混凝土结构理论 (49).pdf
1混凝土结构理论混凝土结构理论第9章 预应力混凝土构件第9章 预应力混凝土构件2本章内容本章内容1.预应力混凝土的1.预应力混凝土的基本概念基本概念（重点）（重点）2.预应力混凝土2.预应力混凝土轴心受拉轴心受拉构件的计算构件的计算（重点，难点）（重点，难点）3.预应力混凝土3.预应力混凝土受弯构件受弯构件的计算的计算（难点，仅介绍）（难点，仅介绍）4.预应力混凝土构件的4.预应力混凝土构件的构造要求构造要求（简介）（简介）第9章 预应力混凝土构件第9章 预应力混凝土构件3第二节 轴心受拉轴心受拉构件的计算构件的计算一、先张法轴心受拉构件的各阶段应力分析一、先张法轴心受拉构件的各阶段应力分析二、后张法轴心受拉构件的各阶段应力分析二、后张法轴心受拉构件的各阶段应力分析三、轴向受拉构件的设计方法三、轴向受拉构件的设计方法4从张拉钢筋开始,直到构件破坏,预应力混凝土构从张拉钢筋开始,直到构件破坏,预应力混凝土构件的计算分为两个阶段：件的计算分为两个阶段：施工阶段和使用阶段。两个阶施工阶段和使用阶段。两个阶段的外荷载、截面应力状态不同。段的外荷载、截面应力状态不同。第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算5一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析（1）在台座穿预应力钢筋：（1）在台座穿预应力钢筋：（如图为一端固定情况）（如图为一端固定情况）（2）张拉钢筋至控制应力：（2）张拉钢筋至控制应力：预应力钢筋应力：预应力钢筋应力：混凝土应力混凝土应力：无：无非预应力钢筋应力非预应力钢筋应力：无：无conpconpcs第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算1.施工阶段1.施工阶段（拉应力拉应力）6（3）预应力钢筋固定在台座上，浇混凝土，养护混凝土，（3）预应力钢筋固定在台座上，浇混凝土，养护混凝土，完成完成第一批预应力损失第一批预应力损失（）：（）：预应力钢筋应力：预应力钢筋应力：混凝土应力：混凝土应力：0 0非预应力钢筋应力：非预应力钢筋应力：0 0 l431llllpcslconp一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算1.施工阶段1.施工阶段（拉应力拉应力）7最终，达到如下应力平衡状态：最终，达到如下应力平衡状态：混凝土预压应力：混凝土预压应力：预应力钢筋应力：预应力钢筋应力：非预应力钢筋应力：非预应力钢筋应力：pcpcppcElconpespcEs一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算1.施工阶段1.施工阶段记住该表达：因混凝土压缩而使钢筋产生的应力差；记住该表达：因混凝土压缩而使钢筋产生的应力差；E=Es/Ec（压应力压应力）（拉应力拉应力）（压应力，由截面应力平衡求压应力，由截面应力平衡求）（4）放张预应力钢筋、压缩混凝土）放张预应力钢筋、压缩混凝土当混凝土强度达到当混凝土强度达到75%以上后，放松预应力钢筋，以上后，放松预应力钢筋，预应力预应力钢筋弹回，混凝土受压缩短。钢筋弹回，混凝土受压缩短。同时同时，预应力钢筋和非预应力钢，预应力钢筋和非预应力钢筋也随之缩短，即预应力筋拉应力减小，非预应力筋增加了压筋也随之缩短，即预应力筋拉应力减小，非预应力筋增加了压应力。接着，预应力筋拉应力的减小，又会使混凝土产生的压应力。接着，预应力筋拉应力的减小，又会使混凝土产生的压应力减小。应力减小。8根据根据截面内力平衡截面内力平衡条件，可得出：条件，可得出：（拉力）（压力）（拉力）（压力）代入：代入：pc1peppccssAAApcElconpepcEs010()()=conlcEslpconppcpEpAAAANAAA一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算合外力为合外力为0！构件！构件各内力自平衡！各内力自平衡！注：注：1.NpI可看作钢筋去掉可看作钢筋去掉aE pcI项后的合力。项后的合力。2.混凝土的应力混凝土的应力 pcI可看作由可看作由大小为大小为NpI的外加预压力的外加预压力作用在作用在换算面积换算面积A0上计算得到。上计算得到。1.施工阶段1.施工阶段（4）放张预应力钢筋、压缩混凝土）放张预应力钢筋、压缩混凝土1cpsAAAAEscEE（5）混凝土受到预压应力后一段时间,（5）混凝土受到预压应力后一段时间,完成第二批预应力损失完成第二批预应力损失（)（)95llpcpcpc一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算预应力钢筋的有效应力：预应力钢筋的有效应力：pe最终，达到如下应力平衡状态：最终，达到如下应力平衡状态：非预应力钢筋的有效应力：非预应力钢筋的有效应力：s?（拉应力拉应力）（压应力压应力）混凝土收缩徐变后缩短，钢筋也随之缩短混凝土收缩徐变后缩短，钢筋也随之缩短，在第（，在第（4）阶段）阶段的基础上进一步的基础上进一步增加了压缩变形。增加了压缩变形。同理，同理，预应力筋的拉应力减小，预应力筋的拉应力减小，非预应力筋的压应力增加。接着，预应力筋拉应力的减小，又会非预应力筋的压应力增加。接着，预应力筋拉应力的减小，又会使混凝土产生的压应力减小。使混凝土产生的压应力减小。混凝土预压应力：混凝土预压应力：（压应力，由截面应力平衡求压应力，由截面应力平衡求）10同理，根据同理，根据截面内力平衡截面内力平衡条件，可得出：条件，可得出：（拉力）（压力）（拉力）（压力）代入代入55500001()conlplsconlplspccEslpEsppAANANAAAAAAAA1peppccssAAApcElconpe5lpcEspc一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析一、先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析第第2节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算节 预应力混凝土轴心受拉构件的计算注：注：1.Np0可看作钢筋去掉可看作钢筋去掉 E pcII项后的合力。项后的合力。2.混凝土的应力混凝土的应力 pcII可看作可看作大小为大小为Np0=NpII-l5As的外加预压力的外加预压力作用在作用在换算面积换算面积A0上计算得到。上计算得到。（5）混凝土受到预压应力后一段时间,（5）混凝土受到预压应力后一段时间,完成第二批预应力损失完成第二批预应力损失
