预应力钢筋混凝土结构课件.pptx

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1、预应力混凝土结构：在混凝土结构承受使用荷载之前，对其受拉区预先施加压应力，使构件在使用荷载下产生的拉应力很大部分被预压应力抵消。由此达到改善普通混凝土缺点的目的。第9章 预应力混凝土构件设计预压力作用下：截面下压上拉或全截面受压。外荷载作用下：截面下拉上压。共同作用下：截面下拉上压或全截面受压。第1页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.1.2 预应力混凝土的分类1 按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后次序分为：先张法：先张拉预应力钢筋再浇灌混凝土。后张法：先浇灌混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉钢筋。后张法又可分为灌浆和非灌浆两种：灌浆预应力混凝土：浇砼，预留孔道达到强度，穿筋张拉钢筋，锚固

2、孔道灌浆，使预应力钢筋与混凝土成为整体。非灌浆预应力混凝土：在浇筑混凝土构件时不需要留孔道及灌浆，将预应力钢筋束按设计部位放入构件模板内，然后浇捣混凝土并养护。当构件混凝土达到设计强度后，在构件上直接张拉预应力钢筋束至控制应力，并用锚具将预应力钢筋束两端锚固在构件的端部，张拉预应力钢筋的同时，构件受到预压应力。第2页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 按照截面上应力分布特点分为：全预应力：在使用荷载作用下，构件截面受拉边缘上的混凝土不产生拉应力，即保持压应力或零应力工作状态。相当于规范中裂缝控制等级为一级，即严格要求不允许出现裂缝的构件。（2）有限预应力：构件预压区混凝土正截面拉应力不超

3、过规定的容许值，相当于规范中裂缝控制等级为二级，即一般情况下要求不出现裂缝的构件。（3）部分预应力：在使用荷载作用下，构件截面受拉边缘上的混凝土允许产生裂缝。构件预压区混凝土正截面拉应力允许超过规定的容许值，但最大裂缝宽度不超过允许值。相当于规范中裂缝控制等级为三级，即允许出现裂缝的构件。第3页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计 3 按照预应力钢筋与混凝土之间有无粘结划分：有粘结预应力：通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结应力将预应力施加给混凝土构件，如先张法预应力混凝土构件、后张法中的灌浆预应力混凝土构件等。无粘结预应力：通过构件上两端的锚具，将预应力施加在构件上。如后张法中的非灌浆预应力混

4、凝土构件。第4页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.1.3 施加预应力的方法1 先张法张拉钢筋支模、浇砼砼达到一定强度剪丝第5页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 后张法通过锚具传递预应力的。浇砼，预留孔道穿筋、张拉、锚固孔道灌浆第6页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.1.4 锚具夹具和锚具是指在制作预应力混凝土构件时锚固预应力钢筋的工具。能够取下重复使用的锚具为称夹具（或非工作锚具）；永久固定在构件上的工具称为锚具（工作锚具）。夹具和锚具主要依靠摩阻、握裹和承压锚固来夹住或锚住预应力钢筋。夹具和锚具应具有足够的强度和刚度，锚固性好，构造简单，使用方便，节约材料，价格低，安

5、全可靠。第7页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计1 锚块锚塞型由钢制锚环和锚塞组成。第8页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 螺杆螺帽型锚具由螺丝端杆和螺帽两部分组成。主要用于锚固冷拉粗钢筋（直径为2232mm）及精轧螺纹粗钢筋（直径为2532mm）。第9页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计3 镦头型锚具是利用钢丝的镦粗头来锚固预应力钢丝的一种锚具。由锚环、螺母及锚板组成。主要用于锚固多根直线预应力高强钢丝。第10页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.1.5 预应力混凝土的材料1 钢筋主要有钢绞线、钢丝和热处理钢筋三大类。强度高。可以提高钢筋与混凝土之间的粘结应力；对采用后

6、张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。混凝土强度高，还可减小构件截面尺寸。具有一定的塑性。为防止预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋具有一定的伸长率。一般要求极限伸长率大于4%。良好的加工性能。要求有良好的可焊性，同时要求钢筋“镦粗”后并不影响其原来的物理力学性能。与混凝土之间有较好的粘结作用。对先张法预应力混凝土构件，当用高强度钢丝时，其表面应进行“刻痕”或“压波”处理。第11页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 混凝土强度高。预应力钢筋有很大的张拉应力，再加上荷载作用，及为抵消各种预应力损失需要采用较高的张拉应力，要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。收缩、徐变小。以减小收缩

7、、徐变引起的预应力损失。快硬、早强。可尽早施加预应力，加快施工进度。规范规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30。对采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋的构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40。第12页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.1.6 预应力混凝土的特点预应力混凝土的优点：(1)可延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂性和抗渗性，改善结构的耐久性；(2)可提高构件刚度，减小变形；(3)充分发挥材料高强度性能，节约钢筋，减轻自重，降低造价；(4)提高构件的抗剪性能、受压构件的稳定性及抗疲劳性等。缺点：构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂，且延性较差。

8、成本高，材料质量要求高，技术水平要求高。第13页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.2.1 张拉控制应力con9.2 预应力混凝土构件设计的一般规定张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。通常用张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得到的应力值。控制应力确定原则：尽量高，但不宜过高。如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。如果取值过大，可能引起预拉区混凝土开裂或后张法构件端部混凝土局部压坏、构件的延性降低。第14页/共74页（3）构件开裂荷载与极限荷载很接近，使构件破坏前无明显预

9、兆，构件延性较差。（4）为了减少预应力损失，有时需超张拉，可能会使个别钢筋达到屈服强度，甚至可能脆断。第15页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计张拉控制应力限值：P252表10-1 张拉控制应力值的大小与施加预应力的方法有关，还与预应力钢筋种类有关。对于同一钢种，先张法取值应高于后张法（与建立预应力的方式有关）。符合下列情况之一者，表10-1中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk：为了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钢筋；为了部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。第16页/共74页第9章 预应力混

10、凝土构件设计9.2.2 预应力损失预应力损失：预应力混凝土构件在制作和使用过程中，预应力钢筋的张拉应力值不断降低的现象。引起预应力损失的原因有六大类，分别按以下两种方法分析：由于张拉工艺、构造及材料特性（温度）等各种因素引起构件缩短，钢筋也跟着缩短，即引起预应力损失，可按虎克定律计算；由某些物理特性（如摩擦）引起预应力损失，按物理特性分析。第17页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计1 张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失l1存在于先张法和后张法构件中。预应力直线钢筋锚固在台座或构件上的锚具、垫板与构件之间的缝隙被挤紧，以及钢筋和楔块在锚具内滑移，使被拉紧的预应力钢筋内缩引起。a回缩量，

11、按表9-2采用，mm；l 张拉端至锚固端之间的距离，mm；Es预应力钢筋分弹性模量。对于块体拼成的预应力结构尚应考虑块体间填缝的预压变形。当采用混凝土或砂浆填缝材料时，每条填缝的预压变形值应取1mm。第18页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计(2)预应力曲线或折线钢筋锚固时，预应力钢筋回缩，其移动方向与张拉方向相反，因而将产生反向摩擦。由于反向摩擦的作用，锚具变形引起的预应力损失在张拉端最大，随着与张拉端的距离的增大而逐渐减小，直至为零。反向摩擦影响长度lf：rc 曲线的曲率半径；,表9-3摩擦系数x张拉端至计算截面的距离 x lf第19页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计减小预应力损

12、失的l1一般措施：选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具，并尽量少用垫板的块数；增加台座长度。采用先张法生产的构件，当台座长度为100m以上时，l1可忽略不计。第20页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失l2存在于后张法构件中。采用后张法张拉预应力钢筋时，由于钢筋与混凝土孔道壁之间的摩擦阻力与张拉方向相反，钢筋的实际预应力从张拉端往里逐渐减小。产生摩擦损失的原因有两个：(1)对于直线孔道，由于孔道内壁凹凸不平、孔道轴线的局部偏差以及钢筋表面粗糙等原因，使钢筋某些部位紧贴孔道壁而引起摩擦损失；(2)对于曲线孔道，预应力钢筋在弯曲孔道部分张

13、拉，产生了对孔道壁的垂直压力而引起摩擦损失。第21页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计当 时：预留孔道中张拉钢筋与孔道壁的摩擦力 x从张拉端至计算截面的孔道长度(m)可用投影长度。从张拉端至计算截面曲线孔道长度的夹角(rad)。第22页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计减少预应力损失l2的一般措施：(1)对于较长构件采取两端张拉，则计算中孔道长度按构件的一半长度计算。(2)采用超张拉。张拉到1.1con，持荷2min，卸荷至0.85con，持荷2min张拉至 con第23页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计3 混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失

14、l3存在于先张法构件中。采用蒸汽养护升温时，混凝土强度不大，钢筋受热自由膨胀伸长，两端的台座不升温，其间距离保持不变而产生的预应力损失。小钢模生产的构件无此项损失。第24页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计减小预应力损失的l3一般措施：采用两次升温养护。先在常温下养护，待混凝土强度等级达到7.510Mpa后，再逐渐升温至规定的养护温度；在钢模上张拉预应力钢筋（如先张大型楼板）。由于预应力钢筋是锚固在钢模上的，升温时两者的温度相同，可以不考虑此项损失。第25页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计4 预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失 l4存在于先张法和后张法构件中。钢筋的应力松弛钢筋或钢

15、筋束在高应力下，其长度保持不变时，钢筋的应力随时间的增长而逐渐降低的现象。应力松弛的特点与钢种有关，软钢小而硬钢大；与作用时间长短有关，先快后慢，一小时为50%，一天完成80%；还与初始应力水平有关。(1)对普通松弛预应力钢丝、钢绞线：(2)对低松弛预应力钢丝、钢绞线：当con0.7fptk时：当0.7fptk 3m，l6=0 d 3m，取l6=30N/mm2 第31页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计7 预应力损失的分阶段组合P261表10-4 先张法构件：砼预压前（第一批）的损失：lI=l1+l2+l3+l4砼预压后（第二批）的损失：lII=l5 后张法构件：砼预压前（第一批）的损失：

16、lI=l1+l2 砼预压后（第二批）的损失：lII=l4+l5+l6总损失：l =li+lII先张法：l 100N/mm2后张法：l 80N/mm2第32页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计8 混凝土的弹性压缩（或伸长）当混凝土受预应力作用而产生弹性压缩（或伸长）时，若钢筋（包括预应力钢筋和非预应力钢筋）与混凝土协调变形（即共同缩短或伸长），则二者的应变变化量相等，即s=c，或/Es=c/Ec，则钢筋的应力变化量为：若钢筋与混凝土协调变形，则当与钢筋在同一水平线上的混凝土正应力变化c 时，钢筋的应力相应变化Ec。9 后张法构件分批张拉预应力钢筋时混凝土弹性变形的考虑后张法构件的预应力钢筋采

17、用分批张拉时，应考虑后批张拉钢筋所产生的混凝土弹性压缩（或伸长）对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋的张拉控制应力值con增加（或减小）Epci。第33页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.2.3 有效预应力沿构件长度的分布1 先张法预应力传递长度ltr和锚固长度la先张法构件预应力钢筋的传递长度ltr从钢筋和混凝土应力为零的端截面到钢筋和混凝土应力为pe和pc的截面之间的这段长度。先张法构件预应力钢筋的锚固长度la：2 后张法构件有效预应力沿构件长度的分布后张法构件中，摩擦损失l2在张拉端为零，然后逐渐增大，至锚固端达最大值；故有效预应力沿构件长度的分布在各个截面不同。9.2.4 无粘

18、结预应力混凝土结构 P273第34页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析9.3.1 先张法轴心受拉构件1 施工阶段放松预应力筋，压缩混凝土（完成第一批预应力损失）：放松预应力筋之前：pc=0 pe=conlI s=0放松预应力筋之后：pc=pcI pe=conlIEpcI s=EspcI截面平衡条件：pe Ap =pc Ac +s As(con lI E pcI)Ap=pcI Ac+EspcI As混凝土预压应力：第35页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计完成第二批预应力损失：预应力筋：pc=pcII（压）pe=con-l-EpcII s=Esp

19、cII+l5（压）截面平衡条件：pe Ap =pc Ac +s As (con l E pcII)Ap=pcII Ac+（EspcII l5）As混凝土的有效预压应力：第36页/共74页2 使用阶段加荷至混凝土预压应力被抵消时pc=0 pe=p0=conl s=l5截面平衡条件：N0=pe Ap-s As N0=(con l)Ap-l5 As=pcII A0 式中Np0消压轴力，抵消截面上混凝土有效预压应力所需的轴向力。第9章 预应力混凝土构件设计继续加荷至混凝土即将开裂pc=ftk（拉）pe=conl+E ftk s=l5-Es ftk（压）截面平衡条件：Ncr=pe Ap+pc Ac-s

20、As Ncr=(conl+E ftk)Ap+ftkAc-(l5-Es ftk)As=(pcII+ftk)A0 式中 Ncr 预应力轴拉构件即将开裂所能承受的轴向力。第37页/共74页加荷至构件破坏 pc=0 pe=fpy s=fy截面平衡条件：Nu=fpy Ap+fy As 式中Nu 极限承截力。第9章 预应力混凝土构件设计第38页/共74页9.3.2 后张法轴心受拉构件1 施工阶段在构件上张拉预应力钢筋至con，同时压缩混凝土：pc=cc pe=conl2 s=Escc截面平衡条件：pe Ap =pc Ac +s As(con l2)Ap=cc Ac+Escc As混凝土的预压应力：第9章

21、预应力混凝土构件设计第39页/共74页完成第一批预应力损失：pc=pcI pe=conlI s=EspcI截面平衡条件：pe Ap =pc Ac +s As(con lI)Ap=pcI Ac+Es pcI As混凝土的预压应力：第9章 预应力混凝土构件设计完成第二批预应力损失：lII=l4+l5 pc=pcII pe=conl s=EspcII+l5 截面平衡条件：(con l)Ap=pcII Ac+(Es pcI+l5)As混凝土的有效预压应力：第40页/共74页2 使用阶段加荷至混凝土预压应力被抵消时pc=0 pe=p0=conl+EpcII s=l5截面平衡条件：N0=pe Ap-s A

22、s N0=(con l+EpcII)Ap-l5 As=pcII A0 式中Np0消压轴力，抵消截面上混凝土有效预压应力所需的轴向力。第9章 预应力混凝土构件设计继续加荷至混凝土即将开裂pc=ftk pe=conl+E(ftk+pcII)s=l5-Es ftk 截面平衡条件：Ncr=N0 +ftk A0 Ncr=(pcII+ftk)A0 式中 Ncr 预应力轴拉构件即将开裂所能承受的轴向力。第41页/共74页加荷至构件破坏 pc=0 pe=fpy s=fy截面平衡条件：Nu=fpy Ap+fy As 式中Nu 极限承截力。第9章 预应力混凝土构件设计注意：第42页/共74页第9章 预应力混凝土构

23、件设计9.3.3 先、后张法计算公式比较1 钢筋应力非预应力钢筋：应力公式相同。原因：非预应力钢筋与混凝土协调变形的起点均是混凝土应力为零。预应力钢筋：后张法比先张法多Epe。原因：预应力钢筋与混凝土协调变形的起点不同。2 混凝土应力先张法公式中用构件的换算面积A0，而后张法用构件的净截面面积An。先张法：后张法：第43页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计3 轴向拉力使用阶段的轴力公式形式均相同，均采用构件的换算面积A0计算。开裂承截力：Ncr=(pcII+ftk)A0=N0 +ftk A0 预应力混凝土构件的开裂荷载比同条件的普通钢筋混凝土构件提高了N0。极限承截力：Nu=fpy Ap+

24、fy As 预应力混凝土轴心受拉构件的极限承载力与同条件的普通钢筋混凝土构件相同，与预应力的存在及大小无关。第44页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.4 预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算9.4.1 使用阶段正截面承载力计算9.4.2 使用阶段正截面裂缝控制验算1 一级严格要求不出现裂缝的构件2 二级一般要求不出现裂缝的构件荷载效应的标准组合：荷载效应的准永久组合：第45页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计3 三级允许出现裂缝的构件第46页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.4.3 施工阶段承载力验算为了保证在张拉（或放松）预压力钢筋时，混凝土不被压碎。式中：fck 放松（

25、张拉）预应力钢筋时与混凝土立方体抗压强度相应的抗压强度设计值，直线内插法确定。cc 放松（张拉）钢筋时混凝土计算截面的最大法向压应力。第47页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.4.4 施工阶段后张法构件端部局部受压承载力验算1 构件端部截面尺寸验算防止局压传递段劈裂Fl 局部受压面上作用的局部压力设计值，Fl=1.2conAp；Aln 局部受压净面积，从锚具边450成拉垫板扩散至构件表面减去孔道、凹槽部分；l 砼局压强度提高系数，“套箍”作用；Al 局压面积；Ab 局压时计算底面积，按同心、对称原则确定。当不满足时，应加大锚固区的截面尺寸、调整锚具位置或提高混凝土强度等级。第48页/共

26、74页第9章 预应力混凝土构件设计2 构件端部局部受压承载力验算为防止构件端部的局压破坏，配方格网式或螺旋式间接钢筋。v 体积配筋率；方格式配筋时：螺旋式配筋时：cor 砼局压强度提高系数；Acor配置方格网或螺旋式间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积（不扣除孔道面积），但不应大于Ab，且其重心应与Al的重心相重合。如不满足要求，可增加钢筋根数或加大钢筋直径，也可减小钢筋间距或螺距。第49页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.5 预应力混凝土受弯构件的设计计算9.5.1 各阶段应力分析1 钢筋应力第一批损失完成后，受拉区预应力钢筋Ap的应力：先张法：pe=conlI EpcI 后张法：p

27、e=conlI 分别加荷至受拉区和受压区预应力钢筋各自合力点处混凝土法向应力等于零时，受拉区和受压区预应力钢筋Ap和Ap的应力：先张法：p0=conl p0=conl 后张法：p0=conl+EpcII p0=conl+EpcII 第50页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 混凝土应力先张法：后张法：预应力钢筋及非预应力钢筋的合力Np：预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的偏心距：先张法：后张法：第51页/共74页截面几何特征：第9章 预应力混凝土构件设计先张法：后张法：第52页/共74页3 外荷载作用下构件截面内混凝土应力计算消压弯矩M0加载至受弯构件截面下边缘应力为零时，即外荷载作用的弯矩

28、使截面下边缘产生的拉应力正好为pcII消压状态：开裂弯矩Mcr加载至受拉区砼即将开裂：按弹性材料计算：考虑受拉区砼的塑性：第9章 预应力混凝土构件设计第53页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计4 由预加力Np在后张法预应力砼超静定结构中产生的次弯矩和次剪力弹性分析计算时，次弯矩M2：第54页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.5.2 使用阶段计算1 正截面受弯承载力计算预应力混凝土构件计算特点截面应变保持平面、不考虑混凝土的抗拉强度及采用的混凝土受压应力与应变关系曲线这三条对预应力混凝土受弯构件仍然适用；而“纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强

29、度设计值”这一条对预应力钢筋是近似的，因为预应力钢筋采用没有明显流幅的钢筋。破坏时，受拉区预应力钢筋Ap达到fpy的条件：考虑界限破坏，即受拉区预应力钢筋Ap达到fpy的同时，截面受压边缘混凝土达到极限压应变。第55页/共74页破坏时，非预应力受拉钢筋As达到fy的条件与普通混凝土构件相同；即有屈服点钢筋：无屈服点钢筋：破坏时，受压区预应力钢筋Ap的应力p。第9章 预应力混凝土构件设计第56页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计矩形截面或翼缘位于受拉边的倒T形截面预应力混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算适用条件：2a x 保证破坏时普通受压纵筋屈服x b h0 保证破坏时受拉钢筋屈服第57页

30、/共74页第9章 预应力混凝土构件设计翼缘位于受压区的T形、工字形截面受弯构件正截面受弯承载力计算x hf 第一类T形截面 x hf 第二类T形截面满足为第一类T形截面；否则为第二类T形截面。第58页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计对第一类T形截面；按宽度为bf的矩形截面进行计算 对第二类T形截面 适用条件：2a x b h0第59页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计 若x0.3fcA0时取Np0=0.3fcA0，因为 过大的压力可能降低抗剪强度。第61页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计矩形、T形和工字形截面的一般预应力受弯构件，当同时配有箍筋和弯筋时，斜截面受剪承载力计算公式

31、：V Vcs+VP+0.8 fyAsbsins+0.8 fpyApbsinp符合下述要求时，不进行斜截面受剪承载力计算，按构造要求配置箍筋。矩形、T形和工字形截面的一般预应力受弯构件：集中荷载作用下的独立梁：受拉边倾斜矩形、T形和工字形截面的一般预应力受弯构件，斜截面受剪承载力计算公式：V Vcs+Vsp+0.8 fyAsbsins 第62页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计斜截面受弯承载力计算对先张法预应力混凝土构件端部进行斜截面受剪承载力计算以及正截面、斜截面裂缝控制验算时，应考虑预应力钢筋在其预应力传递长度范围内实际应力值的变化。第63页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计3 正截

32、面裂缝控制验算一级严格要求不出现裂缝的构件：ck pc 0 二级一般要求不出现裂缝的构件：荷载效应的标准组合：ck pc ftk 荷载效应的准永久组合：cq pc 0三级允许出现裂缝的构件：wmax wlim第64页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计4 斜截面抗裂度验算斜截面裂缝控制验算的位置：应选择跨度内不利位置的截面，如弯矩和剪力较大的截面或外形有突变的截面，并且在沿截面高度上，应选择该截面的换算截面重心处和截面宽度有突变处，如I形截面上、下翼缘与腹板交接处等。限制混凝土主拉应力tp：一级：严格要求不出现裂缝的构件：tp 0.85ftk 二级：一般要求不出现裂缝的构件：tp 0.95f

33、tk 限制混凝土主压应力cp：一级或二级：cp 0.6fck 第65页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计5 挠度验算外荷载产生的向下挠度fl：最小刚度原则预应力产生的向上挠度fp：式中 Np0 完成全部预应力损失后的预应力合力大小。要求不出现裂缝的构件（裂缝控制等级为一、二级）允许出现裂缝的构件（裂缝控制等级为三级）第66页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.5.3 施工阶段验算1 不允许出现裂缝的构件：ct 1.0 ftk cc 0.8 fck 2 当预拉区允许开裂构件，当预拉区不配置预应力钢筋时：ct 2.0 ftk cc 0.8 fck cc、ct是考虑与制作和运输、吊装阶级数

34、一致时的最大拉应力和压应力。先张法构件制作阶段：先张法构件运输及安装阶段：第67页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.6 预应力混凝土构件的构造要求9.6.1 先张法构件1 预应力钢筋的净间距及保护层厚度预应力钢筋之间的净间距不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍，且应符合下列规定：热处理钢筋及钢丝不应小于15mm；三股钢绞线不应小于20mm；七股钢绞线不应小于25mm。预应力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径，且不小于规范规定的混凝土保护层最小厚度要求。第68页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计2 预应力钢筋端部混凝土的加强措施(1)配置螺旋筋(2)配置钢筋网片(3)配置

35、横向钢筋 第69页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.6.2 后张法构件1 锚具锚具形式和质量应符合国家现行有关标准的要求。对外露金属锚具应采取可靠的防锈措施。2 预应力钢筋的孔道(孔道外径D)对预制构件，孔道间的水平净距不宜小于50mm；孔道至构件边缘的净距不宜小于30mm，且0.5D。在框架梁中预留孔道时，竖向净间距不应D，水平方向净间距不应1.5D；从孔道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。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。第70页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计3 孔道灌浆 对灌浆混凝土构件，灌浆要求密实，水泥浆强

36、度等级不应低于C20，水灰比宜为0.40.45；为降低水泥浆硬化收缩，宜掺适量外加剂。4 构件端部加强构造 在靠近支座处弯起的预应力钢筋，宜沿构件端部均匀分布。否则应在构件端部长度（为构件端部截面高度）范围内设置附加竖向焊接钢筋网、封闭式箍筋或其它形式的构造钢筋。附加竖向钢筋宜采用带肋钢筋，其截面面积应符合下列要求：第71页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计当构件在端部有局部凹进时，为防止在预加应力过程中，端部转折处产生裂缝，应增设折线构造钢筋。为防止孔道在端部附近产生劈裂，在局部受压间接钢筋配置区外均匀布置附加箍筋或钢筋网片。第72页/共74页第9章 预应力混凝土构件设计9.6.3 非预应力钢筋的布置预应力构件中，除配置预应力钢筋外，为了防止施工阶段因混凝土收缩和温差及施加预应力过程中引起预拉区裂缝以及防止构件在制作、堆放、运输、吊装时出现裂缝或减小裂缝宽度，可在构件截面（预拉区和预压区）设置足够的纵向非预应力钢筋。在预应力钢筋弯折处，应加密箍筋或沿弯折处内侧布置非预应力钢筋网片，以加强在钢筋弯折处的混凝土抗裂能力。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，在构件端部可能产生裂缝的部位，应设置足够的非预应力纵向构造钢筋。第73页/共74页谢谢您的观看！第74页/共74页