结构设计原理 cha13

1、二 、 正 常 使 用 （ 营 运 ） 阶 段 荷 载 ： 偏 心 预 加 力)(IIsIskyyIIAN、 使 用 荷 载pggMMM,21 受 力 特 点 ： 预 加 力 最 小 ； 使 用 荷 载 最 大 ； 砼 上 下 缘 拉压 应 力 均 较 大 ；pc也 较 大 消 压 弯 矩 M0 恰 好 抵 消 边 缘 砼 预 加 应 力 pc的 弯 矩 0WM00pc 则 0pc0WM （ 13-1） 其 中 ： 0ypplypppcWeNANyIeNAN 消 压 弯 矩 仅 与 预 加 力 的 大 小 和 作 用 位 置 有 关 当thlf时预应力砼受弯构件开裂 即 t0crhyhlfWM

2、 则：c ,cr00t0pc0tpccrMMWfWW)f(M Mgf同截面钢筋砼受弯构件的开裂弯矩 预应力受弯构件的开裂弯矩比同截面、同材料的钢筋砼受弯构件大一个消压弯矩M0，抗裂性大为提高。 消压状态出现后，预应力砼受弯构件的受力情况就与钢筋砼受弯构件完全一样。 在计算各阶段力筋的预应力时，应扣除该阶段以前所发生的预应力损失： siky （13-4） y计算阶段力筋中的实际预应力（有效预应力） k张拉控制应力 si各分项预应力损失 估计过大，构件处于高应力状态 估计过小，构件抗裂性不足 先确定K 再准确估算si 计算y Aycon力筋截面积力筋锚固前的总拉力张拉控制应力 对于锥形锚具等具有锚

3、口摩阻力的锚具，k为扣除锚圈口摩损失后的锚下拉应力值。 从力筋的利用率来说，k愈高越好 A y不变时： 建立的预压力愈大， 抗裂性愈好 同等抗裂时：可减少力筋面积 k过高的结果易个别断丝（强度的变异性与下料误差） 松弛具有非线性增长规律 开裂承载力与极限承载力较接近，呈脆性破坏特征 （安全储备小） 砼桥规规定： 对于钢丝、钢胶线 对于冷柱粗钢筋 但采用超张拉和受压区的力筋，控制张拉应力可提高5%， pkonf75.0pkonf9.0超张拉大致程序为： conmin2conconcon05. 1)15. 01 . 0 (0初应力 对于不同力筋类型， 不同施工方法超张拉有一定的差异，具体可参照桥涵

4、施工技术规范 。 对夹片式等具有自锚性能的锚具不便采用超张拉。 （二）锚具变形等引起的预应力损失l2 在张拉结束开始锚固时： 锚具本身将因受到巨大压力而变形 锚下垫板缝隙也将被压密而变形 （使用摩阻型锚具的）力筋的回缩 拼装构件的接缝被压密而引起的变形 以上原因，均会使力筋长度缩短 p2lELLD DL 各种因素引起的变形累加，根据试验确定。无可靠资料时，可根据桥规取值。 此公式只能近似适用于直线管道的情况，对曲线管道需考虑反向摩阻力的影响。 减小?l2的方法。 采用超张拉 选用变形小的锚具 先张构件采用长线法 (四)混凝土弹性压缩引起的预应力损失4l 1对先张构件 放松力筋时，力筋的回缩变形

5、与相邻砼的变形相等： pcEppplE4 h2力筋重心处，由 Nyo所产生的砼预压应力 02000IeNANppppc Ny0预加力阶段的有效预加力（不扣除S4） 2对后张构件 对同时张拉的后张构件，不产生砼弹性压缩损失。 对分批张拉的后张构件，后张拉的对已锚固的力筋会产生弹性压缩损失，若各批张拉力相等，对力筋重心处砼产生的压应力为Dh，则 第一批张拉锚固力筋的损失：pcEplmD）（114 第二批张拉锚固力筋的损失：pcEpl)m(D224 第 i 批张拉锚固力筋的损失：pcEpil) im(D4 第 m 批张拉锚固力筋的损失： 为简化计算，可取 m 批预应力损失的平均值作为后张构件的S4：

6、 mmSiSSSS4424144 pcEpmipcEpm)im(mDD121 令hhmD1全部预加力在力筋重心处砼预压应力 pcEplmm214 （五） 钢筋松弛 （徐舒） 引起的应力损失5l 松弛 ：应变不变时，应力随时间降低的现象 钢筋松弛的特性： 钢筋初应力越高，其应力松弛愈甚 松弛量与钢筋品质有关 松弛与时间有关 起张拉可大幅度降低松弛 松弛与温度有关 桥规中松弛的计算方式 对冷拉粗钢筋 一次张拉 kS05.05 超 张 拉 kS035.05 对钢丝、钢胶线（普通松弛级） 一次张拉 kS07.05 超 张 拉 kS045.05 对低松弛钢丝、 钢绞线可参照国标 砼结构设计规范GB500

7、10-2002。 kS035.05 减小措施：采用低松弛力筋；超张拉或增加持荷时间 (六)混凝土收缩和徐变引起的应力损失6l psoocspoopcEpl),t (E),t (.rrttj151906 pc 先张构件放松力筋时，或后张构件力筋锚固时，在计算截面上全部受力钢筋重心处由预加力（扣除相应阶段的应力损失），产生的砼法向应力，应根据张拉受力情况考虑构件自重恒截的影响。 r配筋率 0A/ )AA(psr psr221i/epspsr eps全部受力筋重心至构件截面重心轴的距离，按下式计算： psppsspsAAeAeAe ),(tjoot加载龄期为t时砼徐变系数终值，可按砼桥规已附录四计算

8、 ),(toot自砼龄期为t开始计算的收缩应变终值。 三、力筋的有效预应力计算 有效预应力值随不同受力阶段而变， 将预应力损失按各受力阶段进行组合，可计算出不同阶段的有效预应力。 1预应力损失组合 预应力损失值的组合表 表 13-1 先张法 后张法 预加力阶段（I） 543221llllIl 421lllIl 使用阶段（II） 6521llIIl 65llIIl 2力筋的有效预应力： 预加力阶段IlconpI， 使用阶段)(IIlIlconpII。 （ 1） 对 先 张 构 件 采 用 换 算 截 面 参 数 计 算 ， 不 扣 除S4 001000000yIMyIeNANgppppt xgxppppcyIMyIeNAN00100000 )(AANlIlconpp40000 (2 )对后张构件孔道压浆之前的荷载效应按净截面参数计算孔道压浆之前的荷载效应按净截面参数计算孔道压浆之后的荷载效应按换算截面数计算孔道压浆之后的荷载效应按换算截面数计算Np-有效预加力，对曲线配筋构件：nngnnpnpnppcyIMyIeNAN1nngnnpnpnpptyIMyIeNAN1)cosAA(NppbppeIlconpe2.运输、吊装阶段的正应力计算这一阶段所承受的外载大致同预加力阶段，应注意：梁体自重应考虑动力系数1.2自重弯矩根据构件运输、安装过程中的图式计算；