張法第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述混凝土預壓應力的大小。

10.后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的局部受壓承載力計算后張法構(gòu)件端部由于錨具下墊板面積很小而承受很大的局部壓力，該壓力要經(jīng)過一段距離才能擴散至整個截面，形成局部受壓區(qū)。局部受壓區(qū)內(nèi)應力分布較為復雜，縱向應力絕大部分受壓，橫向應力在靠近墊板處為壓應力，距離端部稍遠處為拉應力，當橫向拉應力超過混凝土的抗拉強度時，端部錨固區(qū)將出現(xiàn)縱向裂縫，如承載力不足，還會導yσxσσy—+局部受壓區(qū)的應力分布第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述混凝土預壓應力的大小第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述致局部承壓破壞。因此，《規(guī)范》規(guī)定，設計時既要保證在張拉鋼筋時錨具下錨固區(qū)的混凝土不開裂和不產(chǎn)生過大的變形，又要求計算錨具下所需配置的間接鋼筋以滿足局部受壓承載力的要求。（1）構(gòu)件局部受壓區(qū)截面尺寸驗算（防止錨固區(qū)混凝土縱向開裂）式中Fl——局部受壓面上作用的局部壓力設計值，??；

Al——混凝土局部承壓面積。當有墊板時；可考慮預壓力沿錨具

墊圈邊緣在墊板中按45°擴散后傳至混凝土的受壓面積；

Aln——局部受壓凈面積，應在Al中扣除孔道、凹槽部分面積；

βl——混凝土局部受壓承載力強度的提高系數(shù)；第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述致局部承壓破壞。因此第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

Ab——局部受壓時的計算底面積，按與局部承壓面積“同心、對稱”

原則確定。

（2）局部受壓承載力計算當配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋且其核心面積時，局部受壓承載力應按下式計算：式中

βcor

——

配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù)；

Acor——

鋼筋網(wǎng)或螺旋筋以內(nèi)的混凝土核芯面積，重心應與

Al的重心重合，且滿足

Ab≥Acor≥Al；ρv——間接鋼筋的體積配筋率，要求≥0.5％。第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述Ab——局部第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1

概述

當為方格網(wǎng)式配筋時，其體積配筋率應按下列公式計算：

當為螺旋式配筋時，其體積配筋率應按下列公式計算：

方格網(wǎng)不應少于4片，螺旋鋼筋不應少于4圈。間接鋼筋構(gòu)造第10章預應力混凝土構(gòu)件10.1概述當為第10章預應力混凝土構(gòu)件間接鋼筋構(gòu)造10.1

概述第10章預應力混凝土構(gòu)件間接鋼筋構(gòu)造10.1概述第10章預應力混凝土構(gòu)件§10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

1.軸心受拉構(gòu)件各階段的應力分析（1）先張法構(gòu)件①施工階段

■張拉預應力鋼筋

■第一批預應力損失出現(xiàn)（）

■放松預應力鋼筋，混凝土預壓10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算第10章預應力混凝土構(gòu)件§10.2預應力混凝土軸心受拉第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

此時的應力狀態(tài)，可作為施工階段對構(gòu)件進行承載能力計算的依據(jù)。另外，還用于計算。

■完成第二批預應力損失（）由于混凝土的收縮、徐變，預應力鋼筋的應力損失了，非預應力鋼筋產(chǎn)生了壓應力。注意先張法中：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算②使用階段

■加載至混凝土應力為零（截面消壓）

■加載至裂縫出現(xiàn)第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

（2）后張法構(gòu)件

■加載至破壞①施工階段

■張拉預應力鋼筋

■第一批預應力損失出現(xiàn)注意后張法中：第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

■完成第二批預應力損失在此過程中，預應力鋼筋出現(xiàn)損失，非預應力鋼筋由于混凝土的收縮、徐變產(chǎn)生壓應力。②使用階段

■加載至混凝土應力為零（截面消壓）第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

■加載至裂縫出現(xiàn)

■加載至破壞第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件第10章預應力混凝土構(gòu)件10.2

預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算

討論

（1）施工階段■計算公式中，先張法用，先張法用，且各階段預應力損失的組成和具體計算也不相同；■在總損失和其他條件相同的情況下，后張法的有效預壓應力高于先張法。

（2）使用階段，先張法