混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課件預(yù)應(yīng)力

第十章預(yù)應(yīng)力混凝土10.1預(yù)應(yīng)力混凝土的概念一、鋼筋混凝土的缺點第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（1）抗裂性能差

通常帶裂縫工作，構(gòu)件剛度小，耐久性差。（2）不能使用高強鋼筋。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件第一：砼的極限拉應(yīng)變一般為（0.1~0.15）×10-3，

故砼開裂時，鋼筋的應(yīng)力只有20~30MPa；第二：對應(yīng)于裂縫寬度為(0.2~0.3)mm時的鋼筋應(yīng)力約為250MPa?？梢姡胀胖胁捎酶邚婁摻?，不能發(fā)揮高強鋼筋的強度優(yōu)勢。二、預(yù)應(yīng)力的基本概念第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件sbspc較大，全截面處于受壓狀態(tài)，不會開裂；稱全預(yù)應(yīng)力砼。拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度，會產(chǎn)生裂縫，稱部分預(yù)應(yīng)力砼。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件有小于混凝土抗拉強度的拉應(yīng)力作用，一般不會開裂；稱有限預(yù)應(yīng)力砼。第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件10.2施加預(yù)應(yīng)力的方法先張法第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件傳遞長度ltrsptspcspc后張法第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件10.2施加預(yù)應(yīng)力的方法后張法第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件10.3預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)構(gòu)件的基基本分析析方法方法一：：利用材料力學(xué)學(xué)公式計算算截面應(yīng)應(yīng)力認(rèn)為開裂裂前材料是線彈性性的，截面應(yīng)力力=預(yù)加力Np產(chǎn)生的應(yīng)應(yīng)力+外力矩M產(chǎn)生的應(yīng)應(yīng)力第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件受荷前受荷后方法二：：采用與鋼鋼筋混凝凝土類同同的計算算方法（認(rèn)為外力力矩M由截面上上的抵抗內(nèi)力力偶相平衡。。）截面應(yīng)力第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件1、預(yù)應(yīng)力混混凝土受受彎構(gòu)件件是依靠內(nèi)力力臂a的變化來抵抗外外彎矩的的作用，，在受力過過程中預(yù)應(yīng)力筋筋一直承受受較大的的拉力Np，混凝土一直承受受壓力C,且Np、C的值變化較小小。由方法二二可知：：第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件2、而鋼筋混混凝土受受彎構(gòu)件件開裂后后，內(nèi)力臂h0基本保持持不變，，而鋼筋拉拉力T和壓區(qū)混混凝土的的壓力C隨彎矩增增長而不斷增增大。ssAsMhh0C第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件3、預(yù)應(yīng)力混混凝土的的這種受力特點點，充分利利用了鋼筋抗拉強度度和混凝土土抗壓強度度高的特性性，可以使得得高強度材材料的性能得得以發(fā)揮揮。方法三：：平衡荷載載法1、由外荷載載g產(chǎn)生的彎彎矩epe02、布置預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋筋gx使預(yù)加力力產(chǎn)生的的彎矩Npep和外荷載載g產(chǎn)生的彎彎矩Mg抵消第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件截面應(yīng)力則且取取10.4預(yù)應(yīng)力混混凝土的的材料及及錨夾具具（1）強度高：第一要在鋼筋筋中建立立起高應(yīng)力；第二預(yù)應(yīng)力混混凝土?xí)a(chǎn)生各各種預(yù)應(yīng)力損損失（2）一定的塑塑性：避免超載、低溫、沖擊及地震時的脆性斷裂裂。（3）良好的加加工性能能：滿足焊接、鐓粗等的加工工要求。。（4）低松弛性性：減小由由于松弛而產(chǎn)生的的預(yù)應(yīng)力力損失。。（5）與混凝土土良好的的粘結(jié)性性能：采用刻痕、壓波等方法來提高粘粘結(jié)強度度。一、預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋筋1、對預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋筋的性能能要求第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件2、預(yù)應(yīng)力力鋼筋的的種類是用3或7股高強鋼絲絲扭結(jié)而成成的一種高高強預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋，，其中以以7股鋼絞線線應(yīng)用最多多。無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力束束（1）鋼絞線線第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝土土構(gòu)件是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)過幾次冷拔后得到。中強鋼絲的強強度為800~1200MPa，高強鋼絲的強強度為1570~1770MPa。為增加與混凝土的粘結(jié)強度，鋼絲表面可采采用刻痕或壓波，也可制制成螺旋肋。。（2）中高強鋼絲絲第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件螺旋肋鋼絲刻痕鋼絲消除應(yīng)力鋼絲絲：鋼絲經(jīng)冷拔后，存在有較較大的內(nèi)應(yīng)力，一般都需要要采用低溫回火處理來消除內(nèi)內(nèi)應(yīng)力。消除應(yīng)力鋼絲絲的比例極限、條件屈服強度度和彈性模量均比消除應(yīng)力前有所提高，塑塑性也有所改改善。第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件用熱軋中碳低合合金鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理后制成的高強強度鋼筋。直直徑為6~10mm，抗拉強度為1470MPa。除冷拉低合金鋼鋼筋外，其余預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線均無明顯屈服點，，取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的條件屈服點作為抗拉強度度設(shè)計指標(biāo)。。（3）熱處理鋼筋筋第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件種類符號d(mm)fyk鋼絞線1×3s8.6、10.81860、1720、157012.91720、15701×79.5、11.1、12.7186015.21860、1720清除應(yīng)力鋼絲光面螺旋助PH4、51770、1670、157061670、15707、8、91570刻痕I5、71570熱處理鋼筋40Si2MnHT6147048Si2Mn8.245Si2Cr10預(yù)應(yīng)力鋼筋強強度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（1）高強度：一是可施加較大的的預(yù)壓應(yīng)力；；二是可減小截面尺尺寸、自重，，實現(xiàn)大跨度度。（2）具有較高的彈彈性模量：可提高截面抗彎剛度度；可減少預(yù)壓時的彈性性回縮，減少少預(yù)應(yīng)力損失失。（3）收縮、徐變小小：可減少預(yù)應(yīng)力損失。。（4）與鋼筋有較大大粘結(jié)強度：可減少先張法預(yù)應(yīng)力力筋的應(yīng)力傳遞長度度。二、混凝土1、對預(yù)應(yīng)力““混凝土”的的性能要求第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（5）快硬、早強：有利于較早施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力，加快施施工進度，提高臺座、模具、、夾具的周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率，降低間接費用。2、對預(yù)應(yīng)力““混凝土”強強度等級要求求不應(yīng)低于C30；當(dāng)采用高強鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋時不宜低于C40。第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件三、錨具和夾具第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件組成及組裝1、單孔夾片錨錨單孔夾片錨及相應(yīng)錨墊板板組成2、多孔夾片錨錨多孔夾片錨、、錨墊板及螺螺旋筋組成3、扁錨扁錨扁錨施工現(xiàn)場場第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件擠壓錨具錨杯杯及異形鋼絲環(huán)4、擠壓錨第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件擠壓機鐓頭錨及鐓頭器5、鐓頭錨鐓頭錨具—高強鋼絲組裝件壓花錨及壓花機6、壓花錨拉索錨具及其其結(jié)構(gòu)組成7、拉索錨具拉索錨具應(yīng)用用鋼筋長度不足足時，可通過過連接器來接長。普通鋼筋的連接：8、連接器單孔連接器預(yù)應(yīng)力筋的連連接器：多孔連接器扁型錨具連接器多孔連接器及及配套護筒第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件10.5張拉控制應(yīng)力力和預(yù)應(yīng)力損損失1、scon的定義：張拉預(yù)應(yīng)力力鋼筋時，張張拉設(shè)備（千千斤頂或油泵泵）上的壓力力表所控制的的總張拉力Np,con除以預(yù)應(yīng)力鋼筋面面積Ap得到的應(yīng)力稱稱為張拉控制應(yīng)力力scon。一、張拉控制制應(yīng)力scon▲它是預(yù)應(yīng)力筋筋在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件2、scon的取值（1）取值的一般般概念：張拉控制應(yīng)力力scon取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的預(yù)壓壓作用越大，可以使預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用用。（2）scon的上限值scon取值過高，第一可能發(fā)生預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋拉斷事故；第二會產(chǎn)生過大的應(yīng)力松弛。。因此，《規(guī)范》規(guī)定了張拉控控制scon的上限值。第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（3）scon的下限值scon的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用用，《規(guī)范》規(guī)定scon不應(yīng)小于0.4fptk。隨時間，預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋中的的應(yīng)力從scon逐步減少，這種應(yīng)力的的降低現(xiàn)象稱為“預(yù)應(yīng)力力損失”。二、預(yù)應(yīng)力損損失1、預(yù)應(yīng)力損失失的概念▲只有穩(wěn)定后的應(yīng)力力值才對構(gòu)件產(chǎn)生生實際的預(yù)應(yīng)應(yīng)力效果,因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計和施工中的的一個關(guān)鍵問題。第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（1）錨固損失：由“錨具變形”引起。（2）摩擦損失：在“張拉過程”中發(fā)生。后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔孔道壁之間的的摩擦；先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋與與錨具之間以以及折點處的的摩擦。（3）溫差損失先張法構(gòu)件加加熱養(yǎng)護時，，由“預(yù)應(yīng)力力鋼筋與臺座之間的溫溫差”引起。。（能使“預(yù)應(yīng)力力鋼筋”產(chǎn)生生縮短的一切因素）2、引起預(yù)應(yīng)力力損失的因素素第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（6）混凝土的局部部擠壓損失直徑3m的環(huán)形構(gòu)件中中的螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋。（7）彈性壓縮損失失“后”張拉拉鋼筋對“先”張拉鋼鋼筋造成的壓壓縮等。（4）松弛損失：在高應(yīng)力的長期作用下，預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋的松弛，引起的“預(yù)預(yù)應(yīng)力損失””。（5）混凝土的收縮和徐變引起的損失。第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（a）sl1的概念錨具的受力變變形墊板縫隙的擠擠緊鋼筋在錨具中中的內(nèi)縮（b）sl1的計算3、預(yù)應(yīng)力損失失的種類（1）錨固損失sl1▲對直線預(yù)應(yīng)力力鋼筋的sl1引起的損失－－－sl1第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（c）減小sl1的措施一是選擇變形小的的錨夾具,少用墊板；二是增加臺座長度度l后張法張拉鋼筋時““存在摩擦””，而引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋筋中應(yīng)力的減少值值稱為摩擦損失sl2（2）摩擦損失sl2sconxxsl2x（b）sl2的計算(了解）第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（a）sl2的概念（c）減少sl2的措施超張拉程序為：01.1con持荷2min0.85con持荷2mincon第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件▲兩端張拉▲超張拉兩端張拉一端張拉（張拉端）（3）熱養(yǎng)護時，，溫差引起的的損失sl3第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件（先張法構(gòu)件，，縮短生產(chǎn)周周期）升溫時，混凝土尚未結(jié)結(jié)硬鋼筋受熱膨脹脹臺座不動，即即鋼筋長度不不變引起的損失－－－sl3降溫時，混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間已有粘結(jié)作用用，兩者共同回縮，sl3無法恢復(fù)。溫差Dt℃，鋼筋的溫度膨膨脹系數(shù)為1×10-5/℃減少sl3的措施:兩階段升溫養(yǎng)護。澆砼?t1=200cf’cu=7.5~10Mpa至養(yǎng)護溫度0.7~1.0fcu第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件則有（a）sl4的概念高應(yīng)力作用鋼筋長度不變變（4）鋼筋松弛損損失sl4第十章預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件影響sl4的因素而產(chǎn)生的鋼筋筋應(yīng)力的降低值--sl4初始應(yīng)力水平平作用時間長短短鋼筋種類▲對于普通松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絲和和鋼絞線Ψ--為超張拉系數(shù)數(shù)：一次張拉時，，ψ=1超張拉時，ψ=0.9第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件（b）sl4的計算（了解）（根據(jù)試驗結(jié)結(jié)果，《規(guī)范》?。┊?dāng)scon≤0.7fptk時，當(dāng)0.7fptk<scon≤0.8fptk時，▲對于低松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絲絲和鋼絞線線第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件▲對于熱處理鋼筋筋一次張拉：：sl4=0.05scon；超張拉時：：sl4=0.035scon（c）減少sl4的措施:超張拉程序為：01.03con或1.05con持荷2mincon第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件構(gòu)件長度縮縮短預(yù)應(yīng)力筋回回縮（5）收縮徐變變損失sl5第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件收縮徐變（a）sl5的概念引起引起的損失失－－sl5先張法后張法第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件（b）sl5的計算--《規(guī)范》計算公式（了解）先張法An=Ac+asAs后張法A0=Ac+apAp+asAspc=

pcIA’sAsApA’p’pc=

’pcI其中：（c）減少sl5的措施:（與減小收縮、徐變的措施相同同）材料方面減小水泥用用量;降低水灰比比;采用級配好好、彈性模模量大的骨骨料；施工工藝方方面（如振搗質(zhì)質(zhì)量）；養(yǎng)護條件方方面（如溫度、、濕度）；；受力方面（如加載大大小、加載載早晚）。。第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋筋作配筋的的環(huán)形構(gòu)件，當(dāng)直徑d3m時，由于混凝土土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失失。（6）sl6第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件1、考慮預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失組組合的原因因預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件從從加預(yù)應(yīng)力開開始即需要進行行計算；預(yù)應(yīng)力損失失是分批發(fā)生的。2、預(yù)應(yīng)力損損失組合的的分批⑴第一批：混凝土預(yù)壓前完成的損失失lI；⑵第二批：混凝土預(yù)壓后完成的損失失lII。三、預(yù)應(yīng)力力損失的組組合第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件（1）規(guī)定最小小值的原因因考慮到預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失的的計算誤差。（2）最小值《規(guī)范》規(guī)定：先張法構(gòu)件件100MPa后張法構(gòu)件件80MPa3、預(yù)應(yīng)力損損失的最小小值第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件四、混凝土土彈性壓縮縮引起的損損失sle先張法構(gòu)件件：放張時，預(yù)應(yīng)力筋筋與混凝土土一起受壓縮短，，引起預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力降低。。第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件后張法構(gòu)件件：當(dāng)一次張拉拉所有預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋時：無彈性壓縮縮損失;當(dāng)分批張拉拉時：應(yīng)考慮后批張拉鋼筋所產(chǎn)生生的砼彈性壓縮縮或伸長對先批張拉鋼筋的影響響，將先批張拉鋼筋的控制制應(yīng)力con增加或減小小Epci第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件一、先張法法構(gòu)件10.6軸心受拉構(gòu)構(gòu)件的受力力性能分析析分析構(gòu)件從從開始受力至破壞整個過程各特征階段段的受力性能能。經(jīng)歷施工和使用兩個階段。。第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件1、各特征階階段受力性能的分析--先張法構(gòu)件件（1）為突出重點點，以下分分析中均沒沒有給出非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的應(yīng)力。（2）非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋的應(yīng)力變化量量?s（除混凝土收收縮、徐變變引起的應(yīng)應(yīng)力l5外），均為混凝土應(yīng)力力變化量?c的E倍。注：由平衡條件件X=0得放張前放張后完成第二批損失由平衡條件件X=0得取隔離體取隔離體取隔離體消零狀態(tài)也可由X=0得---砼的有效預(yù)壓應(yīng)力---鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力記---預(yù)應(yīng)力鋼筋合力N0N0N0完成第二批損失（續(xù)）取隔離體承載力極限限狀態(tài)由X=0得Nu開裂臨界狀狀態(tài)NcrNcrNcr也可由X=0得NuNu取隔離體取隔離體第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件2、以上分析析的要點說明（也適于后張法）（1）基本假定定（a）認(rèn)為截面開裂以前，材料料是彈性的；（b）認(rèn)為截面開裂以前，預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋和砼的變形相等等。第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力改變量砼的應(yīng)力改變量基于上述假定，當(dāng)混凝土發(fā)生某一變形（除收縮和徐變外）時，△p=E△pc

（對非預(yù)應(yīng)力筋為△s=E△pc）。（2）每階段分分析的基本本步驟（a）對于施工階段第一：根據(jù)該階段的應(yīng)力特點點，確定p的表達式（先張法p的表達式中中含有未知數(shù)pc）；第二：根據(jù)隔離體平衡，求得得pc；再求得p。（b）對于使用階階段第一：根據(jù)該階段的應(yīng)力特點點，求得p；第二：根據(jù)隔離體平衡，求得得外荷載N0、Ncr或Nu。第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件3、重要公式式回顧--先張法構(gòu)件件（1）完成l時（2）消零狀態(tài)態(tài)（4）承載力極限狀態(tài)（3）開裂臨界狀態(tài)第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件二、后張法法構(gòu)件第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件二、后張法法構(gòu)件分析構(gòu)件從從開始受力至破壞整個過程各特征階段段的受力性能能。經(jīng)歷施工和使用兩個階段。。由平衡條件件X=0得張拉完畢完成第二批損失由平衡條件件X=0得完成第一批損失由X=0得取隔離體取隔離體取隔離體也可由平衡條件件X=0得消零狀態(tài)N0N0N0---砼的有效預(yù)壓應(yīng)力---鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力記---鋼筋合力完成第二批損失（續(xù)）取隔離體第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件由平衡條件件X=0得Nu開裂臨界狀狀態(tài)NcrNcrNcr也可由平衡條件件X=0得承載力極限狀態(tài)NuNu取隔離體取隔離體第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件2、重要公式式回顧—后張法構(gòu)件件（1）完成l時（2）消零狀態(tài)（4）承載力極限狀態(tài)（3）開裂臨界狀態(tài)第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件三、先張法法與后張法計算公式的比較消零開裂極限有效應(yīng)力先張法后張法-為兩者的區(qū)別第十章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件鏈接考慮非非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋時的公公式1、通過比較較發(fā)現(xiàn)的一一些規(guī)律（1）在施工階段段：混凝土應(yīng)力力pc的計算公式式先后張法的的形式相同，但先張法用A0（A0=Ac+EAs+EAp）而后張法用An（An=Ac+EAs）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件導(dǎo)致后張法的pc比先張法大（2）開裂前的各階段段：預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)應(yīng)力p先張法總比后張法滯后Epc，導(dǎo)致后張法的p比先張法大。（3）在使用階段：兩者的受力過程是相同的。開始加荷—消壓—截面開裂—承載力極限狀態(tài)態(tài)。（4）在使用階段：N0、Ncr的計算公式后張法比先張法多一項EpcAp，導(dǎo)致后張法的N0、Ncr比先張法大。（5）在使用階段：Nu的計算公式兩者相同，因此后張法的Nu與先張法相同。第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件2、引起差異的本質(zhì)因素先張法“有”彈性壓縮損失sle后張法“無”彈性壓縮損失sle

是引起兩者計算公式差異的本質(zhì)因素。10.7預(yù)應(yīng)力混凝土軸軸心受拉構(gòu)件的的設(shè)計▲設(shè)計的主要內(nèi)容容---為《規(guī)范》強制性條款對于“預(yù)應(yīng)力混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件件”：1、應(yīng)根據(jù)使用條件（使用用階段）（1）進行承載力計算;（2）進行變形、抗裂、裂縫寬度和應(yīng)力的驗算；2、應(yīng)按具體情況對對“制作、運輸及安裝”等施工階段進行驗算。第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件▲對預(yù)應(yīng)力砼“軸心受拉構(gòu)件設(shè)設(shè)計”的內(nèi)容有：（1）使用階段：正截面強度計算；裂縫控制驗算；（2）施工階段：正截面強度驗算（一般不必驗算）；裂縫控制驗算；（3）后張法錨具下混凝土局部承壓計算。第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件▲預(yù)應(yīng)力分項系數(shù)數(shù)的取值---為《規(guī)范》強制性條款當(dāng)預(yù)應(yīng)力作為荷荷載效應(yīng)考慮時時，1、對承載能力極極限狀態(tài)：當(dāng)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)對對結(jié)構(gòu)有利時，取1.0；不利時，取1.2。2、對正常使用極極限狀態(tài)：預(yù)應(yīng)力分項系數(shù)數(shù)取1.0。第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件二、使用階段的的裂縫控制驗算算第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件1、一級：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)滿足:2、二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)滿足：其中ck=NkA0其中cq=Nq

A0一、使用階段的的正截面強度計計算3、三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件件，應(yīng)滿足:（1）wlim----預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件的wlim=0.2mm（2）wmax的計算公式與鋼筋混凝土構(gòu)構(gòu)件的公式相同第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件三、施工階段的的正截面強度驗驗算四、施工階段的的裂縫控制驗算算NpoNkMk1、ct、cc的概念及計算（1）ct、cc的概念預(yù)加力、自重標(biāo)準(zhǔn)值和施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值值作用下構(gòu)件截面面邊緣混凝土的的拉應(yīng)力、壓應(yīng)應(yīng)力ctcc后張法構(gòu)件Npo改為Np第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件（2）ct、cc的計算對于預(yù)壓時全截面受壓的構(gòu)構(gòu)件，ct、cc應(yīng)滿足：2、ct、cc應(yīng)滿足的條件五、后張法錨具具下混凝土的局部承壓計算（以后介紹）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件10.8受彎構(gòu)件受力性性能分析A’P使用階段的受拉拉區(qū)使用階段的受壓壓區(qū)換算截面重心軸yPy’PAPysy’sAsA’sA’P換算截面重心軸yPy’PAP（1）為突出重點，以下分析中均沒有給出非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力。（2）非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化量?s（除l5外），均為混凝土應(yīng)力變化量?c的E倍。注：一、先張法構(gòu)件件1、放張前第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的合合力合力的偏心距ep0I取隔離體Np0IpcI’con-’lIcon-lI-EpcI（y’p）-EpcI（yp）y0ep0INp0I2、放張后（完成第一批預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力合力的偏心距ep0取隔離體Np0pc’con-’lcon-l-Epc（y’p）-Epc（yp）y0Np0ep03、完成全部預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件+=M0M0=pcW0M0產(chǎn)生的應(yīng)力M0pc4、消零狀態(tài)（即受拉邊緣混凝凝土應(yīng)力為零）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件原有的有效預(yù)壓應(yīng)力pc+=Mcr=（pc+ftk）W0g-截面抵抗矩塑性影響系數(shù)m見《建工教材》Mcr產(chǎn)生的應(yīng)力McrMcrftk5、開裂臨界狀態(tài)態(tài)原有的有效預(yù)壓應(yīng)力pcpc+ftk第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件MufpyAp等效應(yīng)力圖形MufpyApx1fc6、承載能力極限限狀態(tài)第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件MufpyAp四個基本假定AP’可能受拉或受壓，但不能達到fpy’，應(yīng)力為：yPny’Pnysny’sn二、后張法構(gòu)件件使用階段的受拉拉區(qū)使用階段的受壓壓區(qū)凈截面重心軸APA’PAsA’syPny’Pn使用階段的受拉區(qū)使用階段的受壓區(qū)凈截面重心軸APA’P第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件（1）為突出重點，以下分析中均沒有給出非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力。（2）非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化量?s（除l5外），均為混凝土應(yīng)力變化量?c的E倍。注：取隔離體epnNp預(yù)應(yīng)力鋼筋的合合力合力的偏心距pcyn’con-’l2con-l2pcyn’con-’l2con-l21、張拉完畢第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件取隔離體epnINpI預(yù)應(yīng)力鋼筋的合合力合力的偏心距pcIyn’con-’lIcon-lIpcIyn’con-’lIcon-lI第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件2、完成第一批預(yù)預(yù)應(yīng)力損失取隔離體epnNp預(yù)應(yīng)力鋼筋的合合力合力的偏心距pcyn’con-’lcon-lpcyn’con-’lcon-l第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件3、完成全部預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失+=M0M0=pcW0M0產(chǎn)生的應(yīng)力M0pc4、消零狀態(tài)（即受拉邊緣混凝凝土應(yīng)力為零）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件原有的有效預(yù)壓應(yīng)力pc+=Mcr=（pc+ftk）W0Mcr產(chǎn)生的應(yīng)力McrMcrftk5、開裂臨界狀態(tài)態(tài)原有的有效預(yù)壓應(yīng)力pcpc+ftk第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件MufpyAp等效應(yīng)力圖形MufpyApx1fc6、承載能力極限限狀態(tài)第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件MufpyAp四個基本假定三、先張法與后張法計算公式的比較—已考慮非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響1、由預(yù)加力產(chǎn)生生的混凝土法向向應(yīng)力（1）先張法構(gòu)件其中第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件考慮由于混凝土土收縮徐變在非非預(yù)應(yīng)力筋中中產(chǎn)生壓應(yīng)力σl5。（2）后張法構(gòu)件其中第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件2、預(yù)應(yīng)力鋼筋的的有效預(yù)應(yīng)力（1）先張法構(gòu)件（2）后張法構(gòu)件3、預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點處混凝土法向應(yīng)力等于零時的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力（1）先張法構(gòu)件（2）后張法構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件4、開裂臨界狀態(tài)態(tài)—Mcr的計算（先張法與后張法相同）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件5、承載能力極限狀態(tài)—Mu的計算（先張法與后張法相同）第十章預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件10.9預(yù)應(yīng)力混凝土受受彎構(gòu)件的設(shè)計計▲對預(yù)應(yīng)力混凝土土受彎構(gòu)件設(shè)計計的主要內(nèi)容有有：（1）使用階段的正截面強度計算；（2）使用階段的斜截面強度計算；（3）使用階段的正截面、斜截面面裂縫控制驗算；（4）使用階段的撓度驗算；（5）施工階段的正截面、斜截面面強度驗算；（一般不必驗算算，且驗算公式式與使用階段的的相同）（6）施工階段的裂縫控制驗算；（7）后張法錨具下混凝凝土局部承壓計算。鋼筋混凝土構(gòu)件的的計算簡圖計入預(yù)應(yīng)力鋼筋時的計算簡圖第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件一、使用階段的正正截面強度計算1、計算簡圖1fcfyASMxfy’AS’fpyAp2、計算公式—矩形截面計入預(yù)應(yīng)力鋼筋時的計算公式3、公式條件第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件4、x2a’時的計算方法（1）當(dāng)，即為壓應(yīng)力時取x=2a’，并按下式計算（2）當(dāng)，即為拉應(yīng)力時取x=2as’，并按下式計算第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件二、使用階段的斜斜截面強度計算1、計算公式—適于矩形、T形和I形截面（1）對于一般受彎構(gòu)構(gòu)件Np00.3fcA0+（2）對于集中荷載作用下的獨立梁（>75%）+第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件2、截面限制條件—與鋼筋混凝土構(gòu)件件相同bc---混凝土強度影響系系數(shù)，當(dāng)≤C50時，bc=1.0；當(dāng)=C80時，bc=0.8；其間線性插值。第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件3、sv,min，箍筋直徑、間距規(guī)規(guī)定—與鋼筋混凝土構(gòu)件相同當(dāng)V>0.7ftbh0+0.05Np0時（1）sv,min（2）箍筋直徑第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件（2）箍筋間距三、使用階段的裂裂縫控制驗算第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件1、一級：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的的構(gòu)件，應(yīng)滿足:2、二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的的構(gòu)件，應(yīng)滿足：：其中ck=MkW0其中cq=MqW03、三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，，應(yīng)滿足:（1）wlim----預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件件的wlim=0.2mm（2）wmax的計算公式與鋼筋混凝土構(gòu)件件的公式相同第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件四、使用階段的斜斜截面裂縫控制驗驗算stp--截面上混凝土的主拉應(yīng)力scp--主壓應(yīng)力1、一級：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的的構(gòu)件，應(yīng)滿足2、二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的的構(gòu)件，應(yīng)滿足stp≤0.85ftkscp≤0.6fckstp≤0.95ftkscp≤0.6fck第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件五、使用階段的撓度驗算（2）f的計算方法：應(yīng)用最小剛度原則則，并用結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)方法求f。（3）B的計算公式1、與普通鋼筋混凝凝土撓度驗算相同之處f≤flim（1）撓度應(yīng)滿足的條條件第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件（1）=22、與普通鋼筋混凝土撓度驗算不同之處而普通砼：’=時，=1.6；’=0時，=2.0（2）反拱值計算--預(yù)加力作用下產(chǎn)生生的按剛度為EcI0，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算，計算值乘以預(yù)壓應(yīng)力長期作用增大系數(shù)2.0，即為反拱值。（3）Bs的計算

（a）要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件

Bs=0.85EcI0第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件（b）允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)構(gòu)件六、施工階段的裂裂縫控制驗算（了解）第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件NpoNkMk1、ct、cc的概念及計算（1）ct、cc的概念預(yù)加力、自重標(biāo)準(zhǔn)值和施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下構(gòu)件截面邊邊緣混凝土的拉應(yīng)應(yīng)力、壓應(yīng)力ctcc后張法構(gòu)件Npo改為Np（2）ct、cc的計算（1）對預(yù)拉區(qū)不允許出現(xiàn)裂縫或預(yù)壓時全截面受壓的構(gòu)件，ct、cc應(yīng)滿足2、ct、cc應(yīng)滿足的條件（2）對預(yù)拉區(qū)允許出現(xiàn)裂縫而在預(yù)拉區(qū)不配置縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的的構(gòu)件，ct、cc應(yīng)滿足10.10預(yù)應(yīng)力的傳遞長度度和錨固區(qū)的局部受壓壓一、預(yù)應(yīng)力的傳遞遞長度ltr1、ltr的概念先張法構(gòu)件放張后pe鋼筋應(yīng)力pc砼應(yīng)力構(gòu)件端部：c=0

p=0經(jīng)過某一長度ltr后：c=pc

p=peltrltr第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件2、ltr的計算pe--放張時預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力--預(yù)應(yīng)力鋼筋的外形系數(shù)，與計算la時的取值相同。3、ltr在設(shè)計中的應(yīng)用對先張法構(gòu)件端部進行正、斜截面抗裂驗算時，應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋在ltr范圍內(nèi)的應(yīng)力值的變化。第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件lala4、預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨錨固長度la（1）la的計算（2）la在設(shè)計中的應(yīng)用計算先張法構(gòu)件錨固區(qū)的正、斜截面受彎承載力時，la范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強度設(shè)計值：：fpy在錨固起點處取為為零；在錨固終點處取為為fpy；其間按線性插值。第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件sxsy二、錨固區(qū)的局部受壓壓1、錨固區(qū)的受力性性能Fl壓應(yīng)力拉應(yīng)力sy分布sx分布錨固區(qū)sxsy后張法構(gòu)件，張拉完畢時ft當(dāng)sy達ft時，出現(xiàn)縱向裂縫，最后因局部壓壞而破壞。第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件2、局部受壓區(qū)的截面面尺寸限制條件Fl=1.35clfcAln其中Fl=1.2sconApc=（1）限制條件其中Al—局部受壓面積；（2）l---局部受壓的強度提高系數(shù)bbAb=3abddAb=(3d)214bbbbAb=(a+2b)×3bAb=AlAb=AlbbAb=3ab第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件（3）Ab---局部受壓計算底面面積Alaba>bAlAlAlbaa>bAlbaa>bdAl可知：Ab是根據(jù)與Al同心、對稱的原則確定第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件3、局部受壓承載力的的計算計算公式Fl0.9(clfc+2vcorfy)Aln其中=v=（方格網(wǎng)式配筋）（螺旋式配筋）cor=Acor亦是根據(jù)與Al同心、對稱的原則確定，且Acor應(yīng)Ab第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件的設(shè)計計10.11預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件件的構(gòu)造要求一、截面形式和尺尺寸1、截面形式對預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件，常采用正方形和矩形截面。對預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，常采用T形、I形和箱形截面。2、截面尺寸對預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件件：截面高度h約為普通砼梁的70%，一般h=(1/20~1/14)l，最小可為1/35l；翼緣寬度b’f可取(1/3~1/2)h；翼緣厚度h’f可取(1/10~1/6)h；腹板寬度b可取(1/15~1/8)h。hb’fh’fb第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件的設(shè)計計▲防止或減緩施工階段預(yù)拉區(qū)的裂縫；▲防止施加預(yù)應(yīng)力時時，在構(gòu)件端部產(chǎn)生截面中部的縱向水平裂縫；；▲有利于錨具的布置置?！岣邩?gòu)件端部斜截截面的抗裂度和承承載力；（2）適用性：荷載、跨度較大時時采用，一般用后張法施工。第十章預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件的設(shè)計計二、預(yù)應(yīng)力縱向鋼鋼筋的布置1、直線布置適用于荷載、跨度度不大，先張法和后張法施施工均可。2、曲