公路桥涵工程预应力混凝土构件优秀PPT.ppt

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1、公路桥涵工程预应力混凝土构件第1页，本讲稿共40页9.79.7公路桥涵工程预应力混凝土构件公路桥涵工程预应力混凝土构件9.7.1 9.7.1 张拉控制应力张拉控制应力v进行超张拉时，对钢丝、钢铰线不能超过：进行超张拉时，对钢丝、钢铰线不能超过：0.80fpk，对于精轧螺纹，对于精轧螺纹钢筋不能超过钢筋不能超过0.95fpk。对于钢丝、钢绞线对于钢丝、钢绞线:对于精轧螺纹钢筋对于精轧螺纹钢筋:第2页，本讲稿共40页9.7.2 9.7.2 预应力损失预应力损失1.1.预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失 l l1 1x从张拉端至计算截面的长度，可以近似取该从张拉端至计算

2、截面的长度，可以近似取该 管道在构件轴线上的投影长度，管道在构件轴线上的投影长度，m。预应力钢筋与管道壁之间的摩擦系数，预应力钢筋与管道壁之间的摩擦系数，按表按表9-8采用；采用；张拉端曲线管道法线与计算截面曲线管道张拉端曲线管道法线与计算截面曲线管道 法线间的夹角。法线间的夹角。管道每管道每m局部偏差对摩擦的影响系数，局部偏差对摩擦的影响系数，按表按表9-8采用；采用；第3页，本讲稿共40页2.锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩产生的预应力损失锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩产生的预应力损失 l2（1）直线配筋：）直线配筋：（2）后张法构件曲线）后张法构件曲线配筋：配筋：第4页，本讲稿共40页反摩擦影

3、响长度反摩擦影响长度lf按下式计算：按下式计算：l l扣除管道沿途摩擦损失扣除管道沿途摩擦损失后的锚固端预拉应力。后的锚固端预拉应力。0 0张拉端锚下控制张拉张拉端锚下控制张拉应力按应力按9.7.19.7.1采用。采用。第5页，本讲稿共40页如如x xl lf f，表示处预应力钢筋不受反摩擦的影响。，表示处预应力钢筋不受反摩擦的影响。当当l lf fl l时，在离张拉端处，考虑反向摩擦影响后的预时，在离张拉端处，考虑反向摩擦影响后的预应力损失为：应力损失为：第6页，本讲稿共40页当当l lf f l l时，预应力钢筋离张拉端时，预应力钢筋离张拉端x x处考虑反摩擦后的预应力损处考虑反摩擦后的预

4、应力损失为：失为：第7页，本讲稿共40页3.温差损失温差损失 l3t1张拉钢筋时，场地的温度，张拉钢筋时，场地的温度，；t2混凝土加热养护时，钢筋的最高温度，混凝土加热养护时，钢筋的最高温度，。式中：式中：4.混凝土弹性压缩损失混凝土弹性压缩损失 l4 在计算截面重处，由全部钢筋预加应力产在计算截面重处，由全部钢筋预加应力产 生的混凝土法向应力，生的混凝土法向应力，MPa。先张法构件：先张法构件：第8页，本讲稿共40页 对于曲线配筋的分批张拉（分为对于曲线配筋的分批张拉（分为m批），批），可取可取l/4截面截面作为全作为全梁的平均截面进行简化计算：梁的平均截面进行简化计算：pc在在计计算算截截

5、面面先先张张拉拉完完毕毕的的钢钢筋筋重重心心处处，由由后后张张拉拉的的各各批钢筋产生的混凝土法向应力，批钢筋产生的混凝土法向应力，MPa。式中：式中：预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；后张法构件：后张法构件：第9页，本讲稿共40页传力锚固时的钢筋应力：传力锚固时的钢筋应力：对于后张法构件，对于后张法构件，；对于先张法构件，对于先张法构件，。超张拉系数，一次张拉时，超张拉系数，一次张拉时，=1.0；超张拉时，超张拉时，=0.9；钢筋松弛系数，钢筋松弛系数，I级松弛（普通松弛），级松弛（普通松弛），=1.0；II级松弛（低松弛），级松弛（低松弛），=0

6、.3；5.预应力钢筋松驰损失预应力钢筋松驰损失 l5预应力钢丝、钢铰线：预应力钢丝、钢铰线：第10页，本讲稿共40页精轧螺纹钢筋：精轧螺纹钢筋：一次张拉：一次张拉：超张拉：超张拉：第11页，本讲稿共40页预应力钢丝、钢铰线应力松弛损失不同时段与最终值的比值按预应力钢丝、钢铰线应力松弛损失不同时段与最终值的比值按表表9-109-10取用。取用。时间时间2d10d20d30d40d比值比值0.50.610.740.871.00表表9-10 钢筋应力松弛损失中间值与最终值的比值钢筋应力松弛损失中间值与最终值的比值第12页，本讲稿共40页6.混凝土的收缩和徐变损失混凝土的收缩和徐变损失 l6 由由混混

7、凝凝土土收收缩缩和和徐徐变变引引起起的的构构件件受受拉拉区区和和受受压压区区预预应应力力钢钢筋的预应力损失，可按下列公式计算：筋的预应力损失，可按下列公式计算：第13页，本讲稿共40页第14页，本讲稿共40页构构件件受受拉拉区区和和受受压压区区全全部部纵纵向向钢钢筋筋截截面面重重心心处处由由预预应应力力（扣扣除除相相应应阶阶段段的的预预应应力力损损失失）和和结结构构自自重重产产生生的的混混凝凝土土法法向向应应力力（Mpa），都都不不得得超超过过预预应应力力钢钢筋筋传传力力锚锚固固时时混混凝凝土土立立方方强强度度之之半半，当当为为拉拉应力时，取其为零；应力时，取其为零；预应力钢筋传力锚固龄期为预

8、应力钢筋传力锚固龄期为 ，计算考虑的，计算考虑的 龄期为龄期为 时的时的混凝土收缩应变混凝土收缩应变，其终极值其终极值 按表按表9-11采用。采用。加载龄期为时加载龄期为时 ，计算考虑的龄期为，计算考虑的龄期为 时的混时的混 凝土凝土徐变系数徐变系数，其终极值，其终极值 按表按表9-11采用。采用。第15页，本讲稿共40页9.7.3 9.7.3 预应力损失组合预应力损失组合 先先张张法法和和后后张张法法预预应应力力混混凝凝土土构构件件的的各各阶阶段段预预应应力力损损失失值按表值按表9-12进行组合。进行组合。表表9-12 各个阶段预应力损失值的组合各个阶段预应力损失值的组合预应力损失值的组合预

9、应力损失值的组合先先 张张 法法后后 张张 法法传力锚固时的预应力损失传力锚固时的预应力损失（第一批损失）（第一批损失）传力锚固后的预应力损失传力锚固后的预应力损失（第二批损失）（第二批损失）第16页，本讲稿共40页9.7.4 9.7.4 预应力混凝土受弯构件预应力混凝土受弯构件1使用阶段正截面承载力计算使用阶段正截面承载力计算（1）极限状态时截面应力状态）极限状态时截面应力状态 适筋预应力混凝土受弯构件达到极限状态的标志是；受拉钢适筋预应力混凝土受弯构件达到极限状态的标志是；受拉钢筋屈服，受压区外边缘混凝土达到极限压应变。筋屈服，受压区外边缘混凝土达到极限压应变。v对于后张法构件对于后张法构

10、件 v对于先张法构件对于先张法构件 其它简化和假定与一般受弯构件相同，但应注意预应力受压其它简化和假定与一般受弯构件相同，但应注意预应力受压钢筋的应力状态：钢筋的应力状态：第17页，本讲稿共40页（2）基本计算公式及适用条件）基本计算公式及适用条件矩形截面构件矩形截面构件 p0ppdssdcdppdssd)(AfAfbxfAfAf-+=+第18页，本讲稿共40页受压区高度受压区高度 应满足：应满足：当当受受压压区区配配有有普普通通受受压压钢钢筋筋和和预预应应力力钢钢筋筋，而而且且极极限限状态时预应力钢筋受压（即状态时预应力钢筋受压（即 ）时，还应满足：）时，还应满足：9-150第19页，本讲稿

11、共40页 当当受受压压区区只只配配有有普普通通受受压压钢钢筋筋，或或者者既既配配有有普普通通受受压压钢钢筋筋，也也配配有有预预应应力力钢钢筋筋，但但极极限限状状态态时时预预应应力力钢钢筋筋受受拉拉（即即 ）时，还应满足：时，还应满足：当当不不满满足足公公式式（9-150），（9-151）的的适适用用条条件件时时，应应按按下下列列公公式进行承载力计算：式进行承载力计算：受受压压区区配配有有普普通通受受压压钢钢筋筋和和预预应应力力钢钢筋筋，而而且且极极限限状状态态时时预预应应力力钢筋受压时：钢筋受压时：9-151第20页，本讲稿共40页受压区配有普通受压钢筋和预应力钢筋，而且极限受压区配有普通受压

12、钢筋和预应力钢筋，而且极限状态时预应力钢筋受拉时：状态时预应力钢筋受拉时：第21页，本讲稿共40页T形截面和工字形截面构件形截面和工字形截面构件 T形形截截面面和和工工字字形形截截面面受受弯弯构构件件中中和和轴轴位位置置的的差差别别与与普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件相相同同，只只需需在在判判别别中中和和轴轴位位置置时时把把预预应应力力钢钢筋筋的的作用考虑进去。作用考虑进去。第22页，本讲稿共40页当中和轴位于受压翼缘以内（即当中和轴位于受压翼缘以内（即 ）时，基本公）时，基本公 式与式与宽度为宽度为 的矩形截面构件相同；的矩形截面构件相同；当中和轴位于腹板内（即当中和轴位于腹板内（即 ）

13、时，基本公式为：）时，基本公式为：第23页，本讲稿共40页 受弯构件正截面计算公式的适用条件同矩形截面。受弯构件正截面计算公式的适用条件同矩形截面。第24页，本讲稿共40页2 2使用阶段斜面承载力计算使用阶段斜面承载力计算 （1）斜截面抗剪承载力计算）斜截面抗剪承载力计算 第25页，本讲稿共40页矩形、矩形、T形和工形截面的受弯构件，其抗剪截面应符合下列形和工形截面的受弯构件，其抗剪截面应符合下列要求：要求：第26页，本讲稿共40页其中：其中：第27页，本讲稿共40页式中，式中，1为异号弯矩影响系数；为异号弯矩影响系数；3为受压翼缘的影响系数。为受压翼缘的影响系数。计算公式的适用条件、计算步骤

14、、验算位置与普通混凝土梁相计算公式的适用条件、计算步骤、验算位置与普通混凝土梁相同。同。2为预应力提高系数；非预应力混凝土受弯构件为预应力提高系数；非预应力混凝土受弯构件2=1.0，预应力，预应力混凝土受弯构件混凝土受弯构件2=1.25，当由钢筋的合力引起的截面弯矩与外弯矩，当由钢筋的合力引起的截面弯矩与外弯矩的方向相同时或允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件取的方向相同时或允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件取2=1.0。第28页，本讲稿共40页（2）斜截面抗弯承载力计算）斜截面抗弯承载力计算 最不利斜截面水平投影长度：最不利斜截面水平投影长度：第29页，本讲稿共40页3使用阶段抗裂验算与应力控

15、制使用阶段抗裂验算与应力控制（1）抗裂验算）抗裂验算 正截面抗裂验算正截面抗裂验算 预制构件：预制构件：分段浇筑构件：分段浇筑构件：A全预应力混凝土构件全预应力混凝土构件 B部预应力混凝土部预应力混凝土A类构件类构件 v在长期效应组合下：在长期效应组合下：v在短期效应组合下：在短期效应组合下：第30页，本讲稿共40页预应力钢筋和普通钢筋合力及其偏心矩（a）先张法构件 （b）后张法构件 1换算截面重心 2净截面重心l6A sl6A sp0A pp0A pNp0ep0YsYsYpYPl6A sl6A speA ppeA pepnYsnYsnYpnYPnNp12（a）（b）第31页，本讲稿共40页l

16、6A sl6A sp0A pp0A pNp0ep0YsYsYpYP1（a）对于先张法构件对于先张法构件第32页，本讲稿共40页l6A sl6A speA ppeA pepnYsnYsnYpnYPnNp2（b）对于后张法构件对于后张法构件第33页，本讲稿共40页斜截面抗裂验算斜截面抗裂验算 A全预应力混凝土构件全预应力混凝土构件 B部分预应力混凝土构件部分预应力混凝土构件A类构件类构件 和和B 类构件类构件预制构件：预制构件：现场浇筑构件：现场浇筑构件：预制构件：预制构件：现场浇筑构件：现场浇筑构件：第34页，本讲稿共40页第35页，本讲稿共40页（2）应力控制）应力控制 钢筋拉应力钢筋拉应力

17、混凝土法向压应力和钢筋拉应力混凝土法向压应力和钢筋拉应力 混凝土法向压应力混凝土法向压应力 对于钢绞线、钢丝对于钢绞线、钢丝 对于精轧螺纹钢对于精轧螺纹钢 未开裂构件未开裂构件允许开裂构件允许开裂构件未开裂构件未开裂构件允许开裂构件允许开裂构件未开裂构件未开裂构件允许开裂构件允许开裂构件第36页，本讲稿共40页主拉应力和主压应力控制主拉应力和主压应力控制 混凝土的主压应力混凝土的主压应力 混凝土的主拉应力混凝土的主拉应力在在 的区段，按构造配置箍筋；的区段，按构造配置箍筋；在在 的区段，按计算配箍筋。的区段，按计算配箍筋。第37页，本讲稿共40页5端部锚固区的计算端部锚固区的计算 与建筑工程中

18、的原理和公式基本相同，只是一些符号的与建筑工程中的原理和公式基本相同，只是一些符号的表示方法不同。表示方法不同。4施工阶段计算施工阶段计算 施工阶段混凝土应力控制施工阶段混凝土应力控制 压应力压应力 控制控制 拉应力拉应力 控制控制 根据拉应力在不同的范围，预拉区有相应的纵根据拉应力在不同的范围，预拉区有相应的纵向钢筋配筋率的要求。拉应力要保证向钢筋配筋率的要求。拉应力要保证 。第38页，本讲稿共40页6变形验算变形验算（1 1）预应力混凝土构件的刚度）预应力混凝土构件的刚度 对于全预应力混凝土构件和对于全预应力混凝土构件和A A类预应力混凝土构件：类预应力混凝土构件：对于允许开裂的对于允许开裂的B B类预应力混凝土构件：类预应力混凝土构件：在开裂弯矩在开裂弯矩 作用下：作用下：在在 作用下：作用下：第39页，本讲稿共40页（2 2）预应力力产生的反拱）预应力力产生的反拱 （4 4）预应力混凝土受弯构件的总挠度）预应力混凝土受弯构件的总挠度 （3 3）荷载产生的挠度）荷载产生的挠度 在长期荷载作用下的构件抗弯刚度按下式确定：在长期荷载作用下的构件抗弯刚度按下式确定：公式中长期刚度影响系数公式中长期刚度影响系数取值为：取值为：第40页，本讲稿共40页