1、12.6預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件受力性能分析 一、施工階段 P.267 1、先張法構(gòu)件 Pre-tension,平衡條件,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,平衡條件,平衡條件,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,式中sl、spc、sp 和Np0為概括符號(hào)，即按不同的階段代表相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失、混凝土、預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力筋合力取值即可。,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,2、后張法構(gòu)件Post-tension P.

2、268,如所有鋼筋同時(shí)張拉，則后張法構(gòu)件無彈性壓縮應(yīng)力損失，即sle =0 (而先張法中sle=Epc)。因此扣除預(yù)應(yīng)力損失后預(yù)應(yīng)力筋承受的拉力直接與混凝土承受的壓力平衡，故由平衡條件，采用概括符號(hào)可得混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,平衡條件,平衡條件,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,先張法,后張法, 有無彈性壓縮損失sle是先張法與后張法計(jì)算公式的差異所在 假定兩種張拉方法的scon和sl 相同，但先張法構(gòu)件有彈性壓縮損失，而后張法構(gòu)件無彈性壓縮損失，故得到的spc不等，先張法小于后張法。 預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力也不

3、相等，先張法的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力除需扣除sl外，還要扣除彈性壓縮損失，而后張法構(gòu)件則僅需扣除sl P.269,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,二、使用階段 P.269,雖然先張法和后張法在施工階段的應(yīng)力計(jì)算有所差別，但混凝土中建立起預(yù)壓應(yīng)力spc后開始施加外荷載，兩者的受力過程是相同的。 由于混凝土預(yù)先受到預(yù)壓應(yīng)力spc，因此軸向拉力N產(chǎn)生的混凝土拉應(yīng)力sc，需先抵消spc，才能使混凝土進(jìn)入受拉。 故在達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)tk之前，可按彈性材料力學(xué)用換算截面方法確定的截面拉應(yīng)力，即,預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力增量,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,二

4、、使用階段,預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力增量,混凝土中的實(shí)際應(yīng)力：,預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力：,先,后,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,1、消壓狀態(tài),當(dāng) 時(shí),消壓軸力,先張法,后張法,消壓狀態(tài)是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算中的一個(gè)重要概念，它相當(dāng)于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的起始狀態(tài)。 從消壓狀態(tài)開始，以后荷載增量（N- N0）產(chǎn)生的應(yīng)力增量與非預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從零開始加荷產(chǎn)生的應(yīng)力類似。,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,2、開裂軸力：,當(dāng) 時(shí),先張法,后張法,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,3、開裂后：NNcr，在裂縫截面軸力全部由預(yù)應(yīng)力筋

5、承擔(dān)，即,相當(dāng)于鋼筋混凝土構(gòu)件直接加載產(chǎn)生的鋼筋應(yīng)力。將該應(yīng)力增量代替裂縫寬度計(jì)算公式中的鋼筋應(yīng)力ssk后，即可計(jì)算預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的裂縫寬度。,4、極限軸力： 當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力達(dá)到起抗拉強(qiáng)度時(shí)，極限軸力：,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,c,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,（1）使用階段N0、Ncr、Nu的計(jì)算公式，無論是先張法還是后張法，形式相同，但公式中的pc的計(jì)算不同； （2）預(yù)應(yīng)力筋從張拉到構(gòu)件破壞，始終處于高拉應(yīng)力狀態(tài)，而混凝土在軸向拉力達(dá)到N0前始終處于受壓狀態(tài)，發(fā)揮了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)； （3）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫比鋼筋

6、混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫要遲得多，抗裂性能好，但延性較差； （4）當(dāng)材料和截面尺寸相同時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土軸向受拉構(gòu)件與鋼筋混凝土受拉構(gòu)件承載力相同。 P.271,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受力性能分析,12.6 軸心受拉構(gòu)件,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.8 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫控制等級(jí),軸向受拉構(gòu)件使用階段設(shè)計(jì) 一、抗裂驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算 P.272 規(guī)范根據(jù)環(huán)境條件，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件正截面的裂縫控制分為三個(gè)等級(jí)。,1、一級(jí)：全預(yù)應(yīng)力混凝土 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。 sc-sp

7、c0 2、二級(jí)：有限預(yù)應(yīng)力混凝土 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk，而按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.8 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫控制等級(jí),一級(jí)：全預(yù)應(yīng)力混凝土 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。 sck-spc0 二級(jí)：有限預(yù)應(yīng)力混凝土 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk，而按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。,sck-spc0；scq-

8、spc ftk 三級(jí)：部分預(yù)應(yīng)力混凝土 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度應(yīng)滿足規(guī)定的限值。,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.8 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫控制等級(jí),P.273,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.8 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫控制等級(jí),第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.8 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類及裂縫控制等級(jí),軸向受拉構(gòu)件使用階段設(shè)計(jì) 二、使用階段承載力計(jì)算 P.272,三、施工階段驗(yàn)算 P.274 1、張拉或放松預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，混凝土不被壓碎。,fck張拉或放松預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)

9、件的設(shè)計(jì),11.13 施工階段驗(yàn)算, 后張法構(gòu)件張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)，錨具下有較大的局部壓應(yīng)力，要經(jīng)過一段距離才能擴(kuò)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(yīng)力外sx外，還存在橫向應(yīng)力sy和sz，處于三向應(yīng)力狀態(tài)。 在錨具墊板附近，橫向應(yīng)力sy和sz為壓應(yīng)力，而距構(gòu)件端部一定距離后，橫向應(yīng)力sy和sz為則拉應(yīng)力。 當(dāng)拉應(yīng)力超過ft時(shí)，將出現(xiàn)縱向裂縫，導(dǎo)致局部受壓破壞。,2、局部承壓驗(yàn)算 P.261,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.13 施工階段驗(yàn)算,為提高局部抗壓承載力，需在局部受壓區(qū)內(nèi)配置橫向鋼筋網(wǎng)或螺旋鋼筋等間接鋼筋。 但當(dāng)局部壓應(yīng)力過大，間接鋼筋配置過多時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過大的局部下

10、陷變形，使預(yù)應(yīng)力失效。規(guī)范規(guī)定局部受壓面積應(yīng)滿足,Al ：為混凝土局部受壓面積；可按沿錨具邊緣在墊板中以 45角擴(kuò)散后傳到混凝土的受壓面積計(jì)算。 Ab ：為局部受壓的底面積，可根據(jù)局部受壓面積與計(jì)算底面積同心、對(duì)稱的原則按圖取值。 為避免出現(xiàn)孔道愈大，b l值愈高的不合理現(xiàn)象，在計(jì)算b l時(shí)，Al和Ab均不扣除孔道面積。 Aln：扣除孔道面積的混凝土局部受壓凈面積， An - 孔道凈面積。,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.13 施工階段驗(yàn)算,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.13 施工階段驗(yàn)算,局部受壓承載力計(jì)算,當(dāng)采用方格網(wǎng)時(shí)，,當(dāng)采用螺旋配筋時(shí)，,P.263,第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.13 施工階段驗(yàn)算,圖10-20(a),第十二章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì),11.13 施工階段驗(yàn)算,預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)： 1、使