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1、第9章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)9.1 9.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識(shí)9.1.1 9.1.1 一般概念一般概念普通鋼筋混凝土的缺點(diǎn)：在使用荷載下帶裂縫工作：影響耐久，功能！剛度！疲勞性！若不裂，加大截面面積增加自重。不開(kāi)裂 3 = 2030Ma難以利用高強(qiáng)度材料。與max對(duì)應(yīng)的3 = 250N/mm2，而高強(qiáng)鋼絲可達(dá)1600N/mm2 。提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)提高構(gòu)件的抗裂性能和控制裂縫寬度的作用不大。 要使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步發(fā)展，就必須克服混凝土抗拉強(qiáng)度低這一缺點(diǎn)，于是人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，創(chuàng)造出了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 所謂預(yù)應(yīng)力砼，就是事先人為地在混凝

2、土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，而且其數(shù)值和分布有利于抵消使荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，稱(chēng)其為預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力砼的基本原理： 例如，對(duì)混凝土或鋼筋混凝土的受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力，使之建立一種人為的應(yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力的大小和分布規(guī)律，能有利于抵消使用荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力，因而使混凝土構(gòu)件在使用荷載下允許出現(xiàn)拉應(yīng)力而不致開(kāi)裂，或推遲開(kāi)裂，或者限制裂縫寬度大小。2hIeNANppppc2hIMc)2(2hIeNANhIMppppccb預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受力示意圖施加預(yù)應(yīng)力后，可以避免混凝土出現(xiàn)裂縫，混凝土梁可以全截面參加工作。預(yù)加力的大小以及預(yù)加力的作用點(diǎn)位置是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)

3、用：預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用：大跨度結(jié)構(gòu)（大跨度橋梁）大跨度結(jié)構(gòu)（大跨度橋梁）； 特種結(jié)構(gòu)（防漏特種結(jié)構(gòu)（防漏 、防滲和壓力容器、防滲和壓力容器 ）；）； 對(duì)構(gòu)件的剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)構(gòu)件的剛度和變形控制要求較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 1.先張法和后張法2.全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力全預(yù)應(yīng)力混凝土全預(yù)應(yīng)力混凝土 全預(yù)應(yīng)力混全凝土是指在各種荷載組合下構(gòu)件截面上均不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。大致相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為一級(jí)的構(gòu)件。 有限預(yù)應(yīng)力混凝土有限預(yù)應(yīng)力混凝土 有限預(yù)應(yīng)力混凝土是按在短期荷載作用下，容許混凝土承受某一規(guī)定拉應(yīng)力值，但在長(zhǎng)期荷載作用下，混凝土不得受拉的要求設(shè)計(jì)。相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為

4、二級(jí)的構(gòu)件。9.1.2 9.1.2 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土的分類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土 部分預(yù)應(yīng)力混凝土是按在使用荷載作用下，容許出現(xiàn)裂縫，但最大裂寬不超過(guò)允許值的要求設(shè)計(jì)。相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為三級(jí)的構(gòu)件。 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有抗裂性和抗疲勞性好、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但也存在構(gòu)件反拱值過(guò)大，延性差，預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋量大，施加預(yù)應(yīng)力工藝復(fù)雜、費(fèi)用高等主要缺點(diǎn)。因此適當(dāng)降低預(yù)應(yīng)力，做成有限或部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，即克服了上述全預(yù)應(yīng)力的缺點(diǎn)，同時(shí)又可以用預(yù)應(yīng)力改善鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能。 有限或部分預(yù)應(yīng)力混凝土介于全預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土之間，有很大的選擇范圍，設(shè)計(jì)者可根據(jù)結(jié)構(gòu)的功能

5、要求和環(huán)境條件，選用不同的預(yù)應(yīng)力值以控制構(gòu)件在使用條件下的變形和裂縫，并在破壞前具有必要的延性，因而是當(dāng)前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土后張法張拉鋼筋后不在孔道中灌漿所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件特點(diǎn)造價(jià)低，便于以后再次張拉或更換預(yù)應(yīng)力鋼筋3.有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力按照張拉鋼筋與澆搗混凝土的先后次序分為： 1.先張法：張拉鋼筋 支模、澆砼 砼達(dá)到一定強(qiáng)度剪絲 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力4.1.3 4.1.3 施加施加預(yù)應(yīng)力的方法預(yù)應(yīng)力的方法先張法是靠粘結(jié)力來(lái)傳遞并保持預(yù)加應(yīng)力的。 2.后張法：澆砼，預(yù)留孔道 達(dá)到強(qiáng)度，穿筋 張拉鋼筋，錨固 孔道灌漿錨具千斤頂波紋

6、管錨環(huán)契塊千斤頂后張法是靠工作錨具來(lái)傳遞并保持預(yù)加應(yīng)力的。錨、夾具構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用夾具用于永久固定鋼筋、作為構(gòu)件的一部分 錨具不同種類(lèi)的錨具，有不同的固定原理。同時(shí)固定預(yù)應(yīng)力筋不同。錨具不同則回縮量不同，尺寸外形對(duì)構(gòu)件的影響不同。9.1.4 9.1.4 錨具錨具其作用為固定力筋。對(duì)錨、夾具的要求：A. 安全可靠，其本身具有足夠的強(qiáng)度和剛度。B. 應(yīng)使預(yù)應(yīng)力鋼筋在錨具內(nèi)盡可能不產(chǎn)生滑移，以減少預(yù)應(yīng)力損失。C. 構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于機(jī)械加工制作。D. 使用方便，省材料、價(jià)格低。錨具的形式：錨具的形式：錨具的型式繁多，按其傳力錨固受力原理，可分為三類(lèi)：依靠摩擦力錨固的錨具。依靠承壓錨固的錨具。

7、依靠粘結(jié)力錨固的錨具。如楔形錨、錐形錨和用 于錨固鋼絞線的JM錨與夾片式群錨等。如墩頭錨、鋼筋螺紋錨等。如先張法的筋束錨固，以及后張法固定端的鋼絞線壓花錨具等。其它設(shè)備：預(yù)加應(yīng)力的其它設(shè)備預(yù)加應(yīng)力的其它設(shè)備千斤頂制孔器抽拔橡膠管螺旋金屬波紋管穿索機(jī)壓漿機(jī)張拉臺(tái)座（先張法） 千斤頂 油泵卷?yè)P(yáng)機(jī) 9.1.5 9.1.5 預(yù)應(yīng)力混凝土材料預(yù)應(yīng)力混凝土材料1. 混凝土混凝土強(qiáng)度高強(qiáng)度高 預(yù)應(yīng)力混凝土只有采用較高強(qiáng)度的混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土只有采用較高強(qiáng)度的混凝土，才能建立起較高的預(yù)壓應(yīng)力，并可減少構(gòu)件截面尺寸，才能建立起較高的預(yù)壓應(yīng)力，并可減少構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重。對(duì)先張法構(gòu)件，采用較高強(qiáng)度的混凝

8、土減輕結(jié)構(gòu)自重。對(duì)先張法構(gòu)件，采用較高強(qiáng)度的混凝土可以提高可以提高黏結(jié)強(qiáng)度，對(duì)后張法構(gòu)件，則可承受構(gòu)件端部黏結(jié)強(qiáng)度，對(duì)后張法構(gòu)件，則可承受構(gòu)件端部強(qiáng)大的預(yù)壓力；強(qiáng)大的預(yù)壓力； 收縮、徐變小收縮、徐變小 這樣可以減少由于收縮、徐變引起的這樣可以減少由于收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；預(yù)應(yīng)力損失； 快硬、早強(qiáng)快硬、早強(qiáng) 這樣可以盡早施加預(yù)應(yīng)力，加快臺(tái)座、這樣可以盡早施加預(yù)應(yīng)力，加快臺(tái)座、錨具、夾具的周轉(zhuǎn)率，以利加快施工進(jìn)度，降低間接費(fèi)錨具、夾具的周轉(zhuǎn)率，以利加快施工進(jìn)度，降低間接費(fèi)用。用。 2.鋼材鋼材（1）強(qiáng)度高）強(qiáng)度高（2）具有一定的塑性）具有一定的塑性（3）良好的加工性能）良好的加工性能（4）與

9、混凝土之間有較好的粘結(jié)強(qiáng)度）與混凝土之間有較好的粘結(jié)強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼材的種類(lèi)：預(yù)應(yīng)力鋼材的種類(lèi)：鋼筋鋼絲鋼絞線（一般由七股3、 4或5 的高強(qiáng)鋼絲捻制而成）冷拉低合金鋼筋熱處理鋼筋冷拔低碳鋼絲（常見(jiàn)直徑為5mm、4mm和3mm）高強(qiáng)鋼絲（碳素鋼絲，刻痕鋼絲），直徑45mm。9.1.6 預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：a. 提高構(gòu)件的抗裂能力b. 增大了構(gòu)件的剛度。相同PsT，f預(yù) 0.4 fptk0.5 fpykb. con 過(guò)高。可能引起張拉時(shí)鋼絲拉斷 也只能適當(dāng)?；騊cr 與 Pu 過(guò)干接近c(diǎn). 與所采用的鋼筋種類(lèi)和張拉方式有關(guān)。軟鋼，硬，先張，后張張拉控制應(yīng)力允許值張拉控制應(yīng)力允許

10、值鋼種先張法后張法碳素鋼絲. 刻痕鋼絲. 鋼鉸線熱處理鋼筋. 冷拔低碳鋼絲冷拉鋼筋0.75 fptk0.7 fptk0.90 fpyk0.7 fptk0.65 fptk0.85 fpyk張 拉 方 法在考慮提高施工階段的抗裂性及減少應(yīng)力松馳、摩擦、鋼筋分批張拉及臺(tái)座之間的溫差損失時(shí)，可以提高0.05fptk(0.05fpyk)引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有六大類(lèi)。先分別找出這些損失出現(xiàn)的原因，再根據(jù)先張法和后張法的施工特點(diǎn)，了解不同預(yù)應(yīng)力損失的組合。conl =P 有效預(yù)應(yīng)力。9.2.29.2.2 預(yù)應(yīng)力損失定義定義 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工及使用過(guò)程中，由于張拉工藝和材料特性等原因

11、是在不斷降低的，這種預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力的降低，稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失種類(lèi)預(yù)應(yīng)力損失種類(lèi)瞬時(shí)損失長(zhǎng)期損失預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的損失溫差損失混凝土彈壓損失鋼筋松弛損失混凝土收縮、徐變損失 對(duì)于不同種類(lèi)的錨具、不同施工方法，可能還存在其他預(yù)應(yīng)力損失。如：錨圈口摩阻損失等，應(yīng)根據(jù)具體情況逐項(xiàng)考慮其影響。a回縮量l 張拉端錨固端距離s1Elal1.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 l1：按下式計(jì)算：式中：Es 預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量后張法：kxle11con2x 從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度(m)可用投影長(zhǎng)度。 從張拉端

12、至計(jì)算截面曲線孔道長(zhǎng)度的夾角(rad)。當(dāng) + kx 0.2時(shí)， l2 = con(kx + )2.預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失 l2 ：加熱養(yǎng)護(hù)：此時(shí)砼未結(jié)硬。筋自由伸長(zhǎng)，而臺(tái)座不動(dòng)。松了 產(chǎn)生溫差損失Ct/100 . 1 5st通常ttEl2100 . 1100 . 2 55sst3小鋼模生產(chǎn)的構(gòu)件無(wú)此項(xiàng)損失。3.受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差引起的受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失 l3：（1）應(yīng)力松弛現(xiàn)象）應(yīng)力松弛現(xiàn)象：指鋼筋在高應(yīng)力狀態(tài)下，由于鋼筋的塑性變形而使應(yīng)力隨時(shí)間的增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象。（2）應(yīng)

13、力松弛：）應(yīng)力松弛：長(zhǎng)度不變，應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低。應(yīng)力松弛的特點(diǎn)與鋼種有關(guān)。軟鋼小而硬鋼大，與時(shí)間有關(guān)，先快后慢。一天完成80%，一小時(shí)為50%。4.預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失 l4：（3）利用超引拉工序可以減少）利用超引拉工序可以減少 l4超張拉工序：超張拉工序：對(duì)鋼筋 從 01.05con(持荷2min) con對(duì)鋼絲 從 01.05con(持荷2min) 0 con超張拉的持荷2min，已將部分的松弛完成，所以可達(dá)到減少l4的目的。鋼種一次張拉超張拉冷拉熱軌鋼筋.熱處理鋼筋0.05 con碳素鋼絲. 鋼鉸線冷拔低碳鋼筋0.035 con =1.0 =0

14、.9conptkcon418. 036. 0fl0.085 con0.065 con當(dāng)con 0.5 l4 = 0 應(yīng)力不高，其徐變不明顯。（4） l4的計(jì)算的計(jì)算 收縮、徐變將引起構(gòu)件縮短， 鋼筋回縮，引起l3，砼徐變 f cn此時(shí)預(yù)應(yīng)力的大小，縱筋含鋼率等：先張法：15122045cnpc5fl15122045cnpc5fl5.砼收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失砼收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 l5：后張法：15122025cnpc5fl15122025cnpc5fl 、 受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的含鋼率。pc、pc 產(chǎn)生第一批預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力損失后，受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力

15、點(diǎn)處砼的法向壓應(yīng)力l5還可考慮環(huán)境和時(shí)間因素的影響干燥 (l5) l5 (1.021.03)高溫 (l5) l5 0.5)時(shí)間影響： l5 (l5) jj31204j 預(yù)加應(yīng)力至承受外荷的天數(shù)( j 120天)后張法中，用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件：電桿、水池、壓力管道等。直接在混凝土上進(jìn)行張拉。這時(shí)筋對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生外壁的徑向壓力，使砼局部擠壓，鋼筋松馳，引起l6d 3m， l6 = 0 d 3m， 取l6 = 30N/mm2 6.混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失 l6 ： 先張法構(gòu)件：砼預(yù)壓前 lI = l1 +l3 +l2砼預(yù)壓后 lII = l5 后張法

16、構(gòu)件：砼預(yù)壓前 lI = l1 +l2 砼預(yù)壓后 lII = l4 +l5 +l6總損失： l = li +lII先張法： l4 110N/mm2后張法： l4 80N/mm27.7.預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合 預(yù)應(yīng)力損失組合： 先張法 后張法 先張法： l4 110N/mm2后張法： l4 80N/mm2654llllII5llII4321lllllIlIIlIl21lllI 混凝土預(yù)壓前損失（第一批損失) 混凝土預(yù)壓后損失（第二批損失) 預(yù)應(yīng)力總損失針對(duì)引起不同預(yù)應(yīng)力損失的原因，尋找措施l1：小變形夾具，減少墊板，增加臺(tái)座長(zhǎng)度。l2：減小摩擦，兩端張拉，超張拉。l3：采用

17、二次升溫養(yǎng)護(hù)：t 020 使砼達(dá)到一定強(qiáng)度，再升溫；鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。l4：超張拉，減少l4，讓l4先部分完成。l5：控制pc(完成第一批損失后的砼預(yù)應(yīng)力)， pc 0.5f cm，f cm不太小，減小收縮徐變的一些措施。減小預(yù)應(yīng)力損失的措施：8.混凝土的彈性壓縮（或伸長(zhǎng)）混凝土的彈性壓縮（或伸長(zhǎng)） 因?yàn)殇摻詈突炷羺f(xié)調(diào)變形，要求預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件任一時(shí)刻預(yù)應(yīng)力鋼筋或非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力，先找出“協(xié)調(diào)變形”的起點(diǎn)，然后以起點(diǎn)應(yīng)力為基礎(chǔ)，求出相對(duì)于起點(diǎn)的應(yīng)力變化量（含彈性伸縮及預(yù)應(yīng)力損失兩部分），無(wú)論中間過(guò)程如何，最后疊加即可。9.后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土彈后張法構(gòu)件分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼

18、筋時(shí)混凝土彈性變形的考慮。性變形的考慮。 應(yīng)考慮后批張拉鋼筋所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮（或伸長(zhǎng)）對(duì)先批張拉鋼筋的影響，將先批張拉鋼筋的張拉控制應(yīng)力值增加（或減?。?。dfltkpetr9.2.3 有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長(zhǎng)度的分布有效預(yù)應(yīng)力沿構(gòu)件長(zhǎng)度的分布 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力的傳遞不能在端部集中地突然完成，必須經(jīng)過(guò)一定的傳遞長(zhǎng)度才能在相應(yīng)的混凝土截面建立有效的預(yù)壓應(yīng)力。先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算 9.2.4 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土指的是采用無(wú)粘無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土指的是采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋（經(jīng)涂抹防銹油脂，以減小摩擦結(jié)預(yù)應(yīng)力筋（經(jīng)涂抹防銹油

19、脂，以減小摩擦力防止銹蝕，用聚乙烯材料包裹制成的專(zhuān)用力防止銹蝕，用聚乙烯材料包裹制成的專(zhuān)用預(yù)應(yīng)力筋）的預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力筋）的預(yù)應(yīng)力混凝土。 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土及其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)自重輕。(2)施工簡(jiǎn)便，速度快。特別適合用于構(gòu)造復(fù)雜的曲線布筋構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。(3)抗腐蝕能力強(qiáng)。涂有防腐油脂外包塑料套管的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋束，可以避免預(yù)留孔道穿筋的構(gòu)件因壓漿不密實(shí)而發(fā)生預(yù)應(yīng)力筋銹蝕以至斷絲的危險(xiǎn)。(4)使用性能良好。(5)防火性能滿(mǎn)足要求。(6)抗震性能好。(7)應(yīng)用廣泛。 9.3.1 9.3.1 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件9.3預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)

20、件的應(yīng)力分析1.施工階段施工階段（1）張拉鋼筋到控制應(yīng)力：此時(shí)：預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為 ，混凝土應(yīng)力為0， con非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為0。（2）放松預(yù)應(yīng)力鋼筋同時(shí)壓縮混凝土此時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力： lconpe0pc混凝土應(yīng)力： 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力： pcElconpe非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力： pcEs根據(jù)截面內(nèi)力平衡條件：用于求收縮徐變。0pIconpcI)(AAl式中：A0 = Ac +E As + E Ap 換算截面面積。扣除孔道，鋼筋等后的截面面積的砼截面面積。sscpcppeAAAsscpcppcElconAAA)(3)完成第二批損失（混凝土受到預(yù)壓應(yīng)力之后)：非預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力：0plcon

21、pcII)(AA根據(jù)截面平衡：砼的有效預(yù)壓應(yīng)力，用于抗裂性驗(yàn)算pcI、pcII 可分別將Np =(con 2)Ap看作外力除以構(gòu)件的核算截面面積。pcEspcElconpe 規(guī)范規(guī)定，當(dāng)受拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)S大于0.4AP時(shí)，應(yīng)考慮非預(yù)應(yīng)力筋由于混凝土收縮和徐變引起的內(nèi)力影響：非預(yù)應(yīng)力筋阻止徐變，使砼產(chǎn)生拉應(yīng)力，使pcII降低：0sl5plconpcII)(AAAsII= EspcII + l5l5非預(yù)應(yīng)力鋼筋由于混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力。式中：使用階段受力過(guò)程的三個(gè)特征點(diǎn)：使用階段受力過(guò)程的三個(gè)特征點(diǎn)：N N0(c =0) Ncr(c =ftk) Nu(fpy)2.使用階段使用階段N0N0

22、0NcrNcrftkNuNu（1）加荷至混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消時(shí)：c= 0s= l5p= p0 = con l N0=0Ap csAs=(con l)Ap l5As=pcIIA0 式中 Np0 消壓軸力，抵消截面上混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力所需的軸向力。（2）繼續(xù)加荷至混凝土即將開(kāi)裂時(shí)c= ftks= es ftk l5p= con l + e ftk 截面平衡：Ncr=ftkAc + sAs + p Ap式中 Ncr 預(yù)應(yīng)力軸拉構(gòu)件即將開(kāi)裂所能承受的軸向力。Ncr= (ftk + pcII)A0 (預(yù)應(yīng)力存在可以提高抗裂性)（3）繼續(xù)加荷使構(gòu)件破壞：c= 0s= fyp= fpy 所以：Nu=fpyA

23、c + fyAs (應(yīng)力的存在不能提高正截面承截力)Nu 極限承截力。（1）在構(gòu)件上張拉鋼筋，同時(shí)壓縮混凝土 澆注混凝土，養(yǎng)護(hù)直至鋼筋張拉前，認(rèn)為截面中 不產(chǎn)生任何應(yīng)力。c= pcIs= espcIpe= con l2 9.3.2 后張法軸心受拉構(gòu)件1.施工階段施工階段張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋；根據(jù)截面平衡： pe Ap = cAc + s Asnpl2concpl2conpc)()(AAAAAsE式中： Ac 扣除非預(yù)應(yīng)力鋼筋所占的混凝土 截面面積以及預(yù)留孔道的面積。ppeA（壓）pc（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固于構(gòu)件上時(shí)c= pcIsI= espcIpeI= con l1 l2 = lI 截面平衡： peI

24、 Ap = cAc + sI AsnplconpcI)(AAppeA（壓）pc（3） 完成第二批損失：c= pcIIsII= espcIIp= con l截面平衡： p Ap = cAc + sII AsnplconpcII)(AAppeA（壓）pc（1） 消壓 (加載到混凝土應(yīng)力為零)c= 0s= espcII + l5 espcII = l5 (壓)p= con l + epcII 截面平衡： N0 = pAp Ass = pcIIA02.使用階段使用階段N0N00（2）繼續(xù)加荷至混凝土開(kāi)裂c= ftks= esftk l5 (拉)p= con l + epcII + eftk 截面平衡：

25、 Ncr = pAp + Ass + Acftk = (pcII + ftk)A0NcrNcrftk（3）繼續(xù)加荷使構(gòu)件破壞c= 0s= fyp= fpy Nu = fpyAp + fy AsNuNu9.3.3 先、后張法計(jì)算公式比較先、后張法計(jì)算公式比較 9.4.1 使用階段正截面承載力計(jì)算使用階段正截面承載力計(jì)算r0N Nu = fyAs + fpy Apr0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；N 軸力設(shè)計(jì)值9.4 9.4 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算和驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算和驗(yàn)算9.4.2 使用階段正截面裂縫控制驗(yàn)算使用階段正截面裂縫控制驗(yàn)算裂縫控制等級(jí)分為三級(jí)。1. 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)

26、件 (一級(jí))ck pcII 0ck 按荷載短期效應(yīng)值合求得的砼的法向應(yīng)力 0sckANpcII 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的砼預(yù)壓應(yīng)力n0plconpcII)(AAA或即：在荷載短期效應(yīng)組合下，不出現(xiàn)拉應(yīng)力。2. 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 (二級(jí))短期效應(yīng)組合：ck pc ct rftk式中 ct 砼拉應(yīng)力控制系數(shù)。例：碳素鋼絲， ct = 0.3r 受拉區(qū)砼塑性影響系數(shù)。 軸拉構(gòu)件取1.0即：在荷載短期效應(yīng)組合下，允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但一定有限值；在荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。長(zhǎng)期效應(yīng)組合：lc pc 0lc 荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的砼法向應(yīng)力。 Nl/A。3. 允許開(kāi)裂，但限制裂縫密度 (三級(jí)

27、)Wmax WmasvpdcEW)1 . 07 . 2(tessscrmaxcr軸拉 cr = 2.7受彎、偏壓 cr = 2.1偏拉 cr = 2.4先張法：放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)構(gòu)件承載力驗(yàn)算。后張法：張拉鋼筋時(shí)構(gòu)件承載力驗(yàn)算，端部錨固區(qū)局壓驗(yàn)算。9.4.3 9.4.3 施工階段承載力驗(yàn)算施工階段承載力驗(yàn)算混凝土的預(yù)壓應(yīng)力應(yīng)符合下列條件：式中：fck 放松(張拉)預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)砼立方體抗壓強(qiáng)度相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，直線內(nèi)插。cc 施工階段構(gòu)件計(jì)算截面混凝土的最大法向應(yīng)力0plIconpcIcc)(AA先張法：npconpcIccAA后張法：在施工階段： fcn 0.75 砼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。8 . 0c

28、kccf9.4.4 施工階段后張法構(gòu)件端部局部受壓承載力驗(yàn)算1.局部受壓截面尺寸驗(yàn)算：局部受壓截面尺寸驗(yàn)算： 為了滿(mǎn)足構(gòu)件端部局部受壓區(qū)的抗裂要求，防止該區(qū)段混凝土由于施加預(yù)應(yīng)力而出現(xiàn)沿構(gòu)件方向的裂縫，對(duì)配置間接鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其局部受壓區(qū)的截面尺寸應(yīng)符合下列要求：ln35. 1AfFcllc式中：lnA混凝土局部受壓凈面積；l混凝土局部受壓承載力的提高系數(shù)；cf張拉時(shí)混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2.局部受壓承載力計(jì)算：局部受壓承載力計(jì)算：ln)2(9 . 0AffFycorvclcl式中：corA配置間接鋼筋范圍以?xún)?nèi)混凝土核心面積；cor配置間接鋼筋的局部受壓承載力提高系數(shù)；V間接鋼筋

29、的體積配筋率。 錨固區(qū)段配置間接鋼筋（焊接鋼筋網(wǎng)或螺旋式鋼筋）可以有效地提高錨固區(qū)段的局部受壓強(qiáng)度，防止局部受壓破壞。當(dāng)配置方格網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋，且其核芯面積 時(shí)，局部受壓承載力應(yīng)按下式計(jì)算：lcorAA預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟框圖預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟框圖確定：截面尺寸，混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度及彈 性模量，放張時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力，施工方法（先張法、后張法），外荷載引起的內(nèi)力，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。使用階段承載力計(jì)算確定Ap計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值l計(jì)算混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值pcII使用階段抗裂度驗(yàn)算或裂縫寬度驗(yàn)算不滿(mǎn)足滿(mǎn)足放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)混凝土強(qiáng)

30、度驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完畢時(shí)混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算構(gòu)件端部局部受壓驗(yàn)算施工階段驗(yàn)算后張法先張法結(jié)束不滿(mǎn)足不滿(mǎn)足預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟框圖 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在使用階段截面不產(chǎn)生拉應(yīng)力或不開(kāi)裂，從而把原有的脆性材料性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥圆牧稀?在計(jì)算時(shí)，均可把全部預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力視為作用在換算截面上的外力，將混凝土作為理想彈性體按材料力學(xué)公式確定其應(yīng)力。9.5預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算9.5.1 9.5.1 各階段應(yīng)力分析各階段應(yīng)力分析 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力分析與預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件并無(wú)原則區(qū)別，也分為施工階段和使用階段。在施工階段和使用階段混凝土開(kāi)裂前都用材料力學(xué)的

31、分析方法。主要不同點(diǎn)在于軸心受拉構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋一般對(duì)稱(chēng)布置，混凝土受到的預(yù)壓應(yīng)力是全截面均勻受壓；而對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋一般布置在截面受拉區(qū)，截面受偏心預(yù)壓力，因此，其截面應(yīng)力分布不均勻。 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算也分為使用階段和施工階段兩部分內(nèi)容。使用階段計(jì)算內(nèi)容包括：正截面承載力計(jì)算、斜截面抗剪計(jì)算、抗裂及裂縫寬度計(jì)算、變形計(jì)算。施工階段包括：制作階段的強(qiáng)度計(jì)算及后張法局部承壓驗(yàn)算。施工階段施工階段（1）先張法構(gòu)件sAsApApAppoAppoAslA55slAPON換算截面poepypy重心軸sysyssssppoppopoAAAAN合力5555)()()()(sl

32、slplconplconsslsslpplconpplconpoAAAAyAyAyAyAe偏心距在Npo作用下截面任意點(diǎn)的混凝土法向應(yīng)力為：oopopoopopcyIeNAN相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力分別為：pcElconpepcElconpe5lpcEs5lpcEs1） 完成第一批損失時(shí)（混凝土受預(yù)壓應(yīng)力之前）：yIeNANy0poIpoI0poIpcI)(式中 NpoI 已出現(xiàn)第一批預(yù)應(yīng)力損失NpoI = (con lI)Ap + (con lI)AppoIpplIconpplIconpoI)()(NyAyAe在預(yù)應(yīng)力鋼筋合力處砼受到的法向壓應(yīng)力：p0poIpoI0poIppcI

33、)(yIeNANyp0poIpoI0poIppcI)(yIeNANy法向壓應(yīng)力引導(dǎo)砼壓縮，同時(shí)預(yù)應(yīng)力筋受壓為epcI，所以：peI = con lI epcI(yp)peI = con lI epcI(yp)2) 完成第二批損失時(shí)（混凝土受預(yù)壓應(yīng)力之后）：yIeNANy0poIIpoII0poIIpcII)(NpoII 完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。NpoII = (con l)Ap + (con l)Ap l5As - l5 ASpOIIpplconppconpOII)()(NyAyAel 同理：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：pe = con l epcII (yp)pe = con l

34、epcII (yp)（2）后張法構(gòu)件sAsApApApplApplAslA55slAPN凈截面pepnypny重心軸snysnyssssppeppepAAAAN合力5555)()()()(slslplconplconsnslsnslpnplconpnplconpnAAAAyAyAyAyAe偏心距在Np作用下截面任意點(diǎn)的混凝土法向應(yīng)力為：nnpnpnppcyIeNAN相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力分別為：lconpelconpe5lpcEs5lpcEs1） 完成第一批損失時(shí)（混凝土受預(yù)壓應(yīng)力之前）：nnyIeNANypnIpInpIpcI)(式中 NpI 已出現(xiàn)第一批預(yù)應(yīng)力損失NpI =

35、(con l)Ap + (con l)AppIpplIconpplIconpnI)()(NyAyAe在預(yù)應(yīng)力鋼筋合力處砼受到的法向壓應(yīng)力：ppnIpInpIppcI)(yIeNANynppnIpInpIppcI)(yIeNANyn法向壓應(yīng)力引導(dǎo)砼壓縮，同時(shí)預(yù)應(yīng)力筋受壓為epcI，所以：peI = con lI epcI(yp)peI = con lI epcI(yp)2) 完成第二批損失時(shí)（混凝土受預(yù)壓應(yīng)力之后）：nnyIeNANypnIIpIInpIIpcII)(NpII 完成全部預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。NpII = (con l)Ap + (con l)Ap l5As - l5 AS

36、pIIpplconppconpnII)()(NyAyAel 同理：預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力：pe = con l epcII (yp)pe = con l epcII (yp)p(y0) = con l epcII(yp) + epcII(y0)= con l使用階段使用階段（1）加荷使截面受拉區(qū)下邊緣混凝土應(yīng)力為零時(shí) 加載至受彎構(gòu)件截面下邊緣應(yīng)力為零時(shí)，當(dāng)外荷載作用的彎矩使截面下邊緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力正好為 pcII (y0) 消壓狀態(tài)，相應(yīng)的彎矩稱(chēng)為消壓彎矩。由材力知：p(y0) 進(jìn)一步減少0000pcII)(yIMy00pcII000pcII0)()(WyyIyM式中：W0 換算截面受拉力緣的彈

37、性抵抗矩。（2）繼續(xù)加荷至構(gòu)件下邊緣胡凝土即將裂縫時(shí)tkcslconcrp,fEE Ec = 0.5Ec p,cr = con l + Ieftk p 進(jìn)一步減少M(fèi)cr = M0 + Mscr = (pcII + rm ftk)W0 預(yù)應(yīng)力提高了抗裂性能?？紤]塑性開(kāi)裂彎矩（3）繼續(xù)加荷使構(gòu)件達(dá)到破壞pu = fpy)(cpcIImaxcpcIIelconpuEEs= con l epcII fpy + epcII = con l fpy (以拉應(yīng)力的形式表達(dá))9.5.2 9.5.2 使用階段計(jì)算使用階段計(jì)算1.正截面受彎承載力計(jì)算正截面受彎承載力計(jì)算（1）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算特點(diǎn)）預(yù)應(yīng)力混凝土

38、構(gòu)件計(jì)算特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件與普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相似，當(dāng)b時(shí)，破壞時(shí)截面上受拉區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼筋先到達(dá)屈服強(qiáng)度，而后受壓區(qū)混凝土被壓碎使構(gòu)件破壞。如截面上還配置位于受壓區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)p和非預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)s、As，這些鋼筋的應(yīng)力均可按平截面假定確定。 預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件在荷載作用下發(fā)生破壞時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋先達(dá)到屈服，然后受壓區(qū)混凝土達(dá)到彎曲抗壓強(qiáng)度而破壞。 如果在截面上還有非預(yù)應(yīng)力鋼筋，破壞時(shí)其應(yīng)力均能達(dá)到屈服強(qiáng)度。 而受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在施工階段是受拉，進(jìn)入使用階段后隨著外荷載的增加，其拉應(yīng)力逐漸減小，在破壞時(shí)的應(yīng)力可能仍為拉應(yīng)力，也可能變?yōu)閴簯?yīng)力。相對(duì)受壓區(qū)高度bcucuEfs0ppy1b00

39、2.01p0 = con l 受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處砼法向應(yīng)力為零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力。任意位置處預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力可由平截面假定得出。 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)拉應(yīng)力為poi ，則對(duì)于距混凝土受壓邊緣為hoi的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力pei 為：poioispeixhE) 18 . 0(0033. 0如配置有非預(yù)應(yīng)力鋼筋，則其應(yīng)力為：) 18 . 0(0033. 0 xhEoissi預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力pei 應(yīng)符合下列條件： 當(dāng)pei 為拉應(yīng)力且其值大于fpy 時(shí)，取 pei= fpy ；當(dāng)pei 為壓應(yīng)力且其絕對(duì)值大于（poi fpy )的絕對(duì)值時(shí)，取 pei= poe - fpy 。pypei

40、pypoiff非預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力ei 應(yīng)符合下列條件：ysiyff 當(dāng)si 為拉應(yīng)力且其值大于fy 時(shí)，取 si= fy ；當(dāng)si 為壓應(yīng)力且其絕對(duì)值大于fy 時(shí)，取 si= fy 。受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力pcpEpypepef達(dá)到破壞時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)p 中的應(yīng)力為：)pylconpef（先張法構(gòu)件：)pyPCPIIElconpef（后張法構(gòu)件：（2）矩形或倒T形截面預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算)()()2(p0pps0sy0c1hAhAfxhbxfMppypsysyc1AAfAfAfbxfp適用條件：2 x b h0 pApAsAsAxbcmfsyAfppeAppyAfsyAfM由平

41、衡條件可得： 縱向受壓鋼筋(包括預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋)合力點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離，當(dāng)pu 為拉應(yīng)力時(shí)， 用s 代替。上式中： 受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力。psp 受壓區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)、受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力作用點(diǎn)至受壓區(qū)邊緣的距離。當(dāng) 時(shí)，則正截面承載力可按下列公式計(jì)算： 2ax )()(aahAfaahAfMssypppy當(dāng) 為壓應(yīng)力時(shí)，取p2ax )()()(spppsssyspppyaaAaahAfaahAfM當(dāng) 為拉應(yīng)力時(shí)，取p2sax （3）T形、工字形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算x hf 第一類(lèi)x hf 第二類(lèi)sApApAsAxhfbxsApApAsAbf 判別T形截

42、面類(lèi)型： 當(dāng)符合上述條件時(shí)，為第一類(lèi)T形截面，即x hf ，構(gòu)件可按寬度為bf 的矩形截面計(jì)算，否則為第二類(lèi)T形截面，即x hf 。)()()2(p0ppes0syf0ffcmhAhAfhhhbfMppesyffcmpypyAAfhbffAAsf復(fù)核截面時(shí)：設(shè)計(jì)截面時(shí)：1）第一類(lèi)T形截面的 計(jì)算ppeppysysyfcmAAfAfAfxbf)()()2(poppesosyofcmahAahAfxhxbfM混凝土受壓區(qū)高度x應(yīng)滿(mǎn)足下列適用條件：2 x b h0 2）第二類(lèi)T形截面的 計(jì)算)(ppeppysysyffcmAAfAfAfhbbbxf混凝土受壓區(qū)高度x應(yīng)滿(mǎn)足下列適用條件：2 x b h

43、0 )2)()2(ffofcmocmhhhbbfxhbxfM)()(poppesosyahAahAf 利用正截面承截力計(jì)算公式，要求在已知M的條件下，確定As, As, Ap, Ap。當(dāng)不配A p時(shí)，可按構(gòu)造確定As, As，利用基本公式求x和Ap；當(dāng)配置Ap時(shí)，可先不考慮Ap，并按構(gòu)造確定As及As，估算Ap，再按Ap = (0.15 0.25)Ap，再由公式計(jì)算pn，計(jì)算Ap和Ap。 受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的存在，阻滯了斜裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展，增加了砼剪壓區(qū)的高度和骨料咬合力，提高了斜截面抗剪強(qiáng)度Vp。 V Vcs + VpVp = 0.05Np0式中：Np0 計(jì)算截面上砼的法向預(yù)應(yīng)力為零 時(shí)，預(yù)

44、應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。2.斜截面承載力計(jì)算斜截面承載力計(jì)算當(dāng) Np0 0.3fcA0 取 Np0 = 0.3fcA0 過(guò)大的壓力可能降低抗剪強(qiáng)度當(dāng)構(gòu)件同時(shí)配有箍筋和彎筋時(shí)：V Vcs +VP + 0.8 fyAsbsins + 0.8 fpyApbsinp一般在公式中，Vp 、Vw 、 Vwp均已確定，按剪力設(shè)計(jì)值求得：SnAsv1Np0 = App0 + App0 Asls Asls裂縫控制等級(jí)： sc pcII 0 sc pcII ct r ft k lc pcII 03.3.正截面裂縫控制驗(yàn)算正截面裂縫控制驗(yàn)算（1）嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件在荷載的短期效應(yīng)組合下應(yīng)符合下列要求：（

45、2）一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件1）在荷載的短期效應(yīng)組合下應(yīng)符合下列要求：2）在荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)組合下應(yīng)符合下列要求：zAAezNM)()(spp0psss其中，020f)(1 (12. 087. 0hehrzmaxmax最大裂縫寬度)1 . 07 . 2(maxtessscrdcE主要措施是限制主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力。（1） 限制主拉應(yīng)力嚴(yán)格不裂 tp 0.85ftk 一般不裂 pt = 0.95ftk 4.4.斜截面抗裂度驗(yàn)算斜截面抗裂度驗(yàn)算（2） 限制主壓應(yīng)力cp 0.6fck tp 和cp 均可利用材力的公式求解。 （3） 斜截面抗裂度驗(yàn)算位置1）跨內(nèi)不利位置的截面 如彎矩和剪力較大的截面，或截

46、面外形有突變的截面。2）在沿截面高度上，應(yīng)選擇換算截面重心處和截面寬度劇烈改變處 如 I 形截面上、下翼緣與腹板交界處。 先張法預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋和砼之間的粘結(jié)作用傳遞的，因此需要一定的范圍才能建立，在驗(yàn)算時(shí)應(yīng)考慮傳遞長(zhǎng)度和錨固區(qū)長(zhǎng)度這些因素的影響。 預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件由于預(yù)應(yīng)力的作用產(chǎn)生反拱(向上的撓曲變形)，在使用荷載作用下產(chǎn)生的變形要抵消一部分反拱，所以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的變形將較普砼構(gòu)件小一些。5.5.撓度驗(yàn)算撓度驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件的撓度可由這兩部分疊加而得。 預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的反拱：預(yù)應(yīng)力作用產(chǎn)生的反拱：0c20p0pfp8IEllNEc = 0.5Ec0c20p0pfpfpl40 .2IEllN式中

47、 Np0 完成全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)應(yīng)力合力大小。荷載作用下的撓度計(jì)算：荷載作用下的撓度計(jì)算：按最小剛度原則，按結(jié)力的方法求：EIqlf38454Bs 考慮Blslsl) 1(MMQMB按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響。變形驗(yàn)算：變形驗(yàn)算：fl fpl fmax 不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，當(dāng)預(yù)拉區(qū)不配置預(yù)應(yīng)力鋼允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，當(dāng)預(yù)拉區(qū)不配置預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)筋時(shí)9.5.3 9.5.3 施工階段驗(yàn)算施工階段驗(yàn)算7 . 0tkctf（拉應(yīng)力）2 . 1cccf（壓應(yīng)力）4 . 1tkctf（拉應(yīng)力）2 . 1cccf（壓應(yīng)力）cc、ct是相應(yīng)施工階段

48、計(jì)算截面邊緣纖維混凝土最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。例：先張法構(gòu)件：制作階段：000pI0pIctyIeNAN000pI0pIccyIeNAN運(yùn)輸及安裝階段：00000pII0pIIct5 . 1yIMyIeNANq00q000pII0pIIcc5 . 1yIMyIeNAN預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟確定：截面尺寸，混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度及彈性模量，放張時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力，施工方法，初定預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積，外荷載引起的內(nèi)力，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力值使用階段正截面承載力計(jì)算滿(mǎn)足不滿(mǎn)足預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)步驟驗(yàn)算預(yù)應(yīng)

49、力鋼筋的傳遞長(zhǎng)度范圍的承載力及抗裂度先張先張先張使用階段斜截面受剪承載力計(jì)算滿(mǎn)足使用階段斜截面抗裂度驗(yàn)算滿(mǎn)足變形驗(yàn)算滿(mǎn)足結(jié)束施工階段（制作、運(yùn)輸、吊裝）的驗(yàn)算滿(mǎn)足不滿(mǎn)足不滿(mǎn)足不滿(mǎn)足不滿(mǎn)足使用階段正截面抗裂度及裂縫寬度驗(yàn)算截面形式和尺寸截面形式和尺寸對(duì)于預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件，通常采用正方形或矩形截面；對(duì)于預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，可采用T形、I形、箱形等截面。9.6預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求一般規(guī)定一般規(guī)定預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件其截面高度 ；翼緣寬度一般可取 ，翼緣厚度可取 ，腹板可取llh141201llh2131llh61101llh81151預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的布置預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的布置直

50、線布置：曲線布置：折線布置：適用于荷載和跨度不大時(shí)，施工時(shí)用先張法和后張法均可。適用于荷載和跨度較大時(shí)，施工時(shí)一般用后張法。適用于荷載和跨度較大時(shí)，施工時(shí)一般用先張法。非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的布置非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的布置配置非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的作用： 施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。防止施工階段因混凝土收縮和溫差引起預(yù)拉區(qū)裂縫。防止構(gòu)件在制作、堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)出現(xiàn)裂縫或減小裂縫寬度。非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)宜低于預(yù)應(yīng)力鋼筋。在預(yù)應(yīng)力鋼筋彎折處，應(yīng)加密箍筋或沿彎折處內(nèi)側(cè)布置非預(yù)應(yīng)力鋼筋網(wǎng)片，以加強(qiáng)在鋼筋彎折區(qū)段的混凝土。預(yù)拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率及直徑預(yù)拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率及直徑（1） 施工階段預(yù)拉區(qū)不允許

51、出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，預(yù)拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率：%15. 0AAAps（2） 施工階段預(yù)拉區(qū)允許出現(xiàn)裂縫，而在預(yù)拉區(qū)不配置預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，當(dāng)算得的截面邊緣纖維混凝土拉應(yīng)力 時(shí)，預(yù)拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率 ；當(dāng) ，則在0.15%和0.4%之間按直線內(nèi)插。4 . 1tkctf%4 . 0AAs4 . 17 . 0tkcttkff（3） 預(yù)拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力縱向鋼筋的直徑，對(duì)光面鋼筋不宜大于12mm，變形鋼筋不宜大于14mm，并沿構(gòu)件預(yù)拉區(qū)的外邊緣均勻布置。構(gòu)件端部的構(gòu)造鋼筋構(gòu)件端部的構(gòu)造鋼筋 如在構(gòu)件端部的預(yù)應(yīng)力鋼筋不能均勻布置而需集中布置在端部截面的下部或集中布置在上部和下部時(shí)，應(yīng)在構(gòu)件端部0.2h范圍設(shè)置豎向

52、附加的焊接鋼筋網(wǎng)、封閉式箍筋或其他形式的構(gòu)造鋼筋。 對(duì)槽形板類(lèi)構(gòu)件，宜在構(gòu)件端部100mm范圍內(nèi)，沿構(gòu)件板面設(shè)置附加的橫向鋼筋，以防板面端部產(chǎn)生縱向裂縫。預(yù)應(yīng)力鋼筋的接頭預(yù)應(yīng)力鋼筋的接頭 （1）軸心受拉構(gòu)件必須采用焊接接頭，受彎構(gòu)件宜優(yōu)先采用焊接接頭。級(jí)鋼筋必須采用閃光對(duì)焊。 （2）軸心受拉構(gòu)件的受力鋼筋不得采用非焊接的搭接接頭。 （3）直接承受中、重級(jí)工作制吊車(chē)的構(gòu)件，其縱向受拉鋼筋不得采用綁扎搭接接頭，且不得在鋼筋上焊有任何附件，也不宜采用焊接接頭。 （4）在一個(gè)截面內(nèi)有焊接接頭的受拉鋼筋截面面積占受拉鋼筋總截面面積的百分率25%，此外有焊接接頭的截面之間的距離應(yīng)45d 。9.6.1 9.

53、6.1 先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件鋼絲（筋）間距鋼絲（筋）間距 應(yīng)根據(jù)澆注混凝土、施加預(yù)應(yīng)力及鋼筋錨固等要求確定。 預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈距不應(yīng)小于其直徑，且不小于25mm，預(yù)應(yīng)力鋼絲的凈距不宜小于15mm。鋼筋的粘結(jié)和錨固鋼筋的粘結(jié)和錨固宜采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、鋼鉸線等。鋼筋的保護(hù)層鋼筋的保護(hù)層 為了保證鋼筋與外圍混凝土的粘結(jié)錨固，防止放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)在構(gòu)件端部沿預(yù)應(yīng)力鋼筋周?chē)霈F(xiàn)裂縫，必須有一定的混凝土保護(hù)層厚度。其取值同普通鋼筋混凝土構(gòu)件。端部附加鋼筋端部附加鋼筋為防止放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，端部產(chǎn)生裂縫。 可在端部設(shè)置螺旋筋、鋼筋網(wǎng)或在端部加密橫向鋼筋。 預(yù)留孔道預(yù)留孔道（1）預(yù)留孔道之間的凈距不應(yīng)小于

54、25mm；孔道至構(gòu)件邊緣的凈距不應(yīng)小于25mm，且不宜小于孔道直徑的一半。（2）孔道的直徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力鋼筋束外徑、鋼筋對(duì)焊接頭處外徑或需穿過(guò)孔道的錨具外徑大10mm15mm。（3）在構(gòu)件兩端及跨中應(yīng)設(shè)置灌漿孔或排氣孔，其孔距不宜大于12m。9.6.2 后張法構(gòu)件后張法構(gòu)件（4）凡制作時(shí)需要預(yù)先起拱的構(gòu)件，預(yù)留孔道宜隨構(gòu)件同時(shí)起拱。（5）孔道灌漿要求密實(shí)，水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M20，其水灰比宜為0.40.45；為減少收縮，宜摻入0.01%水泥漿用量的鋁粉。 曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的曲率半徑曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋的曲率半徑（1）鋼絲束、鋼鉸線束以及鋼筋直徑d12mm的鋼筋束，不宜小于4m。（2）12mm25mm的鋼

55、筋，不宜小于15m。 對(duì)折線配筋的構(gòu)件，在折線預(yù)應(yīng)力鋼筋彎折處的曲率半徑可適當(dāng)減小。 錨具錨具 后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固應(yīng)選用可靠的錨具，其制作方法和質(zhì)量要求應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定。 構(gòu)件端部尺寸，應(yīng)考慮錨具的布置、張拉設(shè)備的尺寸和局部受壓的要求，在必要時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大。 在預(yù)應(yīng)力鋼筋錨具下及張拉設(shè)備的支承處，應(yīng)采用預(yù)埋鋼墊板及附加橫向鋼筋網(wǎng)片或螺旋式鋼筋等局部加強(qiáng)措施。 端部混凝土的局部加強(qiáng)端部混凝土的局部加強(qiáng)對(duì)采用塊體拼裝構(gòu)件的要求對(duì)采用塊體拼裝構(gòu)件的要求 采用塊體拼裝的構(gòu)件，其接縫平面應(yīng)垂直于構(gòu)件的縱向軸線。 當(dāng)接頭承受內(nèi)力時(shí)，縫隙間應(yīng)灌注不低于塊體強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土或水泥砂漿，并根據(jù)需要在接頭處及其附近區(qū)段內(nèi)用加大截面或增設(shè)焊接網(wǎng)等方式進(jìn)行局部加強(qiáng)，必要時(shí)可設(shè)置鋼板焊接接頭 當(dāng)接頭不承受內(nèi)力時(shí)，縫隙間應(yīng)灌注不低于C15的細(xì)石混凝土或M15的水泥砂漿