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1、第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件式中s sl、s spc、s sp 和Np0为概括符号，即按不同的阶段代表相应阶段的预应力损失、混凝土、预应力筋应力和预应力筋合力取值即可。第1页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件2、后张法构件Post-tension P.268 如所有钢筋同时张拉，则后张法构件无弹性压缩应力损失，即s sle=0(而先张法中s sle=Epc)。因此扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与混凝土承受的压力平衡，故由平衡条件，采用概括符号可得混凝土的预压应力，第2页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析1
2、2.6 轴心受拉构件完成第二批损失平衡条件平衡条件完成第一批损失第3页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件先张法后张法 有无弹性压缩损失有无弹性压缩损失s sle是先张法与后张法计算公式的差异所在是先张法与后张法计算公式的差异所在 假假定定两两种种张张拉拉方方法法的的s scon和和s sl 相相同同，但但先先张张法法构构件件有有弹弹性性压压缩缩损损失失，而而后后张张法法构构件件无无弹弹性性压压缩缩损损失失，故故得得到到的的s spc不不等等，先先张法张法小于小于后张法。后张法。预预应应力力筋筋中中应应力力也也不不相相等等，先先张张法法的的预预应应力力筋筋应应
3、力力除除需需扣扣除除s sl外外，还还要要扣扣除除弹弹性性压压缩缩损损失失，而而后后张张法法构构件件则则仅仅需需扣扣除除s sl P.269第4页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件二、使用阶段 P.269虽然虽然先张法先张法和和后张法后张法在施工阶段的应力计算有所差别，但混在施工阶段的应力计算有所差别，但混凝土中建立起预压应力凝土中建立起预压应力s spc后开始施加外荷载，后开始施加外荷载，两者的受力过两者的受力过程是相同的程是相同的。由于混凝土预先受到预压应力由于混凝土预先受到预压应力s spc，因此轴向拉力，因此轴向拉力N产生的混产生的混凝土拉应力凝土拉
4、应力s sc，需先抵消需先抵消s spc，才能使混凝土进入受拉。，才能使混凝土进入受拉。故在达到混凝土抗拉强度故在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学用换算之前，可按弹性材料力学用换算截面方法确定的截面拉应力，即截面方法确定的截面拉应力，即预应力筋的应力增量NN第5页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件二、使用阶段预应力筋的应力增量混凝土中的实际应力：预应力筋中的应力：先后第6页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件1、消压状态当 时消压轴力先张法后张法消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念，它相当于非预应力构
5、件的起始状态。从消压状态开始，以后荷载增量（N-N0）产生的应力增量与非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。第7页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件2、开裂轴力：当 时先张法后张法第8页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件3、开裂后：NNcr，在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢筋应力。将该应力增量代替裂缝宽度计算公式中的钢筋应力s ssk后，即可计算预应力构件的裂缝宽度。4、极限轴力：当预应力筋的应力达到起抗拉强度时，极限轴力：第9页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分
6、析12.6 轴心受拉构件c第10页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件（1）使用阶段N0、Ncr、Nu的计算公式，无论是先张法还是后张法，形式相同，但公式中的pc的计算不同；（2）预应力筋从张拉到构件破坏，始终处于高拉应力状态，而混凝土在轴向拉力达到N0前始终处于受压状态，发挥了两种材料的优点；（3）预应力混凝土构件出现裂缝比钢筋混凝土构件出现裂缝要迟得多，抗裂性能好，但延性较差；（4）当材料和截面尺寸相同时，预应力混凝土轴向受拉构件与钢筋混凝土受拉构件承载力相同。P.271第11页/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件第12页
7、/共29页第十二章 预应力混凝土构件受力性能分析12.6 轴心受拉构件第13页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.8 预应力混凝土的分类及裂缝控制等级轴向受拉构件使用阶段设计轴向受拉构件使用阶段设计一、抗裂验算及裂缝宽度验算 P.272规范根据环境条件，对结构构件正截面的裂缝控制分为三个等级。1、一级：全预应力混凝土 严格要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘不应产生拉应力。s sc-s spc02、二级：有限预应力混凝土 一般要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值ftk，而按荷载准永久组合计算时，构件受拉边缘
8、不应产生拉应力。第14页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.8 预应力混凝土的分类及裂缝控制等级一级：全预应力混凝土 严格要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘不应产生拉应力。s sck-s spc0二级：有限预应力混凝土 一般要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值ftk，而按荷载准永久组合计算时，构件受拉边缘不应产生拉应力。s sck-s spc0 0；s scq-s spc ftk三级：部分预应力混凝土 允许出现裂缝的构件，按荷载标准组合并考虑荷载长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度应满足规定的限值。第1
9、5页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.8 预应力混凝土的分类及裂缝控制等级P.273第16页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.8 预应力混凝土的分类及裂缝控制等级第17页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.8 预应力混凝土的分类及裂缝控制等级轴向受拉构件使用阶段设计轴向受拉构件使用阶段设计二、使用阶段承载力计算 P.272三、施工阶段验算 P.2741、张拉或放松预应力筋时，混凝土不被压碎。fck张拉或放松预应力筋时，混凝土的抗压强度标准值第18页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 后张法构件张拉预应力时，锚具下有较大的局
10、部压应力，要经后张法构件张拉预应力时，锚具下有较大的局部压应力，要经过一段距离才能扩散的较大的混凝土受力面积上。过一段距离才能扩散的较大的混凝土受力面积上。在局部受压区域，除正压应力外在局部受压区域，除正压应力外s sx外，还存在横向应力外，还存在横向应力s sy和和s sz，处于三向应力状态。，处于三向应力状态。在锚具垫板附近，横向应力在锚具垫板附近，横向应力s sy和和s sz为压应力，而距构件端部一为压应力，而距构件端部一定距离后，定距离后，横向应力横向应力s sy和和s sz为则为则拉拉应力应力。当拉应力超过当拉应力超过ft时，将出现纵向裂缝，导致局部受压破坏。时，将出现纵向裂缝，导致
11、局部受压破坏。2、局部承压验算 P.261第19页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 为提高局部抗压承载力，需在局部受压区内配置横向钢筋网或螺旋钢筋等间接钢筋。但当局部压应力过大，间接钢筋配置过多时，会产生过大的局部下陷变形，使预应力失效。规范规定局部受压面积应满足Al：为混凝土局部受压面积；可按沿锚具边缘在垫板中以 45角扩散后传到混凝土的受压面积计算。Ab：为局部受压的底面积，可根据局部受压面积与计算底面积同心、对称的原则按图取值。为避免出现孔道愈大，b b l值愈高的不合理现象，在计算b b l时，Al和Ab均不扣除孔道面积。Aln：扣除孔道面积的混凝土局
12、部受压净面积，An-孔道净面积。第20页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 第21页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 局部受压承载力计算当采用方格网时，当采用螺旋配筋时，P.263第22页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 图10-20(a)第23页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 预应力混凝土轴心受拉构件设计：1、使用阶段 承载力设计 裂缝与变形验算2、施工阶段 张拉时混凝土局压承载力验算 锚固时混凝土局压承载力验算第24页/共29页作业：P.30710-1，10-2第25页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 第26页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 第27页/共29页第十二章 预应力混凝土构件的设计11.13 施工阶段验算 第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页