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1、第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級第十四章 預應力混凝土構件的設計主要討論預應力混凝土受彎構件的設計第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級14.1 14.1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級預應力混凝土的分類及裂縫控制等級一、預應力混凝土的分類一、預應力混凝土的分類1、全預應力混凝土、全預應力混凝土 在使用荷載下，截面不出現(xiàn)拉應力，在使用荷載下，截面不出現(xiàn)拉應力， s sc- -s spc0對于受彎構件有對于受彎構件有MM02、有限預應力混凝土、有限預應力混凝土 在使用荷載下，截面出現(xiàn)拉應力，但未在使用荷載下，截面出現(xiàn)
2、拉應力，但未達到混凝土的抗折強度，達到混凝土的抗折強度， s sc- -s spcg gm ftk對于受彎構件有對于受彎構件有M0M Mcr3、部分預應力混凝土、部分預應力混凝土 使用荷載大于開裂荷載，即，使用荷載大于開裂荷載，即， M Mcr構件出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度控制在容許范圍內。構件出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度控制在容許范圍內。第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級在預應力混凝土發(fā)展的早期，大多按全預應力混凝土來設在預應力混凝土發(fā)展的早期，大多按全預應力混凝土來設計。計?？沽研愿?、抗疲勞性能好、剛度大、設計計算簡單適用于對抗裂有很高要求的結構，如有防滲
3、漏要求的壓力適用于對抗裂有很高要求的結構，如有防滲漏要求的壓力容器（核反應堆壓力容器和安全殼）、儲液罐和在嚴重腐蝕容器（核反應堆壓力容器和安全殼）、儲液罐和在嚴重腐蝕環(huán)境下需防止鋼材銹蝕的結構，以及承受高頻反復荷載易產(chǎn)環(huán)境下需防止鋼材銹蝕的結構，以及承受高頻反復荷載易產(chǎn)生疲勞破壞的結構。生疲勞破壞的結構。但全預應力混凝土也存在著以下的缺點：但全預應力混凝土也存在著以下的缺點： 對抗裂要求過高，導致預應力筋配筋量往往由抗裂要求控對抗裂要求過高，導致預應力筋配筋量往往由抗裂要求控制，而不是由承載力條件確定；制，而不是由承載力條件確定； 反拱過大，特別是在恒載小、活荷載大的情況下，混凝土反拱過大，特
4、別是在恒載小、活荷載大的情況下，混凝土處于長期高預壓應力狀態(tài)，引起徐變和反拱不斷增長，以處于長期高預壓應力狀態(tài)，引起徐變和反拱不斷增長，以致影響結構的正常使用；致影響結構的正常使用； 從開裂到破壞的過程很短，且破壞后延性小；從開裂到破壞的過程很短，且破壞后延性?。?施加預應力大，對張拉設備、錨具等有較高的要求，制作施加預應力大，對張拉設備、錨具等有較高的要求，制作費用高。費用高。第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級事實上，結構產(chǎn)生的裂縫不僅僅是荷載的原因，溫度、收事實上，結構產(chǎn)生的裂縫不僅僅是荷載的原因，溫度、收縮徐變以及其他因素產(chǎn)生的變形受到約束時（如沉
5、降、水縮徐變以及其他因素產(chǎn)生的變形受到約束時（如沉降、水化熱等），都可能使全預應力混凝土構件產(chǎn)生裂縫，有的化熱等），都可能使全預應力混凝土構件產(chǎn)生裂縫，有的還比較嚴重。還比較嚴重。此外全預應力混凝土構件中，由于局部高壓應力會產(chǎn)生橫此外全預應力混凝土構件中，由于局部高壓應力會產(chǎn)生橫向拉應力、剪力和扭轉的產(chǎn)生斜拉應力等也會產(chǎn)生裂縫。向拉應力、剪力和扭轉的產(chǎn)生斜拉應力等也會產(chǎn)生裂縫。因此，要完全靠預應力來保證結構中不出現(xiàn)裂縫，因此，要完全靠預應力來保證結構中不出現(xiàn)裂縫，不僅技術很難做到，而且在經(jīng)濟上也是不合理的。不僅技術很難做到，而且在經(jīng)濟上也是不合理的。第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預
6、應力混凝土的分類及裂縫控制等級另一方面，近年來對裂縫控制的研究表明，細微裂縫寬度對另一方面，近年來對裂縫控制的研究表明，細微裂縫寬度對結構耐久性并無影響。結構耐久性并無影響。而且施加預應力的構件，即使出現(xiàn)裂縫，當活荷載移去后，而且施加預應力的構件，即使出現(xiàn)裂縫，當活荷載移去后，裂縫還可以閉合裂縫還可以閉合，裂縫的開展是短暫的。因此，從滿足結構，裂縫的開展是短暫的。因此，從滿足結構功能要求的角度，很多情況不必采用全預應力混凝土。功能要求的角度，很多情況不必采用全預應力混凝土。適當降低預壓應力，容許混凝土出現(xiàn)拉應力或開裂，作成有適當降低預壓應力，容許混凝土出現(xiàn)拉應力或開裂，作成有限預應力或限預應力
7、或部分預應力混凝土部分預應力混凝土，可以使設計更加合理和經(jīng)濟。，可以使設計更加合理和經(jīng)濟。采用有限預應力或部分預應力混凝土可以采用有限預應力或部分預應力混凝土可以節(jié)約預應力鋼材節(jié)約預應力鋼材、有效地有效地控制反拱控制反拱、提高延性提高延性，部分的開裂產(chǎn)生的剛度降低，部分的開裂產(chǎn)生的剛度降低，也有助于結構內力的調整，以減小由于約束變形（如溫差、也有助于結構內力的調整，以減小由于約束變形（如溫差、不均勻沉降等）而產(chǎn)生的內力。不均勻沉降等）而產(chǎn)生的內力。第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級MM0預應力度預應力度 1：全預應力混凝土：全預應力混凝土 =0：鋼筋混凝
8、土：鋼筋混凝土1 0：部分預應力混凝土：部分預應力混凝土第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級三、裂縫控制等級三、裂縫控制等級規(guī)范規(guī)范根據(jù)環(huán)境條件，對結構構件正截面的裂縫控制分為三根據(jù)環(huán)境條件，對結構構件正截面的裂縫控制分為三個等級：個等級：一級：一級：嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，按荷載標準組合計算時，按荷載標準組合計算時，構件受拉邊緣不應產(chǎn)生拉應力。構件受拉邊緣不應產(chǎn)生拉應力。二級：二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件，按荷載標準組合計算時，按荷載標準組合計算時，構件受拉邊緣拉應力不應大于混凝土抗拉強度的標準值構件受
9、拉邊緣拉應力不應大于混凝土抗拉強度的標準值ftk，而，而按荷載準永久組合計算時，構件受拉邊緣不應產(chǎn)生拉應力。按荷載準永久組合計算時，構件受拉邊緣不應產(chǎn)生拉應力。三級：三級：允許出現(xiàn)裂縫的構件允許出現(xiàn)裂縫的構件，按荷載標準組合并考慮荷載長期，按荷載標準組合并考慮荷載長期作用影響計算時，構件的最大裂縫寬度應滿足規(guī)定的限值。作用影響計算時，構件的最大裂縫寬度應滿足規(guī)定的限值。第十四章 預應力混凝土構件的設計14。1 預應力混凝土的分類及裂縫控制等級結構構件的裂縫控制等級和最大裂縫寬度限制(mm)鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構環(huán)境類別裂縫控制等級最大裂縫寬度限制裂縫控制等級最大裂縫寬度限制一三0.3三
10、0.2二三0.2二三三0.2一環(huán)境分類混凝土結構的使用環(huán)境類別環(huán)境類別說 明一工業(yè)與民用建筑室內環(huán)境；無侵蝕性介質、無高溫高濕影響、不與土壤直接接觸的環(huán)境a室內潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境二b寒冷及嚴寒地區(qū)的露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境三沿海環(huán)境；使用除冰鹽的環(huán)境；海面大氣區(qū)四海水潮汐區(qū)；浪濺區(qū)；海水下環(huán)境；水位變動區(qū)五受人為和自然的化學侵蝕性物質影響的環(huán)境表中四、五類環(huán)境為港口工程和工業(yè)防腐設計用，詳細說明及耐久性設計要求按港口工程技術規(guī)范 （混凝土和鋼筋混凝土） JTJ228、 229 及 工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范 GBJ46的規(guī)定進行。第十四章 預應力
11、混凝土構件的設計14。2截面形狀與高跨比14.2 14.2 截面形狀與跨高比截面形狀與跨高比預應力混凝土受彎構件常用的截面形狀有：預應力混凝土受彎構件常用的截面形狀有：矩形、工字形、T形、箱形和形等。第十四章 預應力混凝土構件的設計14。2截面形狀與高跨比第十四章 預應力混凝土構件的設計14。2截面形狀與高跨比矩形截面外形簡單，模板最省。但核心區(qū)域小，自重大，受矩形截面外形簡單，模板最省。但核心區(qū)域小，自重大，受拉區(qū)混凝土對抗彎不起作用，截面有效性差。一般適用于實拉區(qū)混凝土對抗彎不起作用，截面有效性差。一般適用于實心板和一些短跨先張預應力混凝土梁。心板和一些短跨先張預應力混凝土梁。 工形截面核
12、心區(qū)域大，預應力筋布置的有效范圍大，截面材工形截面核心區(qū)域大，預應力筋布置的有效范圍大，截面材料利用較為有效，自重較小。但應注意腹板應保證一定的厚料利用較為有效，自重較小。但應注意腹板應保證一定的厚度，以使構件具有足夠的受剪承載力，便于混凝土的澆筑。度，以使構件具有足夠的受剪承載力，便于混凝土的澆筑。 箱形截面和工形截面具有同樣的截面性質，并可抵抗較大的箱形截面和工形截面具有同樣的截面性質，并可抵抗較大的扭轉作用，常用于跨度較大的公路橋梁。扭轉作用，常用于跨度較大的公路橋梁。 預應力混凝土受彎構件的撓度變形控制容易滿足，因此跨高預應力混凝土受彎構件的撓度變形控制容易滿足，因此跨高比可取得較大。
13、但跨高比過大，則反拱和撓度會對預加外力比可取得較大。但跨高比過大，則反拱和撓度會對預加外力的作用位置以及溫度波動比較敏感，對結構的振動影響也更的作用位置以及溫度波動比較敏感，對結構的振動影響也更為顯著。為顯著。一般預應力混凝土受彎構件的跨高比可比鋼筋混凝一般預應力混凝土受彎構件的跨高比可比鋼筋混凝土構件增大土構件增大30%。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.3 預應力筋數(shù)量的確定 14.3 預應力筋數(shù)量的確定0281ewlNp第十四章 預應力混凝土構件的設計14.3 預應力筋數(shù)量的確定 )(ttpppWeNANWMssWeAWMNptp1s按正截面抗裂控制要求按正截面抗裂控制要求tlcon
14、ppNA,ss預應力總損失估計值預應力總損失估計值s sl,t對對先張法先張法可取可取0.2s scon對對后張法后張法可取可取0.15s scon表 14-1 名義容許拉應力為st裂縫控制要求容許拉應力為st嚴格要求不出現(xiàn)裂縫0一般要求不出現(xiàn)裂縫gmftk容許裂縫寬度 0.2mm1.5gmftk容許裂縫寬度 0.3mm2.0gmftk第十四章 預應力混凝土構件的設計14.4 承載力計算 14.4 承載力計算一、正截面承載力計算一、正截面承載力計算 請自學。注意：對配置無物理屈服點鋼筋的預應力混凝土構件，應滿足注意：對配置無物理屈服點鋼筋的預應力混凝土構件，應滿足二、斜截面承載力計算二、斜截面
15、承載力計算 試驗表明，由于預壓應力延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，增加試驗表明，由于預壓應力延緩了斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，增加的剪壓區(qū)高度和骨料咬合作用，斜截面受剪承載力比鋼筋混凝的剪壓區(qū)高度和骨料咬合作用，斜截面受剪承載力比鋼筋混凝土受彎構件提高。其提高作用類似受壓構件的受剪情況土受彎構件提高。其提高作用類似受壓構件的受剪情況。cruMM ppbpyssbypcsAfAfVVVsin8 . 0sin8 . 0第十四章 預應力混凝土構件的設計14.4 承載力計算 Vp =0.05N0當當N00.3fcA0時，取時，取N0=0.3fcA0；N0為消壓軸力。為消壓軸力。 對于對于N0e0與外彎矩同方向的情況
16、，以及預應力混凝土連續(xù)梁與外彎矩同方向的情況，以及預應力混凝土連續(xù)梁和允出現(xiàn)裂縫的構件，取和允出現(xiàn)裂縫的構件，取Vp =0。 對于先張法構件，如計算斜截面位置位于預應力筋傳遞長度對于先張法構件，如計算斜截面位置位于預應力筋傳遞長度ltr范圍，應考慮計算斜截面位置處預壓應力降低的影響。如圖范圍，應考慮計算斜截面位置處預壓應力降低的影響。如圖所示，設支座邊緣截面至構件短部的距離為所示，設支座邊緣截面至構件短部的距離為la ltr，則在支座截，則在支座截面斜截面受剪承載力計算時，應取面斜截面受剪承載力計算時，應取Vp =0.05N0。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.4 承載力計算 預應力混凝土
17、斜截面承載力計算的截面限制條件與鋼筋混凝預應力混凝土斜截面承載力計算的截面限制條件與鋼筋混凝土受彎構件相同。土受彎構件相同。pcVVV可按與鋼筋混凝土相同的構造要求配置箍筋。最小配箍率要可按與鋼筋混凝土相同的構造要求配置箍筋。最小配箍率要求也與鋼筋混凝土受彎構件相同。求也與鋼筋混凝土受彎構件相同。當剪力設計值滿足，當剪力設計值滿足，第十四章 預應力混凝土構件的設計14.5 正常使用階段驗算 14.5 正常使用階段驗算一、抗裂驗算一、抗裂驗算1、正截面抗裂驗算、正截面抗裂驗算裂縫控制等級為一級，嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，在荷載短裂縫控制等級為一級，嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，在荷載短期效應組合彎矩
18、期效應組合彎矩Ms作用下應滿足，作用下應滿足，0pcckss0/WMscks裂縫控制等級為二級，一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件，在荷載短裂縫控制等級為二級，一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件，在荷載短期效應組合彎矩期效應組合彎矩Ms作用下應滿足，作用下應滿足，tkpcckfss在荷載準永久組合計算彎矩在荷載準永久組合計算彎矩Mq作用下應滿足，作用下應滿足，0pccqss0/WMqcqs第十四章 預應力混凝土構件的設計14.5 正常使用階段驗算 2、斜截面抗裂驗算、斜截面抗裂驗算 在剪彎區(qū)段，截面上各點同時受正應力在剪彎區(qū)段，截面上各點同時受正應力s sx和剪應力和剪應力t t，因此斜截，因此斜截面抗裂驗算應對
19、各點的主拉應力面抗裂驗算應對各點的主拉應力s stp和主壓應力和主壓應力s scp進行限制，不進行限制，不超過一定的限值。超過一定的限值。 斜裂縫出現(xiàn)以前，構件基本處于彈性工作狀態(tài)。設荷載短期組斜裂縫出現(xiàn)以前，構件基本處于彈性工作狀態(tài)。設荷載短期組合產(chǎn)生的彎矩為合產(chǎn)生的彎矩為Ms，產(chǎn)生的剪力為。由預壓應力，產(chǎn)生的剪力為。由預壓應力s spc和和Ms產(chǎn)生的產(chǎn)生的截面混凝土正應力截面混凝土正應力s sx為為00yIMspcxss由由Vs和預應力彎起鋼筋所產(chǎn)生的截面混凝土剪應力和預應力彎起鋼筋所產(chǎn)生的截面混凝土剪應力t t 為為00)sin(bISAVpbpbpsst第十四章 預應力混凝土構件的設計
20、14.5 正常使用階段驗算 2222tssssxxcptp對嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，對嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件，s stp0.85ftk對一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件，對一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件，s stp0.95ftk對以上兩類構件主壓應力均應滿足對以上兩類構件主壓應力均應滿足： s scp0.9fck第十四章 預應力混凝土構件的設計14.5 正常使用階段驗算 二、裂縫寬度計算二、裂縫寬度計算對裂縫控制等級為三級的部分預應力混凝土構件，其最大裂縫對裂縫控制等級為三級的部分預應力混凝土構件，其最大裂縫寬度計算公式與鋼筋混凝土構件相同，僅需將公式中的鋼筋寬度計算公式與鋼筋混凝土構件相同，僅需將公式
21、中的鋼筋s sss用預應力鋼筋應力增量代換即可。用預應力鋼筋應力增量代換即可。zAezNMppsp)(0s020)1 (12. 087. 0hehzfgpseNMe0)08. 09 . 1 (maxtessscrdcEws第十四章 預應力混凝土構件的設計14.5 正常使用階段驗算 三、撓度計算三、撓度計算 預應力混凝土受彎構件的撓度由兩部分組成：一部分為使用荷預應力混凝土受彎構件的撓度由兩部分組成：一部分為使用荷載產(chǎn)生的撓度載產(chǎn)生的撓度f1；另一部分為預應力所產(chǎn)生的反拱；另一部分為預應力所產(chǎn)生的反拱f2。因此構件。因此構件最終撓度為，最終撓度為， f = f1 - - f21、預應力產(chǎn)生的反拱
22、、預應力產(chǎn)生的反拱f2 預應力混凝土構件在預應力作用下產(chǎn)生的反拱，可根據(jù)預應力預應力混凝土構件在預應力作用下產(chǎn)生的反拱，可根據(jù)預應力作用或等效荷載，用結構力學的方法計算。計算時，構件的短作用或等效荷載，用結構力學的方法計算。計算時，構件的短期抗彎剛度可取期抗彎剛度可取0.85EcI0，長期抗彎剛度可取，長期抗彎剛度可取0.425EcI0。預應力。預應力筋中應力應扣除全部預應力損失。筋中應力應扣除全部預應力損失。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.5 正常使用階段驗算 2、使用荷載作用下的撓度、使用荷載作用下的撓度f1 對使用階段不出現(xiàn)裂縫的構件，短期抗彎剛度取對使用階段不出現(xiàn)裂縫的構件，短期
23、抗彎剛度取Bs=0.85EcI0。系數(shù)系數(shù)0.85是考慮在使用階段截面混凝土有一定非彈性變形對剛度是考慮在使用階段截面混凝土有一定非彈性變形對剛度的折減。的折減。對于使用階段容許出現(xiàn)的構件，其短期抗彎剛度按下列公式計算，對于使用階段容許出現(xiàn)的構件，其短期抗彎剛度按下列公式計算，)1 (85. 00crcrcskkIEBscrcrMMk7 . 0)45. 01 (21. 00 . 1fEg0)(bhhbbfffgsslslBMMMB長期荷載影響系數(shù)長期荷載影響系數(shù)q q =2第十四章 預應力混凝土構件的設計14.6 施工階段驗算 14.6 施工階段驗算一、局部承壓計算一、局部承壓計算后張法構件張
24、拉預應力時，錨具下有較大的局部壓應力，要后張法構件張拉預應力時，錨具下有較大的局部壓應力，要經(jīng)過一段距離才能擴散的較大的混凝土受力面積上。經(jīng)過一段距離才能擴散的較大的混凝土受力面積上。在局部受壓區(qū)域，除正壓應力外在局部受壓區(qū)域，除正壓應力外s sx外，還存在橫向應力外，還存在橫向應力s sy和和s sz，處于三向應力狀態(tài)。處于三向應力狀態(tài)。在錨具墊板附近，橫向應力在錨具墊板附近，橫向應力s sy和和s sz為壓應力，而距構件端部一為壓應力，而距構件端部一定距離后，定距離后，橫向應力橫向應力s sy和和s sz為則為則拉拉應力應力。當拉應力超過當拉應力超過ft時，將出現(xiàn)縱向裂縫，導致局部受壓破壞
25、。時，將出現(xiàn)縱向裂縫，導致局部受壓破壞。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.6 施工階段驗算 為提高局部抗壓承載力，需在局部受壓區(qū)內配置橫向鋼筋網(wǎng)或為提高局部抗壓承載力，需在局部受壓區(qū)內配置橫向鋼筋網(wǎng)或螺旋鋼筋等間接鋼筋。螺旋鋼筋等間接鋼筋。但當局部壓應力過大，間接鋼筋配置過多時，會產(chǎn)生過大的局但當局部壓應力過大，間接鋼筋配置過多時，會產(chǎn)生過大的局部下陷變形，使預應力失效。部下陷變形，使預應力失效。規(guī)范規(guī)范規(guī)定局部受壓面積應滿足規(guī)定局部受壓面積應滿足ln35. 1AfFclpconlAFs2 . 1Aln扣除孔道面積的混凝土局部受壓凈面積，可按沿錨具扣除孔道面積的混凝土局部受壓凈面積，可按沿
26、錨具邊緣在墊板中以邊緣在墊板中以 45角擴散后傳到混凝土的受壓面積計算；角擴散后傳到混凝土的受壓面積計算；lbAAAl為混凝土局部受壓面積；為混凝土局部受壓面積；Ab為局部受壓的底面積，可根據(jù)為局部受壓的底面積，可根據(jù)局部受壓面積與計算底面積同心、對稱的原則按圖取值。局部受壓面積與計算底面積同心、對稱的原則按圖取值。為避免出現(xiàn)孔道愈大，為避免出現(xiàn)孔道愈大， 值愈高的不合理現(xiàn)象，在計算值愈高的不合理現(xiàn)象，在計算 時，時，Al和和Ab均不扣除孔道面積。均不扣除孔道面積。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.6 施工階段驗算 第十四章 預應力混凝土構件的設計14.6 施工階段驗算 局部受壓承載力計算
27、局部受壓承載力計算ln)2(AffFycorvclsAlAnlAncorssv222111當采用方格網(wǎng)時，當采用方格網(wǎng)時，sdAcorssv14當采用螺旋配筋時當采用螺旋配筋時，lcorcorAA第十四章 預應力混凝土構件的設計14.6 施工階段驗算 二、施工階段應力驗算二、施工階段應力驗算預應力混凝土受彎構件在預應力混凝土受彎構件在制作、運輸和安裝等施工制作、運輸和安裝等施工階段的受力狀態(tài)于使用階階段的受力狀態(tài)于使用階段的情況是不同的。因此，段的情況是不同的。因此，有時其受力是不利的，應有時其受力是不利的，應仔細考慮在施工階段的荷仔細考慮在施工階段的荷載作用形式和受力情況，載作用形式和受力情
28、況，保證在施工階段的安全性保證在施工階段的安全性和可靠性。和可靠性。因此，應根據(jù)施工階段構因此，應根據(jù)施工階段構件的受力情況，驗算施工件的受力情況，驗算施工階段構件的承載力，保證階段構件的承載力，保證其安全性。其安全性。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.6 施工階段驗算 同時在施工階段，按施工階段荷載標準值組合計算得到的截同時在施工階段，按施工階段荷載標準值組合計算得到的截面上混凝土的拉應力面上混凝土的拉應力s sct和壓應力和壓應力s scc應滿足下列要求：應滿足下列要求：對施工階段不容許出現(xiàn)裂縫的構件，對施工階段不容許出現(xiàn)裂縫的構件，ckcctkctff8 . 0ss對施工階段容許出現(xiàn)
29、裂縫的構件，對施工階段容許出現(xiàn)裂縫的構件，ckcctkctff8 . 00 . 2ss0WMspcctccsssMs為構件自重和施工為構件自重和施工階段荷載短期效應組合階段荷載短期效應組合產(chǎn)生的彎矩。產(chǎn)生的彎矩。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求14.7 14.7 預應力混凝土構件的構造要求預應力混凝土構件的構造要求一、先張法一、先張法預應力鋼筋（絲）的凈間距預應力鋼筋（絲）的凈間距 預應力鋼筋、鋼絲的凈間距應根據(jù)便于澆灌混凝土、保證鋼預應力鋼筋、鋼絲的凈間距應根據(jù)便于澆灌混凝土、保證鋼筋（絲）與混凝土的粘結錨固、以及施加預應力（夾具及張拉筋（絲）與混凝土的粘
30、結錨固、以及施加預應力（夾具及張拉設備的尺寸）等要求來確定。設備的尺寸）等要求來確定。 當預應力鋼筋為鋼筋時，其凈距不應小于鋼筋及當預應力鋼筋為鋼筋時，其凈距不應小于鋼筋及25mm； 當預應力鋼筋為鋼絲時，其凈距不宜小于當預應力鋼筋為鋼絲時，其凈距不宜小于15mm?；炷帘Ｗo層厚度混凝土保護層厚度 為保證鋼筋與混凝土的粘結強度，防止放松預應力鋼筋時出為保證鋼筋與混凝土的粘結強度，防止放松預應力鋼筋時出現(xiàn)縱向劈裂裂縫，必須有一定的混凝土保護層厚度?，F(xiàn)縱向劈裂裂縫，必須有一定的混凝土保護層厚度。 當采用鋼筋作預應力筋時，其保護層厚度要求同鋼筋混凝土當采用鋼筋作預應力筋時，其保護層厚度要求同鋼筋混凝
31、土構件；構件； 當預應力鋼筋為光面鋼絲時，其保護層厚度不應小于當預應力鋼筋為光面鋼絲時，其保護層厚度不應小于15mm。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求鋼筋、鋼絲的錨固鋼筋、鋼絲的錨固 先張法預應力混凝土構件應保證鋼筋（絲）與混凝土之間有先張法預應力混凝土構件應保證鋼筋（絲）與混凝土之間有可靠的粘結力，宜采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲、鋼可靠的粘結力，宜采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲、鋼絞線等。絞線等。端部附加鋼筋端部附加鋼筋 為防止放松預應力鋼筋時構件端部出現(xiàn)縱向裂縫，對預應力為防止放松預應力鋼筋時構件端部出現(xiàn)縱向裂縫，對預應力鋼筋端部周圍的混凝土應
32、設置附加鋼筋：鋼筋端部周圍的混凝土應設置附加鋼筋： 當采用單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小于當采用單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小于150mm螺旋筋。當鋼筋直徑螺旋筋。當鋼筋直徑d16mm時，也可利用支座墊板上的插筋，時，也可利用支座墊板上的插筋，但插筋根數(shù)不應少于但插筋根數(shù)不應少于4根，其長度不宜小于根，其長度不宜小于120mm。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求鋼筋、鋼絲的錨固鋼筋、鋼絲的錨固 先張法預應力混凝土構件應保證鋼筋（絲）與混凝土之間有先張法預應力混凝土構件應保證鋼筋（絲）與混凝土之間有可靠的粘結力，宜采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲、
33、鋼可靠的粘結力，宜采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲、鋼絞線等。絞線等。端部附加鋼筋端部附加鋼筋 為防止放松預應力鋼筋時構件端部出現(xiàn)縱向裂縫，對預應力為防止放松預應力鋼筋時構件端部出現(xiàn)縱向裂縫，對預應力鋼筋端部周圍的混凝土應設置附加鋼筋：鋼筋端部周圍的混凝土應設置附加鋼筋： 當采用單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小于當采用單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度不小于150mm螺旋筋。當鋼筋直徑螺旋筋。當鋼筋直徑d16mm時，也可利用支座墊板上的插筋，時，也可利用支座墊板上的插筋，但插筋根數(shù)不應少于但插筋根數(shù)不應少于4根，其長度不宜小于根，其長度不宜小于120mm。當采用多根預應力鋼筋時，在構件端部
34、當采用多根預應力鋼筋時，在構件端部10倍預應力鋼筋倍預應力鋼筋直徑范圍內，應設置直徑范圍內，應設置35片與預應力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng)。片與預應力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng)。采用鋼絲配筋的預應力薄板，在端部采用鋼絲配筋的預應力薄板，在端部100mm范圍內，應范圍內，應適當加密橫向鋼筋。適當加密橫向鋼筋。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求二、后張法二、后張法預留孔道的構造要求預留孔道的構造要求 預留孔道的布置應考慮到張拉設備的尺寸、錨具尺寸及構件預留孔道的布置應考慮到張拉設備的尺寸、錨具尺寸及構件端部混凝土局部受壓承載力的要求等因素。端部混凝土局部受壓承載力的要求等因素?？椎乐?/p>
35、徑應比預應力鋼筋束外徑、鋼筋對焊接頭處外徑及孔道直徑應比預應力鋼筋束外徑、鋼筋對焊接頭處外徑及錐形螺桿錨具的套筒等外徑大錐形螺桿錨具的套筒等外徑大1015mm，以便于穿入預應力，以便于穿入預應力鋼筋，并保證孔道灌漿質量。鋼筋，并保證孔道灌漿質量?？椎篱g的凈距不應小于孔道間的凈距不應小于25mm；孔道至構件邊緣的凈距不；孔道至構件邊緣的凈距不應小于應小于25mm，且不宜小于孔道的半徑，且不宜小于孔道的半徑。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求二、后張法二、后張法預留孔道的構造要求預留孔道的構造要求 預留孔道的布置應考慮到張拉設備的尺寸、錨具尺寸及構件預留孔道的布置
36、應考慮到張拉設備的尺寸、錨具尺寸及構件端部混凝土局部受壓承載力的要求等因素。端部混凝土局部受壓承載力的要求等因素?？椎乐睆綉阮A應力鋼筋束外徑、鋼筋對焊接頭處外徑及孔道直徑應比預應力鋼筋束外徑、鋼筋對焊接頭處外徑及錐形螺桿錨具的套筒等外徑大錐形螺桿錨具的套筒等外徑大1015mm，以便于穿入預應力，以便于穿入預應力鋼筋，并保證孔道灌漿質量。鋼筋，并保證孔道灌漿質量?？椎篱g的凈距不應小于孔道間的凈距不應小于25mm；孔道至構件邊緣的凈距不；孔道至構件邊緣的凈距不應小于應小于25mm，且不宜小于孔道的半徑，且不宜小于孔道的半徑。構件兩端及跨中應設置灌漿孔或排氣孔，孔距不宜大于構件兩端及跨中應設置灌漿
37、孔或排氣孔，孔距不宜大于 12m。孔道灌漿所用的水泥砂漿強度等級不應低于。孔道灌漿所用的水泥砂漿強度等級不應低于M20，水灰，水灰比宜為比宜為0.40.45，為減少收縮，宜摻入，為減少收縮，宜摻入0.01%水泥用量的鋁粉。水泥用量的鋁粉。凡需要起拱的構件，預留孔道宜隨構件同時起拱。凡需要起拱的構件，預留孔道宜隨構件同時起拱。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求曲線預應力鋼筋的曲率半徑曲線預應力鋼筋的曲率半徑 鋼絲束、鋼絞線束以及鋼筋直徑鋼絲束、鋼絞線束以及鋼筋直徑d12mm的鋼筋束，不宜的鋼筋束，不宜小于小于4m。 1225mm的鋼筋，不宜小于的鋼筋，不宜小于1
38、5mm。 端部構造端部構造 為防止施加預應力時，構件端部產(chǎn)生沿截面中部的縱向水為防止施加預應力時，構件端部產(chǎn)生沿截面中部的縱向水平裂縫，宜將一部分預應力鋼筋在靠近支座區(qū)段彎起，并使預平裂縫，宜將一部分預應力鋼筋在靠近支座區(qū)段彎起，并使預應力鋼筋盡可能沿構件端部均勻布置。應力鋼筋盡可能沿構件端部均勻布置。 如預應力鋼筋在構件端部不能均勻布置而需集中布置在端如預應力鋼筋在構件端部不能均勻布置而需集中布置在端部截面下部時，應在構件端部部截面下部時，應在構件端部0.2倍截面高度范圍內設置豎向倍截面高度范圍內設置豎向附加焊接鋼筋網(wǎng)等構造鋼筋。附加焊接鋼筋網(wǎng)等構造鋼筋。 預應力鋼筋錨具及張拉設備的支承處，
39、應采用預埋鋼墊板，預應力鋼筋錨具及張拉設備的支承處，應采用預埋鋼墊板，并設置上述附加鋼筋網(wǎng)和附加鋼筋。當構件端部有局部凹進時，并設置上述附加鋼筋網(wǎng)和附加鋼筋。當構件端部有局部凹進時，為防止端部轉折處產(chǎn)生裂縫，應增設折線構造鋼筋。為防止端部轉折處產(chǎn)生裂縫，應增設折線構造鋼筋。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求三、非預應力鋼筋三、非預應力鋼筋對部分預應力混凝土，當通過配置一定的預應力對部分預應力混凝土，當通過配置一定的預應力鋼筋鋼筋Ap已能使構件滿足抗裂或裂縫控制要求時，根已能使構件滿足抗裂或裂縫控制要求時，根據(jù)承載力計算所需的其余受拉鋼筋可以采用非預應據(jù)承載力計
40、算所需的其余受拉鋼筋可以采用非預應力鋼筋力鋼筋As。非預應力鋼筋可保證構件具有一定延性。非預應力鋼筋可保證構件具有一定延性。在后張法構件未施加預應力前進行吊裝時，非預在后張法構件未施加預應力前進行吊裝時，非預應力鋼筋的配置也很重要。應力鋼筋的配置也很重要。為對裂縫分布和開展寬度起到一定的控制作用，為對裂縫分布和開展寬度起到一定的控制作用，非預應力鋼筋宜采用非預應力鋼筋宜采用HRB335級和級和HRB400級鋼筋。級鋼筋。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求對于施工階段預拉區(qū)（施加預應力時形成的拉應力區(qū)）容對于施工階段預拉區(qū)（施加預應力時形成的拉應力區(qū)）容許出現(xiàn)裂
41、縫的構件，應在預拉區(qū)配置非預應力鋼筋許出現(xiàn)裂縫的構件，應在預拉區(qū)配置非預應力鋼筋As，防止，防止裂縫開展過大，但這種裂縫在使用階段可閉合。裂縫開展過大，但這種裂縫在使用階段可閉合。對施工階段預拉區(qū)不允許出現(xiàn)裂縫的構件，預拉區(qū)縱向鋼對施工階段預拉區(qū)不允許出現(xiàn)裂縫的構件，預拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率（筋的配筋率（(As+Ap)/A）不應小于）不應小于0.2%，但對后張法不應，但對后張法不應計入計入Ap；對施工階段允許出現(xiàn)裂縫，而在預拉區(qū)不配置預應力鋼筋對施工階段允許出現(xiàn)裂縫，而在預拉區(qū)不配置預應力鋼筋的構件，當?shù)臉嫾?，當s sct=2ftk時，預拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率（時，預拉區(qū)縱向鋼筋的配筋率（ As/
42、A ）不應小于不應小于0.4%，當，當ftks sct2ftk時，在時，在0.2%和和0.4%之間按之間按直線內插取用。直線內插取用。預拉區(qū)的非預應力縱向鋼筋宜配置帶肋鋼筋，其直徑不宜預拉區(qū)的非預應力縱向鋼筋宜配置帶肋鋼筋，其直徑不宜大于大于14mm，并應沿構件預拉區(qū)的外邊緣均勻配置。，并應沿構件預拉區(qū)的外邊緣均勻配置。第十四章 預應力混凝土構件的設計14.7 預應力混凝土構件的構造要求非預應力鋼筋的布置MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUi
43、rVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6ACURQ39eG12KHL9tXsZ1jzgoCK8g1kuNOh5eFvcmVT5ZYVQt9zk3rp3qLnf02FovEXxVRxjCcFRNppiJljNiOuk6fONnyX7fyGg7sXZ49BmCN5oy9VesHpKzdjTKwjrkCEQCFDehVmGax3lrOEbw63VscA3YSijtUKoCyiL
44、zAlVRp7l4QgPNHxvJFFDyjUVN3oHlMah0XBd4uTbkfPIhHtw0evPmYOrdhEDoPwvYhzlGplU1AU9mpyiCXH8gpPCBRYjq77VcnbXumNE1yGfyTsbSj89J63kRTKDkKUg3mdS5sJ4X5cQ8dK7oW9IkScssECQdz2O9UTlpRjAFPChjhLdzopQzwxQf8ozdzOhogwAooXpUF83BX4C3jRgjDJiiXEUDMaNz4vQ4n164vspddHvOIVuBBdMA4xp1YhiHk0vOJ8TL1BxogzVlMpmod6ianYGmksQq6NWCEd56hZF
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預應力混凝土設計講義 PPT格式
