1、情境情境四 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì) 一. 概述鋼筋混凝土存在的問題：鋼筋混凝土存在的問題： （1）開裂）開裂 （剛度降低，不能用于不允許開裂（剛度降低，不能用于不允許開裂的構(gòu)件）的構(gòu)件） （2）不能采用高強(qiáng)材料。）不能采用高強(qiáng)材料。任務(wù)一、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的概念和材料要求 (一一)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理預(yù)應(yīng)力混凝土：預(yù)應(yīng)力混凝土： 事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載作用下應(yīng)力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載作用下的應(yīng)力被抵消到一個(gè)合適的程度的混凝土。的應(yīng)

2、力被抵消到一個(gè)合適的程度的混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)： 這種事先引入內(nèi)部應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)這種事先引入內(nèi)部應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。力混凝土結(jié)構(gòu)。以實(shí)例說明預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理：以實(shí)例說明預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理： 如圖一混凝土簡支梁，承受均布荷載如圖一混凝土簡支梁，承受均布荷載 (包括自包括自重重)。試計(jì)算跨中截面的的應(yīng)力。試計(jì)算跨中截面的的應(yīng)力。 跨中彎矩：M=qll/8=15 4 4/8=30kn m跨中截面應(yīng)力： =M/W= 10MPa 從計(jì)算結(jié)果看出，梁的下緣拉應(yīng)力已大大超過混凝土的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，而上緣壓應(yīng)力卻還遠(yuǎn)未達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 如果在梁的兩端

3、施加一個(gè)預(yù)壓力，在截面上先產(chǎn)生一預(yù)壓應(yīng)力，跨中截面下、上邊緣混凝土所受到的預(yù)應(yīng)力為： +10MPa=N/ANe0/W= 0MPa顯然，這樣的梁承受的均布荷載是沒有問題的，而且整個(gè)截面始終處于受壓工作狀態(tài)。從理論上講，沒有拉應(yīng)力也就不會(huì)出現(xiàn)裂縫。我們將這種預(yù)先加過應(yīng)力的混凝土稱為預(yù)應(yīng)力混凝土。(二二)加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類1.國外加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類國外加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類級：全預(yù)應(yīng)力在全部荷載最不利組合作用級：全預(yù)應(yīng)力在全部荷載最不利組合作用下，截面上混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力；下，截面上混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力；級：有限預(yù)應(yīng)力在全部荷載最不利組合作級：有限預(yù)應(yīng)力在全部荷載最不利組合作用下

4、，截面上混凝土允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但不開用下，截面上混凝土允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但不開裂（拉而不裂）；裂（拉而不裂）；級：部分預(yù)應(yīng)力在全部荷載最不利組合作級：部分預(yù)應(yīng)力在全部荷載最不利組合作用下，構(gòu)件截面上混凝土允許出現(xiàn)裂縫，但裂用下，構(gòu)件截面上混凝土允許出現(xiàn)裂縫，但裂縫寬度不超過限值（裂而有限）?？p寬度不超過限值（裂而有限）。級：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。級：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.國內(nèi)加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類國內(nèi)加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類我國我國橋規(guī)橋規(guī)將加筋混凝土結(jié)構(gòu)按預(yù)應(yīng)力度的大將加筋混凝土結(jié)構(gòu)按預(yù)應(yīng)力度的大小分為三類：小分為三類：1)預(yù)應(yīng)力度的定義預(yù)應(yīng)力度的定義預(yù)應(yīng)力度預(yù)應(yīng)力度：由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩：

5、由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩m0與外荷載產(chǎn)生的彎矩與外荷載產(chǎn)生的彎矩M的值。即：的值。即：式中：消壓彎矩，也就是消除構(gòu)件控制截面受式中：消壓彎矩，也就是消除構(gòu)件控制截面受拉區(qū)邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，使其恰好為零時(shí)的拉區(qū)邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，使其恰好為零時(shí)的變矩；變矩；使用荷載作用下控制截面的彎矩。使用荷載作用下控制截面的彎矩。2)加筋混凝土構(gòu)件的分類全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)正截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力，；部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)正截面出現(xiàn)拉應(yīng)力或出現(xiàn)不超過規(guī)定寬度的裂縫，；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無預(yù)加應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)，。二.部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土(一一)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基

6、本概念部分預(yù)應(yīng)力混凝土又分為部分預(yù)應(yīng)力混凝土又分為A類構(gòu)件和類構(gòu)件和B類構(gòu)件兩種類構(gòu)件兩種情況。情況。部分預(yù)應(yīng)力混凝土：部分預(yù)應(yīng)力混凝土： A類構(gòu)件類構(gòu)件在作用在作用(或荷載或荷載)短期效應(yīng)下，控短期效應(yīng)下，控制截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但應(yīng)控制拉應(yīng)制截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但應(yīng)控制拉應(yīng)力不得超過某個(gè)允許值。力不得超過某個(gè)允許值。 B類構(gòu)件類構(gòu)件在作用在作用(或荷載或荷載)短期效應(yīng)下，允短期效應(yīng)下，允許出現(xiàn)裂縫，但對最大裂縫寬度加以限制。許出現(xiàn)裂縫，但對最大裂縫寬度加以限制。 部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一般采用混合配筋方部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一般采用混合配筋方案，根據(jù)使用性能要求，配置一定數(shù)量的

7、預(yù)應(yīng)力案，根據(jù)使用性能要求，配置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼筋，為滿足極限承載力的需要，補(bǔ)充配置適量鋼筋，為滿足極限承載力的需要，補(bǔ)充配置適量的普通鋼筋的普通鋼筋(又稱非預(yù)應(yīng)力鋼筋又稱非預(yù)應(yīng)力鋼筋)?；旌吓浣畹牟糠??；旌吓浣畹牟糠诸A(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，兼顧了預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，兼顧了預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土兩者的優(yōu)越結(jié)構(gòu)性能，既能有效地控制使混凝土兩者的優(yōu)越結(jié)構(gòu)性能，既能有效地控制使用荷載作用下的裂縫、撓度與反拱，破壞前又具用荷載作用下的裂縫、撓度與反拱，破壞前又具有較好的延性?，F(xiàn)在部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)已逐有較好的延性?，F(xiàn)在部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)已逐漸為國內(nèi)外工程界所重視，優(yōu)先采用部分預(yù)應(yīng)力漸

8、為國內(nèi)外工程界所重視，優(yōu)先采用部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)已成為配筋混凝土結(jié)構(gòu)系列中的重要混凝土結(jié)構(gòu)已成為配筋混凝土結(jié)構(gòu)系列中的重要發(fā)展趨勢。發(fā)展趨勢。(二二)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁，是指配置的主筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁。三. 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料(一一)混凝土混凝土1.強(qiáng)度要求強(qiáng)度要求 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土，必須采用高標(biāo)號(hào)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土，必須采用高標(biāo)號(hào)混凝土?；炷?。橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定混凝土標(biāo)號(hào)不能低于規(guī)定混凝土標(biāo)號(hào)不能低于30號(hào)；號(hào)；當(dāng)碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時(shí)，混凝土標(biāo)當(dāng)碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時(shí)

9、，混凝土標(biāo)號(hào)不宜低于號(hào)不宜低于40號(hào)。另外要求混凝土快硬早強(qiáng)。號(hào)。另外要求混凝土快硬早強(qiáng)。2.收縮、徐變的影響收縮、徐變的影響 混凝土的收縮和徐變，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縮混凝土的收縮和徐變，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縮短，由此將引起預(yù)應(yīng)力損失。因此，在預(yù)應(yīng)力混短，由此將引起預(yù)應(yīng)力損失。因此，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工中，應(yīng)盡量減少混凝土的凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工中，應(yīng)盡量減少混凝土的收縮和徐變。收縮和徐變。3.減少混凝土的收縮和徐變的措施減少混凝土的收縮和徐變的措施 為獲得強(qiáng)度高和收縮徐變小的混凝土，應(yīng)盡可為獲得強(qiáng)度高和收縮徐變小的混凝土，應(yīng)盡可能地采用高標(biāo)號(hào)水泥，減少水泥用量，降低水灰能地采用高標(biāo)號(hào)水

10、泥，減少水泥用量，降低水灰比，選用優(yōu)質(zhì)堅(jiān)硬的骨料。比，選用優(yōu)質(zhì)堅(jiān)硬的骨料。(二二)預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋1.對預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求對預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求 1強(qiáng)度要高。強(qiáng)度要高。 2要有較好的塑性和焊接性能。要有較好的塑性和焊接性能。 3要具有良好的粘結(jié)性能。要具有良好的粘結(jié)性能。 4應(yīng)力松弛損失要小。應(yīng)力松弛損失要小。今后發(fā)展的趨勢：高強(qiáng)度、粗直徑、低松弛和耐今后發(fā)展的趨勢：高強(qiáng)度、粗直徑、低松弛和耐腐蝕。腐蝕。2.預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類 1)冷拉熱軋鋼筋冷拉熱軋鋼筋 公路橋中主要采用冷拉公路橋中主要采用冷拉級鋼筋，次要的預(yù)應(yīng)級鋼筋，次要的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可采用冷拉力混凝土構(gòu)件可采用冷拉級。級

11、。 2)熱處理鋼筋熱處理鋼筋 3)高強(qiáng)度鋼絲高強(qiáng)度鋼絲 4)鋼絞線鋼絞線 5)冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲3.鋼筋的冷加工1)冷拉在常溫下，將熱軋鋼筋進(jìn)行拉伸，使其拉伸控制應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度，但小于抗拉極限強(qiáng)度。冷拉后鋼筋的屈服強(qiáng)度由提高到了。 冷拉操作時(shí)分單控和雙控：冷拉操作時(shí)分單控和雙控： 雙控：同時(shí)控制冷拉應(yīng)力和冷拉率。雙控：同時(shí)控制冷拉應(yīng)力和冷拉率。 單控：僅控制冷拉率。單控：僅控制冷拉率。注：注：冷拉鋼筋加熱溫度達(dá)到冷拉鋼筋加熱溫度達(dá)到700時(shí)，鋼筋將完全時(shí)，鋼筋將完全恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)學(xué)性能。因此，需要焊接的恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)學(xué)性能。因此，需要焊接的鋼筋，必須先進(jìn)行焊接，然后再進(jìn)行冷拉。

12、鋼筋，必須先進(jìn)行焊接，然后再進(jìn)行冷拉。冷拉鋼筋只能提高抗拉強(qiáng)度，不能提高抗壓強(qiáng)度。冷拉鋼筋只能提高抗拉強(qiáng)度，不能提高抗壓強(qiáng)度。2)冷拔冷拔 冷拔鋼絲是在常溫下，將小直徑的盤圓鋼筋強(qiáng)冷拔鋼絲是在常溫下，將小直徑的盤圓鋼筋強(qiáng)行拉伸并通過比原直徑更小的硬質(zhì)合金拔絲模，行拉伸并通過比原直徑更小的硬質(zhì)合金拔絲模，而變成直徑較原來更小的鋼絲。而變成直徑較原來更小的鋼絲。3)冷軋冷軋 通過冷軋機(jī)把鋼筋冷民規(guī)律變形鋼筋，以提高通過冷軋機(jī)把鋼筋冷民規(guī)律變形鋼筋，以提高鋼筋強(qiáng)度和與混凝土之間的粘結(jié)力，用得少。鋼筋強(qiáng)度和與混凝土之間的粘結(jié)力，用得少。 一.預(yù)加應(yīng)力的方法與設(shè)備(一一)預(yù)加應(yīng)力的主要方法預(yù)加應(yīng)力的主要

13、方法1.先張法先張法 先張法：先張法： 先張拉鋼筋，后澆筑混凝土。先張拉鋼筋，后澆筑混凝土。 工藝：見圖工藝：見圖2 任務(wù)二、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工工藝及質(zhì)量控制 獲得預(yù)加力的原理：獲得預(yù)加力的原理： 靠鋼筋與混凝土間的粘結(jié)力?？夸摻钆c混凝土間的粘結(jié)力。 適用場合：適用場合： 大批生產(chǎn)、直線配筋的中小型構(gòu)件。大批生產(chǎn)、直線配筋的中小型構(gòu)件。圖圖2 先張法施工程序示先張法施工程序示意圖意圖2.后張法后張法 后張法：后張法： 先澆筑混凝土，后張拉鋼筋。先澆筑混凝土，后張拉鋼筋。 工藝：工藝： 見圖見圖3獲得預(yù)加力的原理：獲得預(yù)加力的原理： 靠錨具?？垮^具。適用場合：適用場合： 曲線配筋的中大型構(gòu)件

14、。曲線配筋的中大型構(gòu)件。a)澆筑梁身混凝土，澆筑梁身混凝土，并預(yù)埋套管，形成管并預(yù)埋套管，形成管道；道；b)穿進(jìn)預(yù)應(yīng)力鋼筋，穿進(jìn)預(yù)應(yīng)力鋼筋，待混凝土結(jié)硬后，進(jìn)待混凝土結(jié)硬后，進(jìn)行張拉；行張拉；c)錨固鋼筋，傳力于錨固鋼筋，傳力于混凝土，壓注水泥漿，混凝土，壓注水泥漿，填塞管道填塞管道圖圖3 后張法施工程序示意圖后張法施工程序示意圖(二二)錨具錨具1.對錨具的要求對錨具的要求 受力安全可行；預(yù)應(yīng)力損失要?。粯?gòu)造簡單、受力安全可行；預(yù)應(yīng)力損失要??；構(gòu)造簡單、緊湊，制作方便，用鋼量少；張拉錨固方便迅緊湊，制作方便，用鋼量少；張拉錨固方便迅速，設(shè)備簡單。速，設(shè)備簡單。2.錨具的分類錨具的分類1)按其傳

15、力錨固的受力原理分：按其傳力錨固的受力原理分： 依靠摩阻力錨固的錨具；依靠摩阻力錨固的錨具； 例如，錨固預(yù)應(yīng)力鋼絲束的鋼制錐形錨、錨例如，錨固預(yù)應(yīng)力鋼絲束的鋼制錐形錨、錨固預(yù)應(yīng)力鋼絞線的夾片錨等都屬于摩阻錨固之列。固預(yù)應(yīng)力鋼絞線的夾片錨等都屬于摩阻錨固之列。 2)依靠承壓錨固的錨具；依靠承壓錨固的錨具； 目前我國采用的鐓頭錨和鋼筋螺紋錨具都目前我國采用的鐓頭錨和鋼筋螺紋錨具都屬于承壓錨固之列。屬于承壓錨固之列。 3)依靠粘結(jié)力錨固的錨具。鐓頭錨工作示意圖依靠粘結(jié)力錨固的錨具。鐓頭錨工作示意圖 我國早期采用的原蘇聯(lián)柯羅夫金式錨具屬我國早期采用的原蘇聯(lián)柯羅夫金式錨具屬于粘著錨固之列。用于梁體內(nèi)部的

16、壓花錨具于粘著錨固之列。用于梁體內(nèi)部的壓花錨具(又稱暗錨又稱暗錨)也是靠混凝土的粘著力來錨固鋼絲也是靠混凝土的粘著力來錨固鋼絲的。的。圖圖5 鋼制錐形錨鋼制錐形錨圖圖6壓花錨具壓花錨具（暗錨）（暗錨）圖圖4 鐓頭錨工作示鐓頭錨工作示意圖意圖千斤頂千斤頂預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備預(yù)加應(yīng)力的其他設(shè)備以上兩項(xiàng)簡單介紹。以上兩項(xiàng)簡單介紹。引起預(yù)應(yīng)力損失的因素很多，引起預(yù)應(yīng)力損失的因素很多，橋規(guī)橋規(guī)(JTG D62)規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在持久狀態(tài)正常使規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在持久狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算中，應(yīng)考慮下列因素引起的預(yù)應(yīng)用極限狀態(tài)計(jì)算中，應(yīng)考慮下列因素引起的預(yù)應(yīng)力損失：這些預(yù)應(yīng)力損失有些發(fā)生在先張法

17、構(gòu)件力損失：這些預(yù)應(yīng)力損失有些發(fā)生在先張法構(gòu)件中，有些發(fā)生在后張法構(gòu)件中，有些在預(yù)加應(yīng)力中，有些發(fā)生在后張法構(gòu)件中，有些在預(yù)加應(yīng)力階段產(chǎn)生，有些在使用階段產(chǎn)生。階段產(chǎn)生，有些在使用階段產(chǎn)生。 任務(wù)三、預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算 1、預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間的摩擦 2、錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮 3、預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座之間的溫差 4、混凝土的彈性壓縮 5、預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛 6、混凝土的收縮和徐變 此外，尚應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨圈之間的摩擦、臺(tái)座彈性變形等因素引起的其他預(yù)應(yīng)力損失。 一、摩阻損失一、摩阻損失 在后張法構(gòu)件中，由于張拉鋼筋時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋與管壁之間接觸而產(chǎn)生摩擦阻力，此項(xiàng)摩擦阻力與張拉力方向相反，

18、因此，鋼筋中的實(shí)際應(yīng)力較張拉端拉力計(jì)中的讀數(shù)要小，即造成鋼筋中的應(yīng)力損失。式中： 預(yù)應(yīng)力鋼筋錨下的張拉控制應(yīng)力； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)，按表101采用； 從張拉端至計(jì)算截面，曲線管道部分切線的夾角之和(rad)； k管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，按查表采用； 從張拉端至計(jì)算截面的管道長度，可近似取該段管道在構(gòu)件縱軸上的投影長度(m)。)(11kxconleconx為了減少摩阻損失，常采用如下措施：（1）采用兩端同時(shí)張拉 對于縱向?qū)ΨQ配筋的情況，最大應(yīng)力損失發(fā)生在中間截面，管道長度x和曲線段切線夾角均減小一半。 （2）對鋼筋進(jìn)行超張拉二、錨具變形損失在后張法中，當(dāng)鋼筋張拉結(jié)束并進(jìn)行錨

19、固時(shí)，錨具將受到巨大的壓力作用，由于錨具本身的變形、鋼絲滑動(dòng)、墊板縫隙壓密以及分塊拼裝時(shí)的接縫壓縮等因素，均會(huì)使已錨固好的鋼筋略有松動(dòng)，造成應(yīng)力損失。式中： 張拉端錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮值（mm）,按表10-3采用； L張拉端至錨固端之間的距離(mm)； Ep預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量(MPa)。PlELL2L三、溫差損失三、溫差損失在先張法中，鋼筋的張拉和臨時(shí)錨固是在常溫下進(jìn)行的。當(dāng)采用蒸氣或其他加熱方法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，鋼筋將因受熱而伸長，而加力臺(tái)座不受升溫的影響，設(shè)置在兩個(gè)加力臺(tái)座上的臨時(shí)錨固點(diǎn)間的距離保持不變，這樣將使鋼筋松動(dòng)。等降溫時(shí)，鋼筋與混凝土已經(jīng)粘結(jié)為一體，無法恢復(fù)到原來的應(yīng)力狀態(tài)

20、，于是產(chǎn)生了應(yīng)力損失。式中： 預(yù)應(yīng)力鋼筋的線膨脹系數(shù)，??； 預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量，取。 由預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座間的溫度差造成的應(yīng)力損失； 混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)受拉鋼筋的最高溫度()； 張拉鋼筋時(shí)制造場地的自然溫度()。)(22)(12123tttttEELLPPlPE3l2t1t為了減小 ，采取兩次升溫分階段養(yǎng)護(hù)的措施。即第一次升溫的溫差一般控制在20以內(nèi)，此時(shí)，鋼筋與混凝土之間尚無粘結(jié)，因而這個(gè)溫差將引起應(yīng)力損失。待混凝土結(jié)硬并具有一定強(qiáng)度(7.510MPa)后，再進(jìn)行第二次升溫。這時(shí)，鋼筋與混凝土已粘結(jié)為一體，共同受熱，共同變形不會(huì)引起新的應(yīng)力損失。3l式中： 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的

21、比值； 在計(jì)算截面鋼筋重心處，由全部鋼筋預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力； 全部鋼筋的預(yù)加力(扣除相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失)； 構(gòu)件換算截面面積和慣性矩； 預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心至換算截面重心的距離。PEPC0PN0A0J0Pe2）后張法構(gòu)件分批張拉引起的彈性壓縮損失 在后張法中，如果所有的預(yù)應(yīng)力鋼筋一次同時(shí)張拉，預(yù)加力是在混凝土彈性壓縮完成之后量出的，故無需考慮此項(xiàng)損失。但是，事實(shí)上由于受張拉設(shè)備的限制，鋼筋往往需分批張拉。這樣，先張拉的鋼筋就要受到后張拉者所引起的混凝土彈性壓縮產(chǎn)生的應(yīng)力損失。第一批張拉的鋼筋此項(xiàng)應(yīng)力損失最大，以后逐批減小，最后一批無此項(xiàng)損失。分批張拉時(shí)，由于每批鋼筋應(yīng)力損失不同，則造成每批

22、鋼筋的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力不等。常用的補(bǔ)救方法有： （1）對先張拉的鋼筋進(jìn)行超張拉； （2）對先張拉的鋼筋進(jìn)行重復(fù)張拉。五、鋼筋的應(yīng)力松弛五、鋼筋的應(yīng)力松弛(徐舒徐舒)損失。損失。 和混凝土一樣，鋼筋在持久不變的應(yīng)力作用下，也會(huì)產(chǎn)生隨持續(xù)加荷時(shí)間延長而增加的徐變變形（又稱蠕變）。如果把鋼筋張拉到一定的應(yīng)力值后，將其長度固定不變，則鋼筋中的應(yīng)力將會(huì)隨時(shí)間的延長而降低，一般把鋼筋的這種現(xiàn)象稱為鋼筋的松弛或應(yīng)力松弛（又叫徐舒）。1預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線式中： 超張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)， 10；超張拉時(shí)， o9； 鋼筋松弛系數(shù)，I級松弛(普通松弛)，取 ；級松弛（低松弛），取 ； 傳力錨固時(shí)的鋼筋應(yīng)力，PePKP

23、elf)26. 052. 0(5Pe;421lllconPe2lconPePKf對后張法構(gòu)件，對先張法構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。conl05. 05conl035. 052精軋螺紋鋼筋一次張拉 超張拉 六、混凝土收縮和徐變損失由于混凝土收六、混凝土收縮和徐變損失由于混凝土收縮和徐變的影響縮和徐變的影響,會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生變形會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生變形,因而引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失因而引起預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失.橋規(guī)橋規(guī)（JTG D62）規(guī)定，由混凝土收縮、徐變引起的構(gòu)件受）規(guī)定，由混凝土收縮、徐變引起的構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算：拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失，可按下

24、式計(jì)算：PSttPCEttcsPtlPE1519 . 0),(),()(600AAAsP/ )(式中： 由混凝土收縮、徐變引起的構(gòu)件受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失； 構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心處，由預(yù)加力(扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失)和結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力；221iePSPSSPssPPPSAAeAeAe)(6 tlPC 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量； 預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值； 構(gòu)件受拉區(qū)全部縱向鋼筋配筋率； 計(jì)算參數(shù)； i截面回轉(zhuǎn)半徑 構(gòu)件截面受拉區(qū)全部縱向鋼筋截面重心至構(gòu)件截面重心的距離；PEPEPSPSe 預(yù)應(yīng)力鋼筋傳力錨固齡期為，計(jì)算考慮的齡期為時(shí)的混凝土收縮應(yīng)變，其終極

25、值可查表取用； 加載齡期為，計(jì)算考慮的齡期為時(shí)的徐變系數(shù)，其終極值可查表取用。通常按損失完成的時(shí)間將其分為兩組： 第一批損失。傳力錨固時(shí)的損失，損失發(fā)生在混凝土預(yù)壓過程完成以前，即預(yù)施應(yīng)力階段；),(0ttcs),(0tt第二批損失。傳力錨固后的損失，損失發(fā)生在混凝土預(yù)壓過程完成以后的若干年內(nèi)，即使用荷載作用階段。 不同施工方法所考慮的各階段預(yù)應(yīng)力損失值組合情況見表。鋼筋（束）的有效預(yù)應(yīng)力1、預(yù)加應(yīng)力階段：lconpe2、使用階段：在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，應(yīng)根據(jù)所采用的施工方法，按照不同的工作階段考慮有關(guān)的預(yù)應(yīng)力損失。在各項(xiàng)損失中，一般來說，以混凝土收縮、徐變引起的應(yīng)力損失最大；此外，在后張

26、法中摩阻損失的數(shù)值也較大；當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋長度較短時(shí)，錨具變形損失也不小，這些都應(yīng)予以重視。conlpepe預(yù)應(yīng)力混凝土梁的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全，適用和耐久預(yù)應(yīng)力混凝土梁的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全，適用和耐久性等方面的要求，主要包括：性等方面的要求，主要包括：（1）構(gòu)件應(yīng)具有足夠的承載力，以滿足構(gòu)件對達(dá)）構(gòu)件應(yīng)具有足夠的承載力，以滿足構(gòu)件對達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)具有一定的安全儲(chǔ)備，這到承載能力極限狀態(tài)時(shí)具有一定的安全儲(chǔ)備，這是保證結(jié)構(gòu)安全可靠工作的前提。這種情況是以是保證結(jié)構(gòu)安全可靠工作的前提。這種情況是以構(gòu)件可能處于最不利工作條件下，而又可能出現(xiàn)構(gòu)件可能處于最不利工作條件下，而又可能出現(xiàn)的荷載效應(yīng)最大值來考慮的

27、。的荷載效應(yīng)最大值來考慮的。 任務(wù)四、預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求 （2）在正常使用極限狀態(tài)下，構(gòu)件的抗裂性和結(jié)）在正常使用極限狀態(tài)下，構(gòu)件的抗裂性和結(jié)構(gòu)變形不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的限制。對允許出現(xiàn)裂構(gòu)變形不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的限制。對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，裂縫寬度也應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)。縫的構(gòu)件，裂縫寬度也應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)。（3）在持久狀況使用荷載作用下，構(gòu)件的截面應(yīng)）在持久狀況使用荷載作用下，構(gòu)件的截面應(yīng)力（包括混凝土正截面壓應(yīng)力，斜截面主壓應(yīng)力力（包括混凝土正截面壓應(yīng)力，斜截面主壓應(yīng)力和鋼筋拉應(yīng)力）不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的限制。為了和鋼筋拉應(yīng)力）不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的限制。為了保證構(gòu)件在制造、運(yùn)輸、安裝時(shí)的

28、安全工作，對保證構(gòu)件在制造、運(yùn)輸、安裝時(shí)的安全工作，對短暫狀況下構(gòu)件的截面應(yīng)力，也要控制在規(guī)范規(guī)短暫狀況下構(gòu)件的截面應(yīng)力，也要控制在規(guī)范規(guī)定的限制范圍以內(nèi)。定的限制范圍以內(nèi)。從理論上講滿足上述要求的設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的優(yōu)化從理論上講滿足上述要求的設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。在設(shè)計(jì)中，對滿足上述要求起決定性設(shè)計(jì)問題。在設(shè)計(jì)中，對滿足上述要求起決定性影響的是構(gòu)件的截面選擇，鋼筋數(shù)量估算和位置影響的是構(gòu)件的截面選擇，鋼筋數(shù)量估算和位置的設(shè)計(jì)，它們是設(shè)計(jì)中的控制因素。構(gòu)件的其他的設(shè)計(jì)，它們是設(shè)計(jì)中的控制因素。構(gòu)件的其他設(shè)計(jì)要求，如應(yīng)力校核，預(yù)應(yīng)力鋼筋的走向，錨設(shè)計(jì)要求，如應(yīng)力校核，預(yù)應(yīng)力鋼筋的走向，錨具的布

29、置等都可以通過局部性的設(shè)計(jì)和考慮來實(shí)具的布置等都可以通過局部性的設(shè)計(jì)和考慮來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。一、預(yù)應(yīng)力混凝土梁常用截面形式一、預(yù)應(yīng)力混凝土梁常用截面形式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋常用截面形式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋常用截面形式預(yù)制梁現(xiàn)澆混凝土a)b)c)d)e)（先張法820m）（后張法1622m）（后張法2530m）（1）預(yù)應(yīng)力混凝土空心板）預(yù)應(yīng)力混凝土空心板（2）預(yù)應(yīng)力混凝土）預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁形梁（3）預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁現(xiàn)澆整體組合式）預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁現(xiàn)澆整體組合式截截 面梁面梁（4）預(yù)應(yīng)力混凝土槽形截面梁）預(yù)應(yīng)力混凝土槽形截面梁（5）預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面梁）預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面梁二、索界圖所示為預(yù)應(yīng)

30、力鋼筋束偏心距沿梁長方向的變化圖，圖中E1線對應(yīng)于截面下核心點(diǎn)連線AA的距離e1，E2線對應(yīng)于截面上核心點(diǎn)連線AA的距離e2，E1和E2這兩條線限制了預(yù)應(yīng)力鋼筋束的布置范圍稱之為索界。 Ae1AyxGAe2GAysepAe1e2AGkxksE2E1只要在索界內(nèi)布置鋼索（指鋼筋束的重心線），即能滿足全梁所有截面的正截面抗裂性和預(yù)施應(yīng)力階段截面上緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力的要求。 應(yīng)該指出，上面給出的索界圖是針對全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件導(dǎo)出的。部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件索界圖中E2線應(yīng)按相應(yīng)公式計(jì)算，其形狀與全預(yù)應(yīng)力混凝土相似，位置將水平上移，E1線的位置與全預(yù)應(yīng)力混凝土相同。三、預(yù)應(yīng)力配筋的布置原則預(yù)應(yīng)力配筋的布置原則1.重心線不超出束界范圍。2.鋼筋趨向支點(diǎn)時(shí)逐步彎起。3.筋束彎起角度應(yīng)與所受剪力變化規(guī)律配合。4.彎起鋼筋束形式宜為拋物線。5.鋼筋彎起點(diǎn)的確定，應(yīng)考慮彎矩和剪力的共同作用，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在跨徑三分點(diǎn)到四分點(diǎn)之間開始彎起。6.后張法預(yù)