鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課件：第10章_預應力混凝土構(gòu)件的計算

1、第10章預應力混凝土構(gòu)件的計算Copyright浙江大學結(jié)構(gòu)工程研究所鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)10.1 預應力混凝土的基本概念 混凝土極限拉應變cu=(0.10.15) 10-3當 c = cu時，混凝土開裂，此時鋼筋應力仍很?。?s= Es s= 2 105 （0.10.5）10-3 =（2030）MPa ltr當采用驟然放松預應力鋼筋的施工工藝時，ltr和la的起點均應從距構(gòu)件末端0.25ltr處開始計算10.2 施加預應力的方法 一.先張法（Pre-tension）預制10.2 施加預應力的方法 后張法：先澆筑水泥混凝土，待達到設計強度的75%以上后再張拉預應力鋼材以形成預應力混凝土構(gòu)件的施工方法

2、。二.后張法(Post-tension)現(xiàn)場預埋波紋管澆注混凝土混凝土養(yǎng)護達規(guī)定強度時將預應力鋼筋穿入孔道混凝土獲得預壓應力張拉將鋼筋錨固在構(gòu)件上向孔道內(nèi)灌漿優(yōu)點：實現(xiàn)各種形式大型構(gòu)件預應力的施加、避免運輸困難缺點：成本較高、施工技術(shù)和設備要求較高、易造成事故適用范圍：定型構(gòu)件的大批量工廠化生現(xiàn)澆混凝土整體結(jié)構(gòu)動畫演示10.2 施加預應力的方法 三.先張法與后張法的對比大型、現(xiàn)澆構(gòu)件小型、預制構(gòu)件適用范圍錨具，不可重復使用夾具，可重復使用錨具通過錨具對混凝土施加預壓應力通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)預應力的建立張拉預應力鋼筋時放松預應力鋼筋時預應力的施加后張法先張法10.3 預應力混凝土材料 預應

3、力構(gòu)件中，混凝土中預壓應力的建立是通過張拉鋼筋來實現(xiàn)的，預應力鋼筋自始至終處于高應力狀態(tài)，因此必須對其提高較高的要求： （1）高強度（fptk可達1860Mpa） （2）塑性好 （3）低松弛（應力松弛：長度保持不變而應力隨時間降低的現(xiàn)象） （4）耐腐蝕（應力腐蝕：高應力鋼絲腐蝕速度增快） （5）與混凝土之間有足夠的粘結(jié)強度（先張法） （6）良好的加工性能（后張法，鐓頭錨）目前使用的4種預應力鋼材： （1）鋼絞線 （2）消除應力鋼絲 （3）熱處理鋼筋 （4）冷拉熱軋鋼筋等其他鋼材一.鋼筋10.3 預應力混凝土材料 預應力構(gòu)件中，對混凝土的要求包括：（1）高強度，不低于C40（2）收縮徐變?。?）

4、快硬、早強（4）發(fā)展混凝土骨料，減輕自重二.混凝土三.錨具(Anchorages)摩阻式錨具錐塞式錨具夾片式錨具支承式錨具鐓頭錨具螺絲端桿錨具XM式錨具QM式錨具OVM式錨具JM式錨具10.3 預應力混凝土材料 三.錨具(Anchorages)JMl2型錨具錨具是一種利用楔塊原理錨固多根預應力筋的錨具，它既可作為張拉端的錨具，又可作為固定端的錨具或作為重復使用的工具錨。JM12型錨具宜選用相應的YC-60型穿心式千斤頂來張拉預應力筋。10.3 預應力混凝土材料 三.錨具(Anchorages)XM型錨具這種錨具由錨板與三片夾片組成。它既適用于錨固鋼絞線束，又適用于錨固鋼絲束；既可錨固單根預應力

5、筋，又可錨固多根預應力筋。當用于錨固多根預應力筋時，既可單根張拉、逐根錨固，又可成組張拉，成組錨固。XM型錨具具有性能可靠、施工方便、便于高空作業(yè)的特點。10.3 預應力混凝土材料 三.錨具(Anchorages)QM型錨具工作原理與XM型錨具類似。錨具由錨板與夾片組成，分單孔和多孔兩類10.3 預應力混凝土材料 三.錨具(Anchorages)OVM型錨具與QM型錨具相似，不同的是將夾片由三塊改為兩塊，并在夾片背面上鋸有一條彈性槽。10.3 預應力混凝土材料 三.錨具(Anchorages)DM鐓頭錨具鐓頭錨具由錨環(huán)、外螺帽、內(nèi)螺帽和墊板組成。10.3 預應力混凝土材料 三.錨具(Ancho

6、rages)螺絲端桿錨具螺絲端桿錨具由螺絲端桿和螺帽組成10.4 張拉控制應力和預應力損失 張拉控制應力con為張拉預應力鋼筋時允許的最大張拉應力。張拉設備的總張力除以預應力鋼筋的面積得到的應力值。鋼筋張拉越緊，張拉控制應力就越高，構(gòu)件抗裂度也越高。是否張拉控制應力越高越好？答：否，因為當con 過大時：（1）con /fptk值過大，構(gòu)件出現(xiàn)裂縫與極限荷載接近，破壞缺乏預兆（2）可能會使個別鋼筋應力超過其屈服強度，產(chǎn)生永久性變形與脆斷（3）增加鋼筋應力松弛損失（4）反拱可能過大，甚至開裂。（5）對施加預應力設備和工藝要求較高，不經(jīng)濟一.張拉控制應力0普通混凝土開裂荷載極限荷載預應力混凝土開裂

7、荷載（隨con增大而增大）差值（差值越小，延性越?。┖奢d10.4 張拉控制應力和預應力損失 張拉控制應力值上限當符合下列情況之一時，上表中的限值可提高0.05fptk:（1）要求提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設置的預應力鋼筋（2）要求部分抵消由于應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應力鋼筋與張拉臺座之間的溫差等因素產(chǎn)生的預應力損失，對預應力鋼筋超張拉張拉控制應力下限：a與c：con0.4fptk b： con0.5f pyk一.張拉控制應力鋼筋種類張拉控制應力限制a、消除應力鋼絲、鋼絞線0.75fptkb、預應力螺紋鋼筋0.85fpykc、中強度預應力鋼絲0.70fptk10.

8、4 張拉控制應力和預應力損失 鋼筋張拉完畢或經(jīng)歷一段時間后，鋼筋中的張拉應力將逐漸降低，這種降低稱為預應力損失。預應力損失會降低預應力效果，若損失過大甚至起不到預應力的作用。所以在設計和施工中應盡可能地減少預應力損失。引起預應力損失的因素很多，目前規(guī)范規(guī)定計算的有如下7種損失： 1. 摩擦損失l2 2. 錨具損失l1 3. 溫差損失 l3 4. 應力松弛損失 l4 5. 收縮和徐變損失 l5 6.環(huán)形結(jié)構(gòu)預應力損失 l6 7.分批張拉損失l7二.預應力損失值預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失值l2包括：沿孔道長度上局部位置偏移,曲線彎道摩擦影響。 預應力鋼筋張拉時與孔壁的某些部位接觸

9、產(chǎn)生法向力，它與張拉力成正比，并在與張拉相反方向產(chǎn)生摩阻力，使鋼筋中的預拉應力減小，離張拉端越遠，預拉應力值越小。10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值1.預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失（l2)l2con當采用曲線預應力鋼筋時，預應力鋼筋在彎道處也會產(chǎn)生垂直于孔壁的法向力，從而引起摩擦力，它與曲線孔道部分的曲率有關(guān)。在曲線預應力鋼筋摩擦損失中，預應力鋼筋與曲線彎道之間的摩擦引起的損失是控制因素。10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值1.預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失（l2)l2con x ：張拉端至計算截面的距離：從張拉端至計算截面曲線孔道部分曲線的

10、夾角一般在后張法構(gòu)件中產(chǎn)生計算表達式預應力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預應力損失值l2可按下式計算：10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值1.預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失（l2)一般在后張法構(gòu)件中產(chǎn)生計算表達式預應力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預應力損失值l2可按下式計算：10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值1.預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失（l2) x ：張拉端至計算截面的距離：從張拉端至計算截面曲線孔道部分曲線的夾角 ：考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)：預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)10.4 張拉控制應力和預應力損失 孔道成型方式預埋金屬波紋

11、管預埋鋼管橡膠管或鋼管抽芯成型0.00150.00100.00140.250.300.55一般在后張法構(gòu)件中產(chǎn)生計算表達式預應力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預應力損失值l2可按下式計算：（ x + ）con0.3時近似等于：二.預應力損失值1.預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失（l2)A.兩端張拉；B.超張拉；10.4 張拉控制應力和預應力損失 l2conl2conl2一端張拉時兩端張拉時普通張拉時超張拉時1.05conl2二.預應力損失值1.預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失（l2)減小的措施預應力筋放張時，預壓應力作用下錨具變形和縫隙的擠緊以及鋼筋和楔塊和錨具中的滑移而引起的損失。

12、1)預應力直線鋼筋10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值2.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的損失（l1)在先張法和后張法中均有產(chǎn)生計算表達式： a：張拉端錨具的變形和鋼筋內(nèi)縮值錨具類別支承式錨具（鋼絲束鐓頭錨具等）錐塞式錨具螺帽縫隙每塊后加墊板的縫隙a115夾片式錨具有頂壓時無頂壓時568預應力筋放張時，預壓應力作用下錨具變形和縫隙的擠緊以及鋼筋和楔塊和錨具中的滑移而引起的損失。 1)預應力直線鋼筋10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值2.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的損失（l1)在先張法和后張法中均有產(chǎn)生計算表達式： a：張拉端錨具的變形和鋼筋內(nèi)縮值 l：張拉端至錨

13、固端之間的距離Es：預應力鋼筋彈性模量減小的措施：A 選擇變形小的錨具和減少錨具個數(shù) B 增加臺座長度10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值2.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的損失（l1)2)預應力曲線鋼筋10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值2.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的損失（l1)2)預應力曲線鋼筋在后張法中產(chǎn)生計算表達式： x：張拉端至計算截面的距離 lf：反向摩擦影響范圍的長度c：圓弧形曲線預應力鋼筋的曲率半徑：預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)：考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù) a：張拉端錨具的變形和鋼筋內(nèi)縮值 Es：預應力鋼筋彈性模量試件溫度升高，鋼筋

14、伸長，兩端錨固不能自由伸長，其內(nèi)部產(chǎn)生的應力放松了構(gòu)件的預拉應力，即使得鋼筋張拉應力降低。一般在先張法構(gòu)件中產(chǎn)生計算表達式 t：臺座與預應力筋之間的溫差 a：鋼筋的溫度線膨脹系數(shù) Es：預應力鋼筋彈性模量減小的措施：A. 兩次升溫 (第一次T20） B. 預應力鋼筋與臺座同時升溫10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值3.混凝土加熱養(yǎng)護時，受張拉鋼筋與承受張拉的設備之間的溫 差所引起的損失（l3)應力松弛：鋼筋長度保持不變的條件下，鋼筋應力隨時間增長而降低的現(xiàn)象。預應力筋固定在臺座或構(gòu)件上都會引起應力松弛。1)在先張法和后張法中均有產(chǎn)生2)計算表達式: a.對預應力鋼絲、鋼絞線 b

15、.對熱處理鋼筋 （1）普通松弛 （1）一次張拉 （2）低松弛 當con0.7fptk時 （2）超張拉 當0.7fptk con 0.8fptk時 當con0.5fptk時10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值4.預應力鋼筋的應力松弛引起的損失（l4)鋼筋應力松弛的影響因素為：鋼筋性能：盡量采用低松弛鋼筋張拉初始應力值和鋼筋極限強度的比值：初始應力太大時，應力松弛現(xiàn)象顯著增大，因此不宜采用過高的初始應力與時間有關(guān)系：初期應力發(fā)展很快，24小時完成809010.4 張拉控制應力和預應力損失 3)減小的措施：A.采用低松弛鋼筋 B.采用合適的初始應力 C.采用超張拉技術(shù)二.預應力損失值

16、4.預應力鋼筋的應力松弛引起的損失（l4)混凝土收縮徐變會引起其體積變小，長度縮短，使得預應力鋼筋隨之回縮，引起了收縮徐變損失。在先張法和后張法中均有產(chǎn)生計算表達式： a.先張法構(gòu)件 b.后張法構(gòu)件10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值5.混凝土的收縮和徐變引起的損失（l5)受拉區(qū)和受壓區(qū)預應力鋼筋在各自合力點處的混凝土法向壓應力施加預應力時，混凝土立方體抗壓強度混凝土收縮徐變會引起其體積變小，長度縮短，使得預應力鋼筋隨之回縮，引起了收縮徐變損失。在先張法和后張法中均有產(chǎn)生計算表達式： ,受拉區(qū)和受壓區(qū)預應力鋼筋和非預應力鋼筋的配筋率 其計算如下： a.先張法構(gòu)件 b.后張法構(gòu)件

17、10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值5.混凝土的收縮和徐變引起的損失（l5) A0: 換算截面面積。包括凈截面面積以及全部縱向 預應力鋼筋截面面積換算成混凝土的截面面積 An:凈截面面積。即扣除孔道、凹槽等削弱部分以外的混凝土全部截面面積及縱向非預應力鋼筋截面面積換算成混凝土的截面面積之和混凝土收縮徐變會引起其體積變小，長度縮短，使得預應力鋼筋隨之回縮，引起了收縮徐變損失。在先張法和后張法中均有產(chǎn)生計算表達式： 之所以有凈截面和換算截面，是由于先張法和后張法的施工工 藝造成的。先張法是在臺座張拉預應力后澆筑混凝土，預應力 筋替換的混凝土面積要換算成混凝土面積，而后張法是預留孔

18、道，故用凈截面即可減小的措施：A采用高標號水泥；B提高密實性；C加強養(yǎng)護。10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值5.混凝土的收縮和徐變引起的損失（l5)用螺旋式預應力筋作配筋的環(huán)形結(jié)構(gòu)，當直徑d3m時，由于預應力鋼筋對混凝土的局部擠壓引起環(huán)形結(jié)構(gòu)的直徑減少，而進一步引起預應力鋼筋的松弛。一般在后張法環(huán)形或圓形構(gòu)件中產(chǎn)生計算表達式:減小的措施：避免采用小直徑構(gòu)件10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值6.環(huán)形結(jié)構(gòu)的預應力損失（l6)后張法構(gòu)件當配筋較多時，需采用分批張拉。此時，后批鋼筋張拉時所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮將對先批張拉鋼筋處的混凝土 產(chǎn)生壓縮變形，而使先批張拉鋼筋

19、中原來建立的預應力值降低，故稱分批張拉損失。10.4 張拉控制應力和預應力損失 二.預應力損失值7.分批張拉損失（l7)10.4 張拉控制應力和預應力損失 三.預應力損失值的組合第一批預應力損失 l I：預壓應力產(chǎn)生之前的損失第二批預應力損失 l II：預壓應力產(chǎn)生之后的損失 各階段預應力損失值的組合 為了保證構(gòu)件的抗裂性能，規(guī)范對計算求得的預應力總損失值， = l I + l II不得小于下列數(shù)值：先張法構(gòu)件：100N/mm2后張法構(gòu)件：80N/mm2預應力損失值組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件 l I l IIl1+ l2+ l3+ l4l1+ l2 l5l4+ l5+ l610.4 張拉控制應力

20、和預應力損失 四.有效預應力值混凝土預壓完成后，預應力鋼筋中所建立的預應力值成為有效預應力值pe1)后張法2)先張法其中： p為混凝土彈性壓縮引起的應力損失10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 預應力混凝土構(gòu)件在張拉、放張、預壓、產(chǎn)生預應力損失、構(gòu)件運輸、安裝、承受使用荷載等各個階段的受力和應力情況都是不一樣的。先張法放松鋼筋和后張法張拉預應力筋時，材料應力達到受荷以前的最大值。隨著預應力損失的產(chǎn)生，應力逐漸減小。隨著荷載的增大，預應力鋼筋的應力增大，而混凝土的壓應力逐漸減小，甚至變成拉應力。按照施工階段和使用階段，分別對先張法和后張法預應力混凝土構(gòu)件進行各階段應力分析。1)放置預應力鋼

21、筋2)張拉預應力鋼筋預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：混凝土中產(chǎn)生預壓應力：pc非預應力鋼筋受壓：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法1.施工階段(Construction stage)=？AsApAc1)放置預應力鋼筋2)張拉預應力鋼筋預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：混凝土中產(chǎn)生預壓應力：pc非預應力鋼筋受壓：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法1.施工階段(Construction stage)=？An：凈截面面積AsApAc3)完成第一批損失預應力鋼筋錨固，產(chǎn)生錨固損失l1，此時：預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：混凝土中產(chǎn)生預壓應力：pc I非預應力鋼筋受壓：10.5預應力混凝

22、土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法=？4)完成第二批損失隨著時間增長，鋼筋應力松弛損失l4和混凝土收縮徐變損失l5相繼產(chǎn)生，完成第二批損失，此時：預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：混凝土中產(chǎn)生預壓應力：pc II非預應力鋼筋受壓：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法=？混凝土受縮徐變使非預應力鋼筋產(chǎn)生的壓應力1)消壓狀態(tài)外荷載軸心拉力作用下，在混凝土中產(chǎn)生的拉應力，與混凝土中有效預壓應力相抵消時，混凝土的應力為0。此時：混凝土中拉應力預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：非預應力鋼筋受壓： 外荷載軸力為：Npo10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法2.使用階段(Service st

23、age)=？1)消壓狀態(tài)外荷載軸心拉力作用下，在混凝土中產(chǎn)生的拉應力，與混凝土中有效預壓應力相抵消時，混凝土的應力為0。此時：混凝土中拉應力預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：非預應力鋼筋受壓： 外荷載軸力為：Npo10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法2.使用階段(Service stage)=？A0：換算截面面積2)抗裂極限狀態(tài)荷載繼續(xù)增大，混凝土中拉應力不斷增大，達到混凝土抗拉強度時，混凝土將開裂。此時：混凝土中拉應力預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為：非預應力鋼筋受壓： 外荷載軸力為：Ncr預應力混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性能之所以能提高，就是因為相比非預應力混凝土構(gòu)件，其抗裂軸力增加了Np0（pc II

24、A0）項。10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法2.使用階段=？3)承載力極限狀態(tài)裂縫充分開展，混凝土相繼推出工作，預應力鋼筋和非預應力鋼筋分別達到其抗拉強度設計值。此時外荷軸向力為極限軸力不因施加預應力而提高。10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 一.后張法2.使用階段1)臺座上穿預應力鋼筋 預應力鋼筋中的應力： 2) 張拉預應力鋼筋 預應力鋼筋中的應力： 總的預拉力：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法1.施工階段3)完成第一批損失 l I預應力鋼筋產(chǎn)生拉應力為:混凝土中尚未產(chǎn)生預壓應力10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法1.施工階

25、段4)放松預應力鋼筋，預壓混凝土混凝土達強度規(guī)定值，放松鋼筋，鋼筋回縮，鋼筋應力有下降混凝土中產(chǎn)生預壓應力混凝土中的預壓應力：預應力鋼筋中壓力：非預應力鋼筋中的預壓應力：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法1.施工階段5)完成第二批損失 l II混凝土收縮徐變產(chǎn)生第二批損失 l5 ，至此完成預應力的總損失混凝土中建立了有效預壓應力預應力鋼筋的應力：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法1.施工階段與后張法相比，此處多減去了后面一項。即當張拉控制應力值相同時，先張法構(gòu)件預應力鋼筋的有效預應力值要比后張法低。這是由于先張法構(gòu)件在放松預應力鋼筋時混凝土才受到預壓，而

26、后張法在張拉預應力鋼筋時混凝土已同時受到了預壓5)完成第二批損失 l II混凝土收縮徐變產(chǎn)生第二批損失 l5 ，至此完成預應力的總損失混凝土中建立了有效預壓應力 預應力鋼筋中壓力：非預應力鋼筋中的預壓應力：混凝土中的預壓應力：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法1.施工階段1)加荷至混凝土中應力為零消壓狀態(tài)隨軸心拉力增大，預應力鋼筋中拉力增大，非預應力鋼筋壓應力減小混凝土中應力為零預應力鋼筋中應力：非預應力鋼筋中的預壓應力：混凝土中的預壓應力：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法2.使用階段2)加荷至裂縫即將出現(xiàn)抗裂極限狀態(tài)隨軸心拉力繼續(xù)增大，混凝土中出現(xiàn)拉

27、應力，達到ftk時，混凝土開 裂，達到抗裂極限狀態(tài)預應力鋼筋中壓力：非預應力鋼筋中的預壓應力：抗裂軸力： （與后張法完全一致）10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法2.使用階段3)破壞階段承載力極限狀態(tài)隨著荷載進一步增大，鋼筋拉應力不斷增大，裂縫不斷開展，裂縫截面的混凝土相繼退出工作。當預應力和非預應力鋼筋中的應力分別達到強度設計值fpy和fy時，構(gòu)件即告破壞，此時截面達到承載力極限狀態(tài)，其所能承受的極限軸力為：10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 二.先張法2.使用階段預應力鋼筋始終處于高應力狀態(tài)混凝土在外荷載達到消壓軸力Np0之前，一直處于受壓狀態(tài)混凝土開裂時間比非預

28、應力混凝土構(gòu)件大大推遲，抗裂性大大提高裂縫出現(xiàn)時的荷載與極限荷載比較接近，構(gòu)件延性較差承載力與非預應力情況基本相同10.5預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的受力分析 三.預應力混凝土的特點承載力計算式如下：N軸心拉力設計值Nu截面受拉承載力設計值fpy，fy預應力和非預應力鋼筋抗拉強度設計值Ap，As預應力和非預應力鋼筋截面面積10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 一.承載能力計算10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 二.抗裂度計算一級抗裂嚴格要求不出現(xiàn)裂縫二級抗裂一般要求不出現(xiàn)裂縫 荷載效應的標準組合下： ：分別為荷載效應標準組合和準永久組合下邊緣混凝土的應力 ：按荷載效應的標準組合和準永久

29、組合計算的軸心拉力設計值 : 換算截面面積 ：為扣除全部預應力損失后在抗裂驗算邊緣混凝土的預壓應力值 ： 混凝土抗拉強度標準值10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 三.裂縫寬度計算對于裂縫控制等級為三級，即允許出現(xiàn)裂縫的預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件，應對其進行裂縫寬度驗算，其裂縫寬度不應超過附表11的裂寬限值。裂寬計算公式與前述混凝土軸心受拉構(gòu)件基本相同（P347），有兩點區(qū)別：縱向受拉鋼筋等效應力sk的計算等效應力是指該鋼筋合力點處混凝土應力為0以后鋼筋的應力增量，所以：受拉構(gòu)件的受拉特征系數(shù)從2.7改為2.2因為cr系數(shù)中，混凝土收縮、徐變已在損失計算中考慮10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)

30、件的計算 四.施工階段驗算（預應力結(jié)構(gòu)的特殊計算要求）預壓混凝土時構(gòu)件受壓承載力的驗算先張法放張和后張法張拉預應力鋼筋時，預應力損失尚未全部完成，混凝土將受到最大的預壓應力，而這時候混凝土的強度可能僅抗壓強度設計值的75，這樣的狀態(tài)是否安全時需要進行驗算的。fck 與施工階段混凝土立方體抗壓強度fcu相應的抗壓強度標準值 cc先張法放松鋼筋時或后張法張拉完畢時混凝土結(jié)構(gòu)受到的預壓應力，為安全起見，先張法只計第一批損失，后張法不計損失。先張法后張法10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 四.施工階段驗算（預應力結(jié)構(gòu)的特殊計算要求）后張法構(gòu)件張拉端部錨固區(qū)局部受壓承載力的驗算后張法構(gòu)件的錨具下方

31、會有很大的局部壓應力，需要經(jīng)過一定距離才能擴散到整個截面上AlAbxyz10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 四.施工階段驗算（預應力結(jié)構(gòu)的特殊計算要求）后張法構(gòu)件張拉端部錨固區(qū)局部受壓承載力的驗算因此，對于后張法構(gòu)件，要在局部受壓區(qū)域應采取措施（如放置方格形網(wǎng)片、布置螺旋筋等），并進行局部承壓驗算。10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 四.施工階段驗算（預應力結(jié)構(gòu)的特殊計算要求）后張法構(gòu)件張拉端部錨固區(qū)局部受壓承載力的驗算局部承壓驗算包括以下兩方面：1.局部受壓區(qū)截面尺寸的驗算配置間接鋼筋后可提高局部受壓承載力，但也不是無限的，當配筋過多時，局部承壓板底面下的混凝土會產(chǎn)生過大的下沉變形，因此，間接鋼筋的配筋率不能太高，亦即局部受壓區(qū)的截面尺寸不能太小。為此，配置間接鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，當局部受壓區(qū)的截面尺寸符合下式要求時，可限制下沉變形不致過大。 式中：10.6 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計算 四.施工階段驗算（預應力結(jié)構(gòu)的特殊計算要求）后張法構(gòu)件張拉端部錨固區(qū)局部受壓承載力的驗算局部承壓