第四章 轴心受拉构件和受弯构件分析

13.1轴心受拉构件第四章预应力混凝土构件受力性能分析本章要点1轴心受拉构件从施加预应力开始到构件破坏，对应各阶段的混凝土和钢筋的应力状态分析；2受弯构件从施加预应力开始到构件使用阶段，相应的混凝土和钢筋的应力状态分析。13.1轴心受拉构件第一节轴心受拉构件受力性能分析一、施工阶段1、先张法构件Pre-tension放张前放张后完成第二批损失平衡条件13.1轴心受拉构件第一节轴心受拉构件受力性能分析一、施工阶段1、先张法构件Pre-tension放张前放张后完成第二批损失平衡条件13.1轴心受拉构件式中sl、spc、sp和Np0为概括符号，即按不同的阶段代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋合力取值即可。13.1轴心受拉构件后张法构件相应各阶段的具体表达式（1）完成第一批损失后（2）完成第二批损失后预应力钢筋应力混凝土预压应力混凝土预压应力预应力钢筋应力13.1轴心受拉构件先张法后张法◆有无弹性压缩损失sle是先张法与后张法计算公式的差异所在◆假定两张拉方法的scon和sl

相同，则Np0和Np的数值相等，但先张法构件有弹性压缩损失，而后张法构件无弹性压缩损失，故得到的spc不等，先张法小于后张法。◆预应力筋中应力也不相等，先张法的预应力筋应力除需扣除sl外，还要扣除弹性压缩损失，而后张法构件则仅需扣除sl。13.1轴心受拉构件二、使用阶段◆虽然先张法和后张法在施工阶段的应力计算有所差别，但混凝土中建立起预压应力spc后开始施加外荷载，两者的受力过程是相同的。◆由于混凝土预先受到预压应力spc，因此轴向拉力N产生的拉应力sc，需先抵消spc，才能使混凝土进入受拉。◆故在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学用换算截面方法确定的截面拉应力，即预应力筋的应力增量先后13.1轴心受拉构件1、消压状态当

时消压轴力先后消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念，它相当于非预应力构件的起始状态。从消压状态开始，以后荷载增量（N-N0）产生的应力增量与非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。先张法后张法13.1轴心受拉构件2、开裂轴力：当时3、开裂后：N>Ncr，在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢筋应力。将该应力增量代替裂缝宽度计算公式中的钢筋应力sss后，即可计算预应力构件的裂缝宽度。13.1轴心受拉构件4、极限轴力：

当预应力筋的应力达到起抗拉强度时，达到极限轴力13.1轴心受拉构件13.1轴心受拉构件先张法构件轴心受拉构件预应力钢筋应力和混凝土应力的发展全过程13.1轴心受拉构件后张法构件构件轴心受拉构件预应力钢筋应力和混凝土应力的发展全过程13.2受弯构件第二节受弯构件受力性能分析一、施工阶段1、先张法构件13.2受弯构件第二节受弯构件受力性能分析一、施工阶段1、先张法构件13.2受弯构件13.2受弯构件2、后张法构件13.2受弯构件二、使用阶段◆无论是先张法还是后张法，施加外弯矩M后，预应力筋与混凝土是共同变形的。◆因此在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学按换算截面惯性矩I0来确定由弯矩产生的截面应力，即拉为正13.2受弯构件1、消压弯矩M0

当外弯矩M产生的截面受拉边缘的拉应力sc恰好抵消混凝土的预压应力spc时，这时的弯矩称为消压弯矩M0，W0b为换算截面对受拉边缘的弹性抵抗矩梁底边应力13.2受弯构件2、开裂弯矩Mcr对预应力受弯构件，开裂弯矩有以下两种考虑（1）按弹性材料计算不考虑受拉区混凝土的塑性，即构件截面上混凝土应力按直线分布，如图所示则加荷至受拉边缘混凝土应力等于解得13.2受弯构件（2）考虑受拉区混凝土的塑性取受拉区混凝土英里图形为梯形，受拉混凝土极限拉应变为按平截面应变假定，可以确定混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数基本值则混凝土构件的截面抵抗矩塑性系数为13.2受弯构件13.2受弯构件3、假想全截面消压状态◆预应力混凝土构件的全截面消压状态，相当于钢筋混凝土构件的起始受力状态，在计算概念上很重要，且对分析使用阶段和极限弯矩的截面应力有很大帮助。◆因为在施加弯矩M的过程中，预应力混凝土受弯构件不会出现如同轴心受拉构件的全截面消压状态。故将产生全截面消压状态的受力情况称为假想全截面消压状态。13.2受弯构件3、假想全截面消压状态◆预应力混凝土构件的全截面消压状态，相当于钢筋混凝土构件的起始受力状态，在计算概念上很重要，且对分析使用阶段和极限弯矩的截面应力有很大帮助。◆因为在施加弯矩M的过程中，预应力混