注册结构专业基础预应力混凝土讲义

第四节预应力混凝土一、重点内容1.基本概念(1)预应力混凝土的材料预加应力的方法有先张法、后张法两种。预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C20,采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力的构件,混凝土强度等级不宜低于C40。预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,也可采用热处理钢筋。(2)夹具和锚具一般地,构件制成后能够取下重复使用的称夹具;留在构件上不再取下的称锚具。夹具和锚具主要依靠摩擦、握裹和承压锚固夹住或锚住钢筋。锚具按所锚固的钢筋类型,可分为锚固粗钢筋的锚具、锚固平行钢筋(丝)束的锚具、锚固钢绞线束的锚具等;按锚固和传递预拉力的原理,可分为依靠承压力的锚具、依靠摩擦力的锚具、依靠粘结力的锚具等。(3)张拉控制应力σcon。张拉控制应力σcon是指在张拉预应力钢筋时的最大应力值。预应力钢筋的张拉控制应力值σcon不宜超过表规定的张拉控制应力限值,且不应小于0.4fptk。当符合下列情况之一时,表中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk:1要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋;2要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。张拉控制应力限值表6.1.3怖钢筋种类加张拉方法斯先张法典后张法接消除应力钢丝达、钢绞线脑0询.75f炮ptk蔑0绞.75f刃ptk柏热处理钢筋搜0摆.70f税ptk须0绘.65f咬ptk(4)预应力损失计算脂6.2.1寨预应力钢筋中颤的预应力损失速值可按表露南的规定计算。语扑当计算求得的饼预应力总损失烛值小于下列数广值时煮,刷应按下列数值赤取用砍:猪先张法构件侍l交00兽N/mm俯2益;喝后张法构件煎80N/mm瞎2垃。买预应力损失值陷（绝N/mm栋2怠)去池乐愈清鄙表毁警引起损失的因院素碌符号地先张法构件鞭后张法构件疼张拉端锚具变扑形和钢筋内缩强σ送l橡1姥按本规范第吧有条的规定计算千按本规范第狱6.2.灵2盏条和第议粗条的规定计算似预应力钢筋的员摩擦阿与孔道壁之间应的摩擦多σ亦l2乌—幕按本规范第碰6.2.识4评条的规定计算点在转向装置处蜻的摩擦袄按实际情况确望定促混凝土加热养牢护时棵,糟受张拉的钢筋神与承受拉力的捉设备之间的温字差下σ鹿l3超2保Δ逝t川—软预应力钢筋的争应力松弛怒σ园l4删预应力钢丝、丧钢绞线纹昨普通松弛伸:萝普通松弛：赛0樱．黄4川此处，一次张蚀拉扇Ψ锹=1,课超张央拉卖Ψ搁=0.9浑低松弛费:系当练σ惨con第≤猜0.71f驳ptk井时，币0油.描12猪5谣当毛0.7f蒜ptk锯<歌σ巡con限≤警0宰.阿8射f撤ptk动时疤0.2(乔热处理钢筋浇一次张拉围0.05志σ策con般三钉温超张拉酒0.035松σ涝con给混凝土的收缩颈和徐变嚷σ璃l5客按本规范第亿箭条的规定计算血用螺旋式预应流力钢筋作配筋恋的环形构件赔,四当直径屑d佣≤凯3m砖时庙,浩由于混凝土的煌局部挤压简σ狂l6阵—顿30倘注父:1闹表慢中拆Δ医t夹为混凝土加热绕养护时脸,准受张拉的预应佩力钢筋与承受凡拉力的设备之盯间的温差（暮0逢C拌);横2偿表中超张拉的臣张拉程序为从近应力为零开始记张拉至评1.03括σ京con霉,农或从应力为零枯开始张拉至匙1.05丽σ吉con捡持傻荷扒2min记后硬,头卸载信至抛σ板con持;鸟3旬当卖σ寺c式on巷/贞fptk梳≤横0该.5高时梁,坚预应力钢筋的企应力松弛损失担值可取为零。膜灶预应力直线钢播筋由于锚具变头形和预应力钢专筋内缩引起的育预应力损失告值帮σ具11絮可按下列公式阀计算恰:帖σ诱11精=闭E肚s倒纯旺熔(它俩)弹式奔中坑α乘一一张拉端锚丙具变形和钢筋松内缩值财(用mm),孤可按表途皆采用终;达l虫一一磁-检张拉端至锚固忘端之间的距离惹(视mm)哥。句摩擦系驰数唇故适齿表喘朝孔道成型方式慢κ旧μ朱预埋金属波纹絮管复0.001币5丑0.放2页5协预埋钢管碎0.001求0需0.诊30登橡胶管或钢管颗抽芯成型竿0.0014播0.55蹦注血:1骤表中系数也可左根据实测资料追确定稀;网2距当采用钢丝束娱的钢质锥形锚照具及类似形式超锚具时搜,附尚应考虑锚环粪口处的附加摩程擦损失催,学其值可根据实件测资料确定。载迷混凝土收缩、乒徐变引起受拉腰区和受压区纵滋向预应力钢筋杂的预应力损失篮值叮σ骆1泥5雄、伴σ换’析1浊5熄可按下列方法软确定非:1对一般情况先张法构件交(杆恰-1)碑盼腥(寸6.2.姑5堪-2)后张法构件绣(僚秆-佩3秘)顺行库(任6.2.蒜5坚-改4棕)蹲式中疲、截一一在受拉区茎、受压区预应晒力钢筋合力点真处的混凝土法佩向压应力脱;夺一一施加预应妙力时的混凝土旱立方体抗压强称度宗;箭、旧一一受拉区、确受压区预应力忌钢筋和非预应座力钢筋的配筋严率精:浸对先张法构件抬,纯ρ宪=(A健p朴+A维s防)/A睬0温,辨;恳对后张法构件羡,并ρ铺=(A待p仆十炊A困s耀)/A切n顿,睛;军对于对称配置沫预应力钢筋和高非预应力钢筋片的构件怪,递配筋唯率酬ρ部、遮ρ蜡’格应按钢筋总截嘴面面积的一半胃计算。惰在受拉区、受正压区预应力钢槽筋合力点处的翁混凝土法向压纱应力爱、横也应按本规范免第餐6.1.糊5裕条及第我延条的规定计算柜。此时按,您预应力损失值匠仅考虑混凝土早预压前傅(眨第一批击)但的损失兽,碍其非预应力钢畜筋中的应力谣、陕值应取为零针;主、秤值不得大提犯于寨0突.5矮;榆当比为拉应力门时摔,浩公式茧(愉6.2.牙5-2)朗、你(瓜券4)兆中的嘴应取为零。计令算滩警混凝土法向应倚力受、刻时堤,售可根据构件制鲜作情况考虑自艘重的影响。宣隐当结构处于年拌平均相对湿度说低于遍40%喉的环境下爸,缘、弟值应增加要30%劫。音预应力损失值芳的组合规定。采说定预应力构件在评各阶段的预应葡力损失值宜按胖表席图的规定进行组颜合。炉陈各阶段预应力尊损失值的组合疲喘表秀掏续预应力损失值碌的组合宇先张法构件嘴后张法构件蹦混凝土预压前收(全第一批份)鱼的损失摇σ鱼l1华十稠σ丑12权十颜σ绞13益+蹄σ丑l伍4型σ再11妖十玉σ佣l休2拢混凝土预压后廊(移第二批逃)坑的损失苦σ慢l葬5卧σ邀l盾4粥+螺σ掠15基+毅σ破l渡6顺注滑:殖先张法构件由钱于钢筋应力松酿弛引起的损失密值在第一批和补第二批损失中洪所占的比例么,寒如需区分居,通可模己根据实际情况洽确定。蛙桥(妖5)振预应力钢筋的挤传递长度及锚秩固长度浸预应力钢筋的缘锚固长度喂:la蹦=a津式中融f渠py月为预应力钢筋尤的抗拉强度设联计值。其它符谦号见前面第二快节。浙添预应力钢筋的紫传递长度的计惜算如下。的艺先张法构件预批应力钢筋的预汉应力传递长度尚l芒tr壁应按下列公式隔计算玩:节l味tr旅=忙α退d(婶稍)肢式中：逗一一放张时预初应力钢筋的有洒效预应力窗;d疗一一预应力钢然筋的公称直径哥,傻按本规范附录杆B齐采用哥;晃α尿一一预应力钢谜筋的外形系数仍,什按本规范表甘播采用个;吨一一与放张时侵混凝土立方体医抗压强度壤相应的轴心抗在拉强度标准值扎,伸按后康本规范表锐售以线性内插法美确定。台当采用骤然放协松预应力钢筋骗的施工工艺时释,l为tr热的起点应从距尺构件末蜜端傍0挥.25l陷tr械处开始计算。2.轴拉构件并轴拉构件计算燃包括使用阶段事的承载力计算吊、抗裂度验算颗、裂缝宽度验拜算欧;咳施工阶段张拉逮(厕或放松驻)剑预应力偿钢筋时构件的兽承载力计算、练后张法构件端弓部锚固区局部潜受压验算。唤对(烟1)辅使用阶段的承蚊载力计算侮计算公式见本松章第二节中受院拉构件公式。围(刘2)霞正截面抗裂度务及裂缝宽度验吧算筛《规范》将预务应力混凝土构编件分为三个裂稍缝控制等级候,判具体见本章第边三节中表公望葱内容。液8.1.衡1外钢筋混凝土和告预应力混凝土亲构件倘,矩应根据本规范膏第理学条的规定钟,皆按所组困处环境类别和疾结构类别确定布相应的裂缝控豆制等级及最大嘉裂缝宽度限值乡,抬并按下列规闪安定进行受拉边漏缘应力或正截仇面裂缝宽度验迁算暂:洒1逆脊一级一一严格侨要求不出现裂译缝的构件摧在荷载效应的殖标准组合下应央符合下列规定压:透(布重-1)旦2蜘二级一一一般剂要求不出现裂团缝的构件此在荷载效应的杂标准组合下应骡符合下列规定灭:烤(值矩-2)特在荷载效应的遭准永久组合下西宜符合下列规纪定践:慧(滚8.1.岔1迅-3)题3铺三级一一允许指出现裂缝的构僵件喂按荷载效应的性标准组合并考嘴虑长期作用影亲响计算的最大栏裂缝宽度姥,熊应符合下列悬受规定贪:纸Wmax挣≤恼Wlim(匪8.1.济1洞-4)女式唇中猾σ浸ck币、爸σ眠c沫q念一一荷载效应娱的标准组合、句准永久组合下巨抗裂验算边缘逗的混凝土法向克应力还;萍σ梯pc慰一一扣除全部逐预应力损失后堂在抗裂验算边浩缘混凝土的预臣压应力殊,站按本轿昨规范公式走(育拥-1)寒或公式象(捷6.1.利5-4)滋计算僚;罩f碑t归k象一一混凝土轴妙心抗拉强度标以准值扁,芽按本规范表巩宅采用共;湿Wmax喂按荷载效应的酿标准组合并考药虑长期作用影火响计算的最大格裂缝宽度把,困按本规范第救厉条计算密;Wlim谣最大裂缝宽度党限值凳,曾按本规范第吸间条采用。所度注可:筑对受弯和大偏挑心受压的预应垮力混凝土构件博,秀其预拉区在施市工阶段出现裂启缝的区段抓,似公式勉(俊竭-1)逢至公式则(淹览3)急中迷的奶σ寸pc焦应乘以系数演0.9终。仗轴心受拉构件旬,恼抗裂验算边缘膛混凝土的法向置应力拍:魄式中料A粮0很为构件换算截尘面面积。旺当计算最大裂绩缝宽度垂Wmax队时着,那其计算公式与邪第三节混凝土扣最大裂缝公式菊相同摇,哑只拣是射σ创sk的应按如下计算双:垦式中烘N辉p0钞为混凝土法向深应力等于零时场,赢全部纵向预应变力和非预应力互钢筋的合力。容参(看3)双轴心受拉构件盐施工阶段的验敲算征张拉槽(吉或放松翅)颜预应力钢筋时草,浆混凝土预压应裹力酷σ迁cc否应符合下列条概件铃:性σ朵cc殿≤迈0共.8崖式中逢f'脏c灿k窃为张拉插(默或放松彼)腹预应力钢筋时表混凝土立方体喉抗压强度悄f'泉CU眨相应的混凝土骂轴心抗压强度竟标准值。裙构件端部锚固坏区的局部承压释验算见本章第跳二节中局部受根压构件。遇式中与W放0姓为混凝土换算真截面受拉边缘太的弹性抵抗矩刷。椅需注意的是姿:喊在计何算石σ腿pc故时纽,捎轴拉构件与受黎弯构件是完全史不同的表达式近,觉后者有偏心弯冤矩担;牲对施工阶段预附拉区出现裂缝届的区段掩,家受弯构件孩的太σ富pc玻应乘以驰0.9让系数。蝶川计算幸Wmax休时颈,畜σ胞sk袜按下式计算必:密式中徒M陈2亚为后张法预应棉力混凝土超静共定结构构件中轻的次弯矩。移傲(例3)肤受弯构件斜截谊面受剪承载力虽验算饺有关内容与计令算公式见本章与第二节混凝土溜受弯构件内容牧。睬县(扬4)挎受弯构件斜截虾面抗裂度验算撤止预应力混凝土巧受弯构件应分怒别对截面上的亡混凝土主拉应索力和主压应力蜓进行验算绘:旷1抽混凝土主拉应资力榴1)梳一级一一严格汤要求不出现裂庆缝的构件效,娇应符合下列规访定愧:翅σ卖tp仇≤忘0血.85f去tk骤叨政屠哥(爽8.1.毙5允-1)拼2)据二级一一一般扔要求不出现裂完缝的构件宣,鞠应符合下列规顽定扭:坡σ遭tp钓≤垄0名.95f日tk起六(淘船-2)未2姜混凝土主压应椅力东对严格要求和临一般要求不出捆现裂缝的构件焰,拒均应符合下列想规定烦:煤σ症cp浪≤糟0燕.6f串ck誉亩(昂8.1.椅5摩-3)储式作中踏σ男tp常、瓶σ境cp沾一一混凝土的汗主拉应力、主洽压应力瞒,愚按本规范第透芳条确定。颂股此时察,骂应选择跨度内秤不利位置的截晓面偿,患对该截面的换裁算截面重心处眼和截面宽度剧换烈改变处进行姜验算。级(逼5)课施工阶段抗裂散度验算跃倦预应力混凝土疮结构构件的施婶工阶段蚕,腐除应进行承载存能力极限状态倚验算外区,齐对预拉区不允膜许出现裂缝的稠构件或预压时灶全截面受压的享构件悉,叼在预加力、自女重及施炒染工荷载位(细必要时应考虑怠动力系数后)粉作用下继,璃其截面边缘的联混凝土法向应带力尚应符合识迁下列规定练(冷图崇易):叛潮(蹦泛-3)喝龙(施汉-4)仇险(示8.2.乎3晶-5)劝桂隐霜(法8.2.扮3产-6)童(石程-7)谣式中规I理0芒一一换算截面别惯性矩虏;缘一一受拉翼缘袄截面面积与腹芒板有效截面面需积的比值码;缸b较f涛、耕h聚f蛾一一受拉区翼匪缘的宽度、高免度当;慨κ撞c水r农—巾—漫预应力混凝土各受弯构件正截茫面的开裂弯矩蝶M隐c谢r雕与弯矩条Mk债的比值自,扯当煌κ结c漆r于>1.0恶时首,榜取毒κ蹈c爹r赖=1.雅0;郑σ时pc至一一扣除全部航预应力损失后钩,午由预加力在抗桃裂验算边缘产攻生的混凝土预泽压叉粥应力训;礼一一混凝土构馒件的截面抵抗霉矩塑性影响系蹈数安,磁按本规范第绸规条确定停(歉矩形截面为罢1.55)醋。劈注闹:最对预压时预拉候区出现裂缝的鼻构件借,Bs见应降低病10%酱。捷第二步吃:酷计算受弯构件乔刚度哑B著0写按荷载效应标连准组合并考虑井预加力梁,乱长期作用影响萌的刚度的计算凉公式与轴拉构明件中的刚度公晕式相同惰,烧但芝θ芒=2.0脏。疤第三步即:撇计算挠度待f傻ll寒。络计算方法与轴肃拉构件中的挠诵度计算方法相恭同。细反拱裤f轰21上的计算规定。矩部预应力混凝土盏受弯构件在使啦用阶段的预加电力反拱值兰,翁可用结构力学倘方法按呀燕刚度幅E臣c启I姻0党进行计算衣,呢并应考虑预压轰应力长期作用嚼的影响济,动将计算求得的处预加力反拱踩鲁值乘以增大系燃数迟2.0;狂在计算中慨,删预应力钢筋的琴应力应扣除全怀部预应力损失翁。霜注次:1筐对重要的或特诵殊的预应力混玉凝土受弯构件蓬的长期反拱值锄,懂可根据专门的闯试验分析确冒秒定或采用合理郑的收缩、徐变广计算方法经分管析确定婶;垦2掌对恒载较小的泊构件金,以应考虑反拱过妈大对使用的不真利影响。4.构造要求默叮先张法预应力江钢筋之间的净舱间距应根据浇坛筑混凝土、施票加预应力及钢更筋锚固汗粉等要求确定。锤预应力钢筋之帝间的净间距不旅应小于其公称项直径或等效直经径的隶1.5着倍免,钩且应符合下列根规定宗:晚对热处理钢筋雹及钢丝撑,藏不应小于特15mm咏;缺对三股钢绞线玩,每不应迎均小于企20mm坛;流对七股钢绞线迹,押不应小于蛮25mm改。惩买对先张法预应求力混凝土构件锅,桃预应力钢筋端哥部周围的混凝蛛土应采取下列醒加强措施惩:据1滨对单根配置的硬预应力钢筋拴,傻其端部宜设置意长度不小于酬150mm跌且不少于霜4帆圈誓且的螺旋筋可;胳当有可靠经验述时烘,栽亦可利用支座贡垫板上的插筋史代替螺旋筋满,生但插筋数量匹办不应少于寿4翻根通,许其长度不宜小乱于监120mm货;沫2啊对分散布置的触多根预应力钢关筋冬,较在构件端部刚10d牲（时d狡为预应力钢筋胡的公称直径途)舞范围内应设置谷3~5俯片与预应力钢杠筋垂直的钢筋忙网腐;词3狐对采用预应力蛛钢丝配筋的薄狐板谊,究在板端迁100mm鹿范围内应适当踢加密横向员则钢筋。详慌对槽形板类构给件争,银应在构件端部盒100mm尾范围内沿构件柴板面设置附加填横向钢唯迁筋矿,优其数量不应少询于屋2雁根。可对预制胁形板营,船宜设置加强其乒整体性和横向更刚度的横肋。地端横肋的受力遣钢筋应弯入纵樱肋内。当采用寨先张长线法生切产有端横肋的收预应力混凝土毫肋形板时消,席应在设计气闷和制作上采取才防止放张预应域力时端横胁产聋生裂缝的有效兔措施。魔各辜在预应力混凝浑土屋面梁、吊始车梁等构件靠头近支座的斜向山主拉应力较大升部位映,慧宜将一部分预别应力钢筋弯起翻。巡逮对预应力钢筋轨在构件端部全上部弯起的受弯到构件或直线配当筋的先张法构愉件刃,虹当晒屈构件端部与下料部支承结构焊聚接时绣,墨应考虑混凝土敌收缩、徐变及盆温度变化所产棚生的不独须利影响评,崭宜在构件端部饥可能产生裂缝于的部位设置足剧够的非预应力睬纵向构造钢筋担。移9.6.7元后张法预应力震钢筋所用锚具对的形式和质量麦应符合国家现精行有关标准的言规定。艘抢榆后张法预应力姜钢丝束、钢绞扎线束的预留孔路道应符合下列疗规定功:槐1袖对预制构件阀,名孔道之间的水板平净间距不宜绳小于巴50mm尊;域孔道至构件边岸缘的净共景间距不宜小于蹈30mm凉,骨且不宜小于孔泛道直径的一半问;我2蔑在框架梁中愧,注预留孔道在竖喜直方向的净间保距不应小于孔姿道外径书,篇水平方向的俯伟净间距不应小瞒于哲1.5诵倍孔道外径垂;粥从孔壁算起的德混凝土保护层旗厚度悦