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1、第1页/共137页 产生上述问题原因主要是因为产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低混凝土的抗拉强度太低，导致，导致受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截面尺寸，会导致自重进一步增大，面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环形成恶性循环。如增加钢筋来提高刚度，则钢材的强度得不到充分利用，造如增加钢筋来提高刚度，则钢材的强度得不到充分利用，造成浪费。成浪费。采用高强钢筋，按正截面承载力要求可减少配筋，截面抗弯采用高强钢筋，按正截面承载
2、力要求可减少配筋，截面抗弯刚度基本与配筋面积成比例降低，故刚度基本与配筋面积成比例降低，故挠度变形控制挠度变形控制难以满足。难以满足。裂缝宽度与钢筋应力基本成正比裂缝宽度与钢筋应力基本成正比，一般，一般Ms=(0.60.8)My，如，如配筋按正截面承载力计算，配筋按正截面承载力计算，Ms下下 ss=(0.50.7)fy。对于。对于级钢级钢筋，筋，fy=300MPa，ss=150210MPa，裂缝宽度已达，裂缝宽度已达(0.15 0.25)mm。如采用。如采用级高强钢筋，级高强钢筋，fy=580MPa，则，则 ss=290 406 MPa，裂缝宽度已远远超过容许限值。，裂缝宽度已远远超过容许限值
3、。第2页/共137页解决办法：解决办法：解决办法：解决办法：采用预应力混凝土采用预应力混凝土采用预应力混凝土采用预应力混凝土二、预应力混凝土的定义：二、预应力混凝土的定义：定义：对在荷载作用下的受拉区混凝土预先施加一定的预压力，使其在受力时能部分或全部抵消由荷载产生的拉力。美国混凝土协会（ACI）定义：预应力混凝土是根据需要人为地引进入某一数值与分布的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。实质：是利用混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足。实现方法：通过张拉构件内部的钢筋实现。被张拉的钢筋称为预应力钢筋。第3页/共137页第4页/共137页由于预加应力 pc较大，受拉边缘仍
4、处于受压状态，不会出现开裂；受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂；受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np=0）的开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。第5页/共137页预应力混凝土构件的受力特征预应力混凝土构件的受力特征 提高了构件的抗裂性；预应力的大小可根据需要调整。在使用荷载下，预应力混凝土构件基本处于弹在使用荷载下，预应力混凝土构件基本处于弹性工作阶段性工作阶段(未裂未裂)。施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。第6页/共137页预应力混凝土的优、缺点预应力混凝土的优、缺点优点：
5、b.增大了构件的刚度增大了构件的刚度，减小挠度，减小挠度，耐久性好，耐疲，耐久性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。劳，提高抗剪承载力。c.充分利用高强度材料的性能。预应力筋充分利用高强度材料的性能。预应力筋 Nu NPyd.扩大了构件的使用范围：减轻自重，加大跨度，扩大了构件的使用范围：减轻自重，加大跨度，提高适用能力。提高适用能力。缺点：缺点：成本高，材料质量要求高成本高，材料质量要求高，工序复杂，技术工序复杂，技术水平要求高。水平要求高。a.提高构件的抗裂能力。第7页/共137页预应力混凝土的分类预应力混凝土的分类根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以有不同的分类：1.1.先张法和后张法先
6、张法和后张法钢筋张拉先于混凝土浇筑先张法钢筋张拉后于混凝土浇筑后张法在使用荷载作用下构件截面部分受压部分预应力2.2.全预应力和部分预应力全预应力和部分预应力在使用荷载作用下构件截面全截面受压全预应力有粘结预应力：有粘结预应力：预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。钢筋和混凝土之间有粘结力。无粘结预应力：无粘结预应力：预应力钢筋与混凝土之间滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。3.3.有粘结预应力和无粘结预应力有粘结预应力和无粘结预应力第8页/共137页预应力混凝土构件的应用预应力混凝土构件的应用下列结构物宜优先采用预应力混凝土：下列结构物宜优先采用预应力混凝土：
7、（1）要求裂缝控制等级较高的结构；（2）大跨度或受力很大的构件；（3）对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件，如工业厂房中的吊车梁、码头和桥梁中的大跨度梁式构件等。预应力混凝土应优先用于工作中存在受拉预应力混凝土应优先用于工作中存在受拉区的构件。区的构件。第9页/共137页第10页/共137页第11页/共137页预应力坝第12页/共137页第13页/共137页第14页/共137页10.2 施加预应力的方法先张法先张法张拉钢筋 支模、浇混凝土 混凝土达到一定强度（75%）剪钢丝 产生预应力。此方法是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。构件上无需任何锚具。此方法适用于在预制厂大批制作
8、中、小构件。第15页/共137页第16页/共137页建立预应力的端部条件：建立预应力的端部条件：l是通过钢筋与混凝土之间的粘结力，将钢筋弹是通过钢筋与混凝土之间的粘结力，将钢筋弹性回缩的压力传递给混凝土。性回缩的压力传递给混凝土。l预应力钢筋在张拉时截面缩小，切断点处预应预应力钢筋在张拉时截面缩小，切断点处预应力钢筋应力为力钢筋应力为0 0，钢筋恢复原来截面；，钢筋恢复原来截面；l由于钢筋回缩收到周围混凝土的阻力，钢筋截由于钢筋回缩收到周围混凝土的阻力，钢筋截面的恢复形成的径向压应力也使粘结力增强。经面的恢复形成的径向压应力也使粘结力增强。经过一定长度的粘结力积累，钢筋的应力由端部的过一定长度
9、的粘结力积累，钢筋的应力由端部的0 0逐渐增大到接近张拉应力，混凝土中也建立起逐渐增大到接近张拉应力，混凝土中也建立起预压应力。预压应力。l在构件端部必要的粘结长度是先张法构件建立在构件端部必要的粘结长度是先张法构件建立预应力的条件。预应力的条件。第17页/共137页后张法后张法(Pretension)第18页/共137页浇混凝土，预留孔道 达到强度，穿筋 张拉钢筋，锚固 产生预应力 孔道灌浆此方法是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力后张法后张法(Pretension)第19页/共137页第20页/共137页后张无粘结预应力混凝土后张无粘结预应力混凝土u这是近年来发展起来的预应力混凝土
10、新技术；u用专用油脂涂在预应力钢筋表面并用塑料包裹后制成的无粘结预应力钢筋；可像普通钢筋一样预先铺设，然后浇注混凝土，待混凝土达到强度后再进行张拉。u其优点是无需预留孔道和灌浆，预应力钢筋可多跨曲线布置，施工简单。第21页/共137页u由于混凝土的无粘结作用，整根预应力钢筋的应力基本相同，弯曲破坏时预应力钢筋的强度得不到充分发挥，且一旦锚具失效，整根预应力钢筋也将完全失效。u所以，无粘结预应力通常用于楼板结构，这样即使个别锚具失效，也不会造成严重结构安全问题。u此外，如仅配无粘结钢筋，构件中将产生集中且宽度较大的裂缝。故，无粘结预应力混凝土构件中，要求锚具具有更高的可靠性，并一定要配置足够的非
11、预应力钢筋以控制裂缝宽度和保证构件的延性。后张无粘结预应力混凝土后张无粘结预应力混凝土第22页/共137页第23页/共137页第24页/共137页第25页/共137页第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定10.1 预应力混凝土的概念第26页/共137页第27页/共137页10.3 预应力混凝土的材料及锚夹具一、预应力钢筋 预应力钢筋的强度越高越好。而且在预应力混凝土制作和使用过程中，由于种种原因，预应力筋中预先施加的张拉应力会产生损失，因此，为使得扣除应力损失后仍具有较高的张拉应力，也必须使用高强钢筋（丝）作预应力筋。为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具有一定的塑性。同时还要求具
12、有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。对钢丝类预应力筋，还要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘结性能，通常采用刻痕或压波方法来提高与混凝土粘结强度。第28页/共137页1、冷拉低合金钢筋 通常将级热轧钢筋经冷拉后作为预应力筋，抗拉强度可达580MPa。为解决粗直径钢筋的连接问题，钢筋表面轧制成不带纵向肋的精制螺纹，可用套筒直接连接。但随着近年来高强钢丝和钢绞线的大量生产，这种预应力筋的应用已很少。第29页/共137页2、中高强钢丝中高强钢丝是采用优质碳素钢盘条，经过几次冷拔后得到。中强钢丝的为8001200MPa，高强钢丝的强度为14701860MPa。钢丝直径为39mm。为增加与
13、混凝土粘结强度，钢丝表面可采用刻痕或压波，也可制成螺旋肋。刻痕钢丝螺旋肋钢丝第30页/共137页消除应力钢丝：钢丝经冷拔后，存在有较大的内应力，一般都需要采用低温回火处理来消除内应力。消除应力钢丝的比例极限、条件屈服强度和弹性模量均比消除应力前有所提高，塑性也有所改善。第31页/共137页3、钢绞线 钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为9.515.2 mm，通常用于无粘结预应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土的粘结强度。无粘结预应力束第32页/共137页4、热处理钢
14、筋 用热轧中碳低合金钢经过调质热处理后制成的高强度钢筋，直径为610mm，抗拉强度为1470MPa。除冷拉低合金钢筋外，其余预应力筋的应力-应变曲线均无明显屈服点，采用残余应变为0.2%的条件屈服点作为抗拉强度设计指标。第33页/共137页第34页/共137页二、混凝土二、混凝土预应力混凝土要求采用预应力混凝土要求采用强度较高的混凝土强度较高的混凝土可以施加较大的预压应力，提高预应力效率；可以施加较大的预压应力，提高预应力效率；有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；具有较高的弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度，减少预压具有较高的弹性模量，有利于提
15、高截面抗弯刚度，减少预压时的弹性回缩；时的弹性回缩；徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失；徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失；与钢筋有较大粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长与钢筋有较大粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长度；度；有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具垫板的尺寸；垫板的尺寸；强度早期发展较快，可较早施加预应力，加快施工速度，提强度早期发展较快，可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座、模具、夹具的周转率，降低间接费用高台座、模具、夹具的周转率，降低间接费用第35页/共137页l一般预应力混凝土构
16、件的混凝土强度等级不低于一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30，当采用高强钢丝时不低于当采用高强钢丝时不低于C40。l混凝土内不得掺加对钢筋有侵蚀作用的添加剂。混凝土内不得掺加对钢筋有侵蚀作用的添加剂。l尽可能采用干硬混凝土并加强振捣与养护，以减小混尽可能采用干硬混凝土并加强振捣与养护，以减小混凝土的收缩与徐变。凝土的收缩与徐变。第36页/共137页三、锚具和夹具锚具和夹具锚夹具的作用：锚夹具的作用：保证混凝土结构的安全、可靠。锚具用于永久固定钢筋、作为构件的一部分夹具构件制作完后，能取下重复使用。对锚具的要求：对锚具的要求：u保证受力可靠，使锚固的钢筋不滑移，预应力传递可靠，预应力
17、损失小。u使锚固和放松简易快捷。u构造简单可靠。第37页/共137页第38页/共137页螺纹锚螺纹锚用于锚固高强粗钢筋，用于锚固高强粗钢筋，构造简单、施工方便，预应力损失小。构造简单、施工方便，预应力损失小。第39页/共137页 锥形锚锥形锚第40页/共137页优点：优点：锚固方便、截面积小、便于在梁上分散布置。锚固方便、截面积小、便于在梁上分散布置。缺点：缺点：锚固时钢筋的回缩量大，不能重复张拉或结长。锚固时钢筋的回缩量大，不能重复张拉或结长。第41页/共137页夹片式锚具夹片式锚具主要用于锚固钢绞线。主要用于锚固钢绞线。第42页/共137页第43页/共137页第44页/共137页第45页/
18、共137页第46页/共137页第47页/共137页第48页/共137页第49页/共137页10.4 10.4 张拉控制应力张拉控制应力 在张拉预应力筋对构件施加预应力时，张拉设备（千斤顶油在张拉预应力筋对构件施加预应力时，张拉设备（千斤顶油压表）所控制的压表）所控制的总张拉力总张拉力Np,con除以预应力筋面积除以预应力筋面积Ap得到的应得到的应力称为力称为张拉控制应力张拉控制应力 con。它是预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力。它是预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力。张拉控制应力张拉控制应力 con取值越高，预应力筋对混凝土的预压作用越取值越高，预应力筋对混凝土的预压作用越大，可
19、以使预应力筋充分发挥作用。大，可以使预应力筋充分发挥作用。思考：思考：是不是张拉张拉控制应力是不是张拉张拉控制应力 con取值越高越好？取值越高越好？第50页/共137页张拉张拉控制应力过高产生的后果：张拉张拉控制应力过高产生的后果：l构件的开裂弯矩接近构件的破坏弯矩。构件在使用时，不会构件的开裂弯矩接近构件的破坏弯矩。构件在使用时，不会产生裂缝、变形过小，破坏时表现出明显的脆性。降低了构产生裂缝、变形过小，破坏时表现出明显的脆性。降低了构件的安全性能。件的安全性能。l钢筋张拉应力控制的不可能十分准确，可能出现实际张拉力钢筋张拉应力控制的不可能十分准确，可能出现实际张拉力过高，导致钢材产生塑性
20、流动，降低钢筋的性质，甚至发生过高，导致钢材产生塑性流动，降低钢筋的性质，甚至发生断裂。断裂。第51页/共137页第52页/共137页 因为对预应力筋的张拉过程是在施工阶段进行的，同时张拉预应力筋也是对它进行的一次检验，所以表中 con是以预应力筋的标准强度给出的，且 con可不受抗拉强度设计值的限制。在下列情况下，con可提高0.05 fptk：为提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内设置的预应力筋；为部分抵消应力松弛、摩擦、分批张拉和温差产生预应力损失。为避免 con的取值过低，影响预应力筋充分发挥作用，规范规定 con不应小于0.4 fptk。第53页/共137页 为了减少后
21、张法构件中的某些预应力损失，有时可采取“超张拉”工艺。超张拉工艺：（1.051.1）con0持荷2min0.85 con con第54页/共137页 预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，原因，预应力筋中应力会从预应力筋中应力会从 con逐步减少逐步减少，并经过相当长的，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此，预应力损失是预应力混凝土
22、结构设计和施工中的一个因此，预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。关键的问题。过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不利影响。利影响。10.5 10.5 预应力损失预应力损失第55页/共137页 由于预应力是通过张拉预应力筋得到，由于预应力是通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有：主要有：锚固损失：锚固损失：锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移 摩擦损失：摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法
23、在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道预应力筋与孔道壁之间的摩擦壁之间的摩擦，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，也会使张拉应力造成损失。摩擦，也会使张拉应力造成损失。混凝土的收缩和徐变引起的损失混凝土的收缩和徐变引起的损失 松弛损失松弛损失：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会产生产生松弛松弛，会引起预应力损失。，会引起预应力损失。温差损失：温差损失：先张法中的先张法中的热养护引起的温差损失热养护引起的温差损失 弹性压缩损失：弹性压缩损失：混凝土弹性压缩，后张法中后拉束对先张拉混凝土弹性压缩，后
24、张法中后拉束对先张拉束造成的压缩变形而产生束造成的压缩变形而产生分批张拉损失分批张拉损失等。等。第56页/共137页1 1、张拉端锚具变形和钢筋松动引起的预应力损失、张拉端锚具变形和钢筋松动引起的预应力损失 l1 预应力筋张拉后锚固时，由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚具中的内缩引起的预应力损失记为 l1。对直线直线预应力筋:第57页/共137页 对于后张法后张法曲线预应力筋曲线预应力筋张拉锚固时，由于锚具变形和钢筋内缩a(mm)，使预应力筋有回缩的趋势，从而产生反向摩擦力以阻止其内缩。反向摩擦力只在一定的影响长度lf(m)内发生，即在距张拉端lf处，预应力筋的内缩值为零。（反响摩
25、擦影响长度范围内的预应力钢筋变形值等于锚具变形和预应力钢筋内缩值。）第58页/共137页设反向摩擦和正向摩擦相同，当对应的圆心角不大于30度时，按下式计算。第59页/共137页2 2、摩擦损失、摩擦损失 l2 摩擦损失是指在后张法张拉钢筋时，由于预应力筋与周围接触的混凝土或套管之间存在摩擦，引起预应力筋应力随距张拉端距离的增加而逐渐减少的现象。直线预应力筋曲线预应力筋第60页/共137页 为张拉端与计算截面曲线部分的切线夹角（rad），设该夹角很小，可近似取张拉端到计算截面的距离 x=r ，则摩擦损失 l2为，若 考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数，按表10.3取用。预应力筋与孔道壁之间的摩擦
26、系数。按表10.3取用。第61页/共137页第62页/共137页一端张拉两端张拉超张拉减少摩擦损失的措施第63页/共137页3 3、热养护损失、热养护损失 l3 为缩短先张法构件的生产周期，常采用蒸汽养护加快混凝土的凝结硬化。升温时，新浇混凝土尚未结硬，钢筋受热膨胀，但张拉预应力筋的台座是固定不动的，亦即钢筋长度不变，因此预应力筋中的应力随温度的增高而降低，产生预应力损失 l3。降温时，混凝土达到了一定的强度，与预应力筋之间已具有粘结作用，两者共同回缩，已产生预应力损失 l3无法恢复。设养护升温后，预应力筋与台座的温差为D D t，取钢筋的温度膨胀系数为110-5/，则有，第64页/共137页
27、可以看出该项预应力损失是很大的。可以看出该项预应力损失是很大的。减小该项预应力损失的措施：减小该项预应力损失的措施：“两阶段升温养护体制两阶段升温养护体制”浇注混凝土浇注混凝土D D t=20fcu/=7.510.0MPa升温至规定养护温度升温至规定养护温度（0.71.0）fcu原理：原理：第一阶段钢筋与混凝土之间已经建立了可靠的粘结力，再升温时，钢筋与混凝第一阶段钢筋与混凝土之间已经建立了可靠的粘结力，再升温时，钢筋与混凝土将同时伸长，因而第二阶段预应力筋的应力不会降低。土将同时伸长，因而第二阶段预应力筋的应力不会降低。采用钢模生产的先张法构件，由于预应力筋是锚固在模板上，在升温时两者温度相
28、同采用钢模生产的先张法构件，由于预应力筋是锚固在模板上，在升温时两者温度相同，所以无此项损失。，所以无此项损失。第65页/共137页4 4、钢筋松弛损失、钢筋松弛损失 l4钢筋在高应力长期作用下具有随时间增长产生塑性变形的性质。在长度保持不变的条件下，应力值随时间增长而逐渐降低，这种现象称为松弛松弛。应力松弛与初始应力水平和作用时间长短有关。根据应力松弛的长期试验结果，规范取普通预应力钢丝和钢绞线：低松弛预应力钢丝和钢绞线：当 con0.7fptk时，当0.7fptk Ab时，应取Acor=Ab；第113页/共137页Acor：方格网式或螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积，其重心应与A
29、l的重心重合，计算中仍按同心、对称的原则取值；第114页/共137页n1、As1：方格网沿l1方向的钢筋根数、但根钢筋的截面面积。n2、As2：方格网沿l2方向的钢筋根数、但根钢筋的截面面积。s：方格网式或螺旋式间接钢筋的间距，宜取30-80mm。间接钢筋应布置在图示规定的高度范围内，对方网格式钢筋，不应少于4片；对螺旋式钢筋，不应少于4圈。当为方格式配筋时：此时，钢筋网两个方向上单位长度内钢筋截面面积的比值不宜大于1.5 第115页/共137页10.8 受弯构件受力性能分析（自学）第116页/共137页As,As,Ap均屈服，p=p0 fpy v 矩形截面：10.9 预应力混凝土受弯构件计算
30、10.9.1使用阶段1.正截面承载力计算第117页/共137页p0-受压区纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力；a-受压区全部纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离，当受压区未配置纵向预应力钢筋或受压区纵向预应力钢筋应力为拉应力时，公式中的a用as代替。a受拉区全部纵向钢筋合力点至截面受拉边缘的距离，按下式计算：第118页/共137页a 纵向受压钢筋(包括预应力钢筋和非预应力钢筋)合力点至受压区边缘的距离，当pu 为拉应力时，a 用as 代替。b 相对界限受压区高度。破坏时，非预应力钢筋达到屈服的条件：有屈服点的钢筋：无屈服点的钢筋：适用条件：2a x b h0 第119页
31、/共137页v T形截面：x h f，第一类。按宽度为b f的矩形截面计算;x h f ，第二类判别式：满足以上不等式为第一类，否则为第二类。第120页/共137页x h f ，第二类。按下式计算：第121页/共137页最小截面尺寸和最大配箍率，防止斜压破坏最小截面尺寸和最大配箍率，防止斜压破坏对于矩形、T形和形截面的受弯构件,其受剪截面应符合下列条件:c为高强混凝土的强度折减系数fcu,k 50N/mm2时，c=1.0fcu,k=80N/mm2时，c=0.8其间线性插值。若不满足条件若不满足条件,l首先应加大首先应加大截面尺寸截面尺寸,l其次提高混其次提高混凝土强度等级凝土强度等级.2.斜截
32、面承载力计算第122页/共137页 受弯构件由于预应力的存在，阻滞了斜裂缝的出现和开展，增加了混凝土剪压区的高度和骨料咬合力，提高了斜截面抗剪强度Vp。V Vcs+VpVp=0.05Np0Np0 计算截面上混凝土的法向预应力为零时，预应力钢筋和非预应力钢筋的合力。Np0=App0+App0 Asl5 Asl5当 Np0 0.3fcA0 取 Np0=0.3fcA0过大的压力可能降低抗剪强度。第123页/共137页一般在公式中，Vp、Vw、Vwp均已确定，按剪力设计值求得：当构件同时配有箍筋和弯筋时：V Vcs+VP+0.8 fyAsbsin s+0.8 fpyApbsin p一般受弯构件，当符合
33、下列公式的要求时：集中荷载作用下的独立梁，当符合下列公式的要求时：均可不进行斜截面的受剪承载力计算，而仅需按构造要求配置箍筋。第124页/共137页3.使用阶段正截面裂缝控制验算一级 ck pc 0 二级 ck pc ft k cq pc 0三级 wmax wlim第125页/共137页主要措施是限制主拉应力和主压应力。4.使用阶段斜截面抗裂验算v 限制主拉应力严格不裂 tp 0.85ftk 一般不裂 tp 0.95ftk v 限制主压应力 cp 0.6fck 第126页/共137页v考虑传递长度和锚固区长度的影响：先张法的预应力是靠钢筋和混凝土之间的粘结作用传递的，因此需要一定的范围才能建立
34、，在验算时应考虑这些因素的影响。tp 和 cp 均可利用材料力学的公式求解。式中：第127页/共137页5.使用阶段的变形验算预应力混凝土受弯构件的短期刚度Bs可按下式计算：要求不出现裂缝的构件：要求不出现裂缝的构件：允许出现裂缝的构件：允许出现裂缝的构件：第128页/共137页 其中：其中：混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数可按下列公式计算：m混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数基本值 第129页/共137页 cc、ct是考虑与制作和运输、吊装阶段一致时的最大拉应力和压应力。例：先张法构件的制作阶段：运输及安装阶段：6.施工阶段验算第130页/共137页v 不允许出现裂缝的构件:ct f tk
35、 cc 0.8 f ck v 当预拉区允许出现裂缝，且预拉区不配置 预应力钢筋时，有:ct 2 f tk cc 0.8 f ck 第131页/共137页预应力混凝土构件的构造要求预应力混凝土构件的构造要求先张法构件:当先张法预应力钢丝按单根方式配筋困难时，可采用相同直径钢丝并筋的配筋方式。v钢筋的净距：钢筋的净距：1.5d。15mm（钢丝）、（钢丝）、20mm（三股（三股钢铰线）、钢铰线）、25mm（七股钢铰线）。（七股钢铰线）。v 端部设横向钢筋：设螺旋筋或与预应力筋相垂直端部设横向钢筋：设螺旋筋或与预应力筋相垂直的钢筋网。的钢筋网。v 并筋后的保护层厚度、锚固长度、预应力传递长度并筋后的保
36、护层厚度、锚固长度、预应力传递长度及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。v 并筋的等效直径：并筋的等效直径：双并筋：双并筋：1.4d 三并筋：三并筋：1.7d第132页/共137页对先张法预应力混凝土构件，预应力钢筋端部周围的混凝土应采取下列加强措施：1、对单根配置的预应力钢筋，其端部宜设置长度不小于150mm且不少于4圈的螺旋筋；当有可靠经验时，亦可利用支座垫板上的插筋代替螺旋筋，但插筋数量不应少于4根，其长度不宜小于120mm;2、对分散布置的多根预应力钢筋，在构件端部10d(d为预应力钢筋的公称直径)范围内应设置3-5片与预应力钢筋垂直的钢筋
37、网；3、对采用预应力钢丝配筋的薄板，在板端100mm范围内应适当加密横向钢筋。第133页/共137页对槽形板类构件：应在构件端部100mm范围内沿构件板面设置附加横向钢筋，其数量不应少于2根。对预制肋形板：宜设置加强其整体性和横向刚度度的横肋。端横肋的受力钢筋应弯入纵肋内。当采用先张长线法生产有端横肋的预应力混凝土肋形板时，应在设计和制作上采取防止放张预应力时端横肋产生裂缝的有效措施。对预应力钢筋在构件端部全部弯起的受弯构件或直线配筋的先张法构件，当构件端部与下部支承结构焊接时，应考虑混凝土收缩、徐变及温度变化所产生的不利影响，宜在构件端部可能产生裂缝的部位设置足够的非预应力纵向构造钢筋。第1
38、34页/共137页后张法构件v 端部锚固区应进行局部受压承载力计算，并端部锚固区应进行局部受压承载力计算，并配间接钢筋。体积配筋率宜大于配间接钢筋。体积配筋率宜大于0.5%。v 预应力钢筋间的净距、钢筋与梁底净距、钢预应力钢筋间的净距、钢筋与梁底净距、钢筋与梁侧的净距等有相应要求。筋与梁侧的净距等有相应要求。v 附加竖向钢筋的数量与预应力筋到截面重心附加竖向钢筋的数量与预应力筋到截面重心线的偏心线的偏心e有关，一般：有关，一般：e 0.1h时：0.1h e 0.2h时：第135页/共137页后张法预应力钢丝束、钢绞线束的预留孔道应符合下列规定：1.对预制构件，孔道之间的水平净间距不宜小于50mm；孔道至构件边缘的净间距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直径的一半；2.在框架梁中，预留孔道在竖直方向的净间距不应小于孔道外径，水平方向的净间距不应小于1.5倍孔道外径；从孔壁算起的混凝土保护层厚度，梁底不宜小于50mm，梁侧不宜小于40mm;3.预留孔道的内径应比预应力钢丝束或钢绞线束外径及需穿过孔道的连接器外径大10-15mm；4.在构件两端及跨中应设置灌浆孔或排气孔，其孔距不宜大于12m；5.凡制作时需要预先起拱的构件，预留孔道宜随构件同时起拱。第136页/共137页感谢您的观看！第137页/共137页