第十章

預應力混凝土構件10.1.1預應力混凝土的基本原理預應力混凝土的提出：普通混凝土的缺點：a.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。不開裂ｓ=20～３0N/mm210.1預應力混凝土的基本概念b.難以利用高強度鋼筋。與ｌｉｍ對應的ｓ=200N/mm2。而高強鋼絲可達160N/mm2。預應力混凝土的基本原理：預應力：在混凝土結構承受使用荷載之前的制作階段預先對砼施加應力。在構件未受力之前，在擬受拉區(qū)施加壓應力，使構件在使用荷載下產生的拉應力很大部分被預壓應力抵消。由此達到改善普砼缺點的目的。圖預應力砼構件的受力特征：a.提高了構件的抗裂性；b.預應力的大小可根據(jù)需要調整。c.在使用荷載下，預應力砼構件基本處于彈性工作階段(未裂)d.施加預應力對構件的正截面承載力無明顯影響。預應力混凝土的優(yōu)缺點：優(yōu)點：a.提高構件的抗裂能力b.增大了構件的剛度。相同PsT，f預<<f普，耐久性好，耐疲勞，提高抗剪承載力。c.充分利用高強度材料的性能。預應力筋PuFPyd.擴大了構件的使用范圍：減輕自重，加大跨度，提高適用能力。缺點：成本高，材料質量要求高。工序復雜，技術水平要求高。10.1.3施加預應力的方法按照張拉鋼筋與澆搗混凝土的先后次序分為：張拉鋼筋支模、澆砼砼達到一定強度剪絲產生預應力先張法：后張法：澆砼，預留孔道達到強度，穿筋張拉鋼筋，錨固孔道灌漿先、后張法的適用范圍和各自的優(yōu)缺點。10.1.4預應力混凝土使用的材料和機具錨、夾具：用于固定鋼筋構件制作完后，能取下重復使用–––夾具用于永久固定鋼筋、作為構件的一部分–––錨具不同種類的錨具，有不同的固定原理。同時固定預應力筋不同。錨具不同則回縮量不同，尺寸外形對構件的影響不同。10.2張拉控制應力與預應力損失con：張拉鋼筋時，張拉設備上的測力計所指示的總張拉力/預應力筋面積con的確定原則：與預應力鋼筋的強度標準值fpyk(軟)或fptk(硬)有關。10.2.1張拉控制應力a.con

。產生的預應力大，抗裂性好con>0.4fptk0.5fpykb.con

過高。可能引起張拉時鋼絲拉斷也只能適當?；騊cr

與Pu過干接近c.與所采用的鋼筋種類和張拉方式有關。軟鋼，硬，先張，后張考慮的因素：張拉控制應力允許值鋼種先張法后張法碳素鋼絲.刻痕鋼絲.鋼鉸線0.75fptk0.7fptk熱處理鋼筋.冷拔低碳鋼絲0.7fptk0.65fptk冷拉鋼筋0.90fpyk0.85fpyk張拉方法在考慮提高施工階段的抗裂性及減少應力松馳、摩擦、鋼筋發(fā)批張拉及臺卒之間的溫差損失時，可以提高0.05fptk(0.05fpyk)10.2.2預應力損失預應力筋按張拉后，由于各種原因會下降到一定的程度，這一現(xiàn)象稱為預應力損失。引起預應力損失的原因有六大類。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，了解不同預應力損失的組合。con–l=P–––有效預應力。1.張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失l1a–––回縮量l–––張拉端～錨固端距離直線：曲線：圖lf

–––反向摩擦影響長度(m)rc

–––曲線的曲率半徑,kc

–––表9－3摩擦系數(shù)x

–––張拉端至計算截面的距離xlf2預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失l2后張法：x–––從張拉端至計算截面的孔道長度(m)可用投影長度。

–––從張拉端至計算截面曲線孔道長度的夾角(rad)。當+kx0.2時，l2=con(kx+)3數(shù)受牌張拉芹的鋼菌筋與支承受妖拉力然的設錄備之哀間的椅溫專差引蹲起的撥預應諸力損致失l3加熱漿養(yǎng)護路：此袋時砼托未結卻硬。筋暮自由積伸長欲，而層臺座銜不動救。松編了–捉––白產汽生溫代差損怒失小鋼燥模生箭產的壇構件盞無此黑項損配失。4海預應搭力鋼垃筋的掩應力言松弛策引起逝的損大失l4應力孫松弛簽現(xiàn)象稠：指炮鋼筋攪在高普應力蔥狀態(tài)姻下，水由于牧鋼筋蚊的塑屆性變捕形而波使應鋒力隨州時間祝的增閘長而抖降低攻的現(xiàn)皆象。應力扯松弛扮：長冊度不零變，蔬應力已隨時奴間增裝長而絕降低搭。應謎力松淡弛的星特點獄與鋼劍種有晚關。眾軟鋼泄小而座硬鋼質大，竹與時和間有遷關，蹲先快溫后慢隆。一椅天完輕成8費0%交，一躺小時攝為5勿0%業(yè)。利用塌超引爛拉工鞋序可淡以減違少l4超張戒拉工捆序：對鋼銳筋從侵0牲1.悼05co之n(持荷城2m芝in緩)罷co術n對鋼顏絲從惡0梅1.巨05co查n(持荷峽2m政in快)疼0箱co紙n超張寧拉的榴持荷束2m漂in盒，已將閑部分赤的松沫弛完資成，杰所以嗚可達航到減硬少l4的目筐的。普通預應力鋼絲和鋼絞線：低松弛預應力鋼絲和鋼絞線：當scon≤0.7fptk時，當0.7fptk<scon≤0.8fptk時，ψ為超形張拉月系數(shù)套，一寬次張?zhí)鹄瓡r爺，取ψ=1慘；超顯張拉伏時，剖取ψ=0嫌.9際。當sco厲n≤0好.5fpt燦k時，肢可不聽考慮年應力找松弛司損失漢，即眨取sl4=0爛。鋼筋奮在高克應力連長期靠作用嗓下具挨有隨壺時間壤增長弄產生碗塑性通變形悉的性子質。在長冰度保態(tài)持不伶變的敢條件胃下，應切力值遣隨時本間增谷長而征逐漸答降低歇，這告種現(xiàn)柴象稱等為松旁弛。應力沸松弛蔽與初牌始應囑力水耗平和婦作用樣時間侮長短諒有關改。根據(jù)耽應力輔松弛鞋的長灘期試摔驗結楊果，嬌《規(guī)貫范》魄取5由于吃砼收錘縮、白徐變曉引起師的預隱應力友損失l5丹收泳縮、撞徐變射將引黨起構嗎件縮莖短，泄鋼筋遮回縮得，引閉起l3，砼夏徐變f掘'cn此時烤預應導力的牽大小訊，縱跟筋含武鋼率腹等：先張法10內.5原張效拉控銜制應匹力和冠預應憐力損配失、'––廟–膀受拉誓區(qū)、自受壓霸區(qū)預悲應力勞筋和祝非預族應力規(guī)筋的變含鋼票率。pc、'pc––晉–矮產生償?shù)谝徊叟A沫應力持損失像后的缺預應挨力損燭失后莊，受萌拉區(qū)族、受大壓區(qū)碧預應劍力鋼腐筋在巧各自修合力悅點處彈砼的絲式法向腎壓應聽力后張法10嘗.5慈張住拉控熔制應舞力和救預應榮力損格失l5還可經考慮煉環(huán)境宇和時外間因燃素的蠟影響干燥昏('l5)l5(殲1.害02英～1驢.0好3)高溫拌('l5)l5急0.難5)時間慣影響吐：l5('l5)j––斑–預加棵應力友至承鉗受外你荷的棒天數(shù)裕(j1體20天)6混凝變土的悄局部場擠壓陜引起杰的預所應力姜損失l6后張纖法中用，用妥螺旋德式預斧應力昌鋼筋逝作配燈筋的仰環(huán)形腿構件給：電然桿、釣水池并、壓元力管波道等營。直頂接在鴨混凝痕土上蛇進行且張拉掏。這愿時筋銳對構啞件產熊生外次壁的叫徑向餓壓力漲，使剖砼局靠部擠軟壓，鄰鋼筋英松馳抵，引趁起l6d>吳3m境，l6=兆0d3m勒，取l6=形30唉N/念mm210估.2唐.3鋒.預應湊力損卵失值老的組計合案先張郵法構咬件：韻砼預廳壓前l(fā)I=l1+l3+l2砼預衣壓后lII=l5疊后張及法構補件：刷砼預盲壓前l(fā)I=l1+l2砼預潮壓后lII=l4+l5+l6總損蒸失：l=li+lII先張么法：l4夏10圓0N件/m址m2后張賤法：l4現(xiàn)80無N/仍mm2*減少梁預應答力損抗失的這措施和：針對膛引起粉不同榜預應淚力損嘩失的返原因麗，尋沿找措上施l1：小奔變形楊夾具脆，減泉少墊迅板，婆增加俗臺座撐長度賓。l2：減睛少摩夫擦，椅兩端架張拉凳。l3：采緊用二象次升省溫養(yǎng)博護：t0遵20喊使砼窗達到填一定飯強度窯，再譽升溫法。l4：超英張拉命，減稠少l4，讓l4先部絹分完葬成。l5：控貸制pc(完喉成第強一批殺損失眨后的巧砼預漁應力立)，'pc0魯.5f仗'cm，f狀'cm不太留小，暗減小亦收縮玩徐變夢的一只些措終施。a.防止杰局壓永傳遞衣段劈認裂(壁抗裂銜)出––壤–疾局部是受壓刷區(qū)的誦截面匹尺寸鋸要求艷。式中習：Fl––頁–局部桃受壓輝面上泊作用砍的局穗部壓晶力設汽計值Fl=立1.碌2co擔nApAln––瀉–局部咬受壓導凈面村積，牛從錨心具邊蠅45鈔°成偉拉墊糞板擴寇散至閱構件昏表面鋪減去彎孔道校，凹本槽部攜分。10奪.3后張編法構反件端適部錨援固區(qū)暮的局嘉部承限壓驗苦算l––柔–砼局涌壓強里度提將高素死數(shù)，謙“貸套盛箍”漁作用Al––編–局壓致面積Ab––信–局壓斑時計領算底敘面積近，按這同心享、對斗稱原典則確膊定b.局部色受壓鏟承載泡力計眾算：為防麥止構勵件端像部的導局壓四破壞培，配駁方格柔網(wǎng)式蘿或螺財旋式過間接韻鋼筋調。式中––屆–體積優(yōu)配筋鵝率10墊.4預應并力針軸心寒受拉豬構件焰各個艇階段襲的應陳力分茅析10嚷.4住.1董軸心爽受拉肌構件楊各階族段應銀力分飄析放松屯預應列力筋雀之前幣：pc=吹0p=co凳m–lIs=鴨0放松護預應天力筋咐之后松：sI=co色n–lI–epc微IsI=co尖npc壩I(壓)先張殿法截面暈平衡嘴條件算：pIAp=pc濕IAp+sIAs(co證m–lI–ppc稼I)Ap=pc紗IAc+sIAs式中錢：A0=Ac+es·As+e·Ap－換算箏截面穩(wěn)面積淋?？鄢龢I(yè)孔道爭，鋼常筋等輸后的層截面主面積羽的砼窩截面知面積嶼。完成蓬第二悄批損旋失之撐后：非預拆應力宋筋：sI犬I=Espc選I(壓)預應宅力筋園：pI土I=co扒n–l–Espc屈I砼的喬有效下預壓適應力邊，用無于抗夕裂性及驗算pc羨I、pc已II可分糠別將Np=(co粒n–2)Ap看作辣外力保除以哀構件輛的核局算截炎面面庫積?？紤]喊非預覽應力宮筋對識預應弊力的拜影響揭：非預余應力魂筋阻菌止徐抹變，沫使砼嘉產生好拉應屠力，滅使pc金II降低拾：sI販I=Espc怖II+l5使用較階段蔑：受盡力過予程的借三個泰特征旗點：NNp0(c=0稼)飄Np,嫩cr(c=ftk)容Nu(fpy)加載言至砼跳應力首為零黑：c=痛0s=l5p=p0=co程n–lNp0=p0Ap–csAs=(co他n–l)Ap–l5As=pc天II·A0式中Np0––逼–消壓上軸力河，抵若消截底面上影混凝寬土有畏效預尺壓應幅力所哈需的薪軸向疑力。加載練至構炎件截融面即釣將開本裂：c=ftks=esftk–l5p=co吼n–l+eftk截面河平衡忍：Np,文cr=ftk·Ac+sAs+pAp式中Np,賴cr––蒼–預應喊力軸神拉構橫件即臨將開呢裂所瞎能承萄受的楊軸向糟力。Np,海cr=模(ftk+pc掉II)A0(預應屋力存澤在可擋以提獨高抗仆裂質植)加載挺至構恥件破很壞：c=句0s=fyp=fpy所以津：Nu=fpy·Ac+fy·As(應力賺的存仰在不過能提稱高正撒截面夢承截歷力)Nu––械–極限謙承截膨力。后張五法預應夕力鋼每筋錨糟固后華：(切完成lI)c=pc填Is=espc偏Ip=co酸n–lI截面濾平衡告：pAp=c·Ac+s·As試中An––沙–構件幼的凈鉆截面炕面積An=A0–eAp=Ac+ec·As完成陷第二沸批損圣失后阻：c=pc落IIs=espc達II+l5(壓)p=co創(chuàng)n–l截面河平衡曠：pAp=cAc+s·As消壓墳(加載扁到混茄凝土肉應力隆為零爭)c=醬0s=espc靜II+l5–espc衫II=l5(壓)p=co脖n–l+epc劃II截面秋平衡債：Np0=pAp–Ass=pc階II·A0構件戴即將璃開裂c=ftks=esftk–l5(拉)p=co乖n–l+epc脖II+eftk截面于平衡娘：Np,毀cr=pAp+Ass+Ac·ftk=盛(pc各II+ftk)A0構件色加載圖達到延極限制承載伏力：c=犯0s=fyp=fpyNu=fpy·Ap+fy·As作業(yè)箏：比右較先龍、后鳳張法區(qū)各階籃段的雅應力掩狀態(tài)挑及公柳式的欠表達冊。（1合）輝使朝用階翠段承尿載力介計算r0NNu=fyAs+fpy·Apr0––第–結構久重要情性系滔數(shù)；N––合–軸力受設計燈值式中擺，主昆要用笛來求Ap和As，一般熟按構肥造設As求Ap。10皂.4運.2坡軸心爪受拉爪構件閘使用窯階段尼的計篇算（2)使用紀階段貸裂縫嗽驗算裂縫零控制據(jù)等級駐分為餡三級殃。嚴格趟要求路不出垮現(xiàn)裂例縫的仙構件州(褲一級附)sc–pc咽0sc––有–涌按荷坑載短圖期效蘋應值澡合求聯(lián)得的渠砼的壘法向昆應力pc––拍–往扣除快全部習預應遮力損藝失后噴的砼數(shù)預壓江應力即：蹄在荷排載短踢期效跑應組壞合下燒，不威出現(xiàn)仿拉應訂力。一般億要求啊不出艇現(xiàn)裂壩縫的勞構件出(二蚊級)短期眉效應魂組合毅：sc–pcctrftk式中ct––爐–窩砼拉思應力倍控制綁系數(shù)尚。例：皮碳素哈鋼絲仇，尾起架ct=豆0.筒3r––禮–雅受拉億區(qū)砼兵塑性翠影響肚系數(shù)編。昨軸拉屑構件滔取1宴.0即：循在荷泄載短莫期效躍應組貌合下長，允螞許出歌現(xiàn)拉章應力忘，但能一定抓有限菌值；胸在荷型載長膠期效訴應組要合下墻，不敞允許扣出現(xiàn)查拉應瓜力。長期圖效應玩組合緣瑞：lc–pc佩0lc––貨–直荷載晨長期類效應聯(lián)組合占下的葛砼法波向應傭力。允許再開裂馳，但露限制始裂縫鬧密度遙(滲三級逐)wma獵xwli播mcr軸拉cr=蒙2.氏7受彎賓、偏廈壓cr=偷2.荒1偏拉cr=搏2.外4（3貿）.存施壇工階唯段驗緒算先張新法：鋤放松宗預應牽力鋼著筋時抄構件認承載伐力驗塊算。后張絲式法：努張拉凱鋼筋牲時構搞件承墻載力齊驗算協(xié)，端獻部錨犯固區(qū)課局壓親驗算順。承載騰力驗淘算：式中責：fck'魂––粘–放松辦(張帽拉)吵預應趙力鋼叮筋時拆砼立迎方體板抗壓蹦強度豬相應蘭的抗刪壓強踩度設扶計值膏，直包線內株插。例：濁C3扇0臘痰75澆％匙2擾2.破5在辨20及.2麗5中猴插cc––混–放松見(張伍拉)脊鋼筋肯時砼乖的預恥應壓拍力10述.5預應荒力混漠凝土真受彎鎮(zhèn)構件晴計算預應閑力構罷件直堡至開執(zhí)裂前勇，基竹本處威于彈資性工尾作狀恰態(tài)。所以賣，由受材力漿分析勉得：若已蠻知N1,N2,A0,I0,ep,懇即可泥求得唯各特別征點搖的應惹力狀恩態(tài)表川達式焦。Np=N1+N2y––腐–以向頑下為槐正，隸向上疏為負1.矩先輝張法攝預應指力受尤彎構匯件各鞋階段淡的應乎力分沉析：吃放松差預應這力筋抄時：式中NpI––循–已出糧現(xiàn)第襲一批銳預應球力損碌失NpI=比(co混n–lI)Ap+吉('co桐n–'lI)A'p在預如應力剪鋼筋遷合力瀉處砼浸受到豈的法咱向壓輝應力她：法向課壓應愈力引置導盧臺砼壓造縮，歉同時牧預應鋤力筋地受壓忘為epc瞇I，所以釋：pI=co驕n–lI–墨epc嘆I(yp)'pI='co效n–'lI–躺e'pc侵I(y'p)世完成肺第二摩批損沿失之綁后：NpI嘴I––吸–完成冶全部永預應偽力損狠失后聚預應棚力鋼填筋的雪合力赤。NpI癥I=菊(co啊n–l)Ap+揪('co對n–'l)A'p同理皺：預刪應力秤鋼筋柿的有尤效預亞應力勿：pe=輝(co劫n–l–epc環(huán)II(yp)'pe=嫂('co噴n–'l–e'pc勺II(y'p)飽加載煤至受宿彎構羊件截蝕面下巨邊緣恭應力妻為零蓄時，女當外讓荷載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