水工钢筋混凝土之预应力混凝土结构

第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

第10章

预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的作用1、提高抗裂度或减小裂缝宽度普通钢筋混凝土缺点是抗裂性能差，εtu=0.1～0.15×10-3左右，配筋适中的钢筋混凝土总会出现裂缝。对一般结构，只要裂缝宽度＜0.2～

0.3mm，不影响结构使用和耐久性。若构件需严格限制裂缝宽度或不允许出现裂缝，则普通钢筋混凝土结构不能满足要求。

预应力钢筋混凝土能使混凝土不开裂或减小裂缝宽度。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

2、利用高强钢筋，节约钢材

在普通钢筋混凝土构件中，裂缝宽度＜0.2～0.3mm；钢筋应力控制在150～

200N/mm2，高强度钢筋无法使用。在预应力钢筋混凝土构件中，能使用高强钢筋，从而节约钢材。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

二、预应力混凝土的概念

预应力混凝土是在外荷载作用之前，先对混凝土预加压力，以抵消外荷载所引起的部分或全部拉应力。

第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

三、预应力混凝土的优点预应力混凝土是解决普通钢筋混凝土抗裂性差和高强钢筋无法充分利用的好方法。比普通钢筋混凝土节省钢材30％～50％。采用高强材料，截面减小、自重减轻，能建大跨结构。混凝土不开裂，提高构件刚度，有反拱，可减少总挠度。根本解决裂缝问题，对水工建筑物意义重大。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

四、预应力混凝土的缺点

预应力混凝土施工工序多，锚具和张拉设备及预应力钢筋等材料贵。完全采用预应力钢筋构件，预应力过大使开裂荷载与破坏荷载接近，破坏前无明显预兆。某些结构如大跨桥梁产生过大反拱，影响正常使用。

三峡升船机结构C1航槽底板航槽边墙“高跟鞋”高差44m第1闸段第2闸段第3闸段第4闸段C3C4C5C2举例1：预应力上闸首10.1预应力混凝土的基本概念

第十章预应力混凝土结构举例1：预应力上闸首剖面第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

举例2：预应力闸墩第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

五、预应力混凝土分类1、根据截面应力状态分为：全预应力混凝土：荷载效应短期组合下，截面不出现拉应力；有限预应力混凝土：

荷载效应短期组合下，截面拉应力不超过混凝土规定的抗拉强度；荷载效应长期组合下，不出现拉应力；部分预应力混凝土：

允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许的限值；钢筋混凝土：预压应力为零时的混凝土。

第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

2、根据预应力度δ可分为：预应力度：控制截面上消压内力和使用荷载下的内力之比。

δ

=消压内力/使用荷载下的内力

δ≥1：全预应力混凝土0<δ

：部分预应力混凝土（包括有限预应力混凝土）0=δ

：钢筋混凝土

第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

3、根据裂缝控制等级分为：

在我国，预应力混凝土是根据裂缝控制等级来分类设计的，规范规定预应力混凝土设计时，应根据环境类别选用不同的裂缝控制等级。一级：严格要求不出现裂缝的构件，要求构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力，σck≤0；二级：

一般要求不出现裂缝的构件，要求构件受拉边缘混凝土的拉应力不超过混凝土轴心抗拉强度

，σck

≤αctftk。三级：

允许出现裂缝的构件，要求裂缝宽度不超过限值，wmax

≤wlim第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

4、按预应力钢筋与混凝土的粘结状况，可分为：

有粘结预应力混凝土

：预应力钢筋与周围的混凝土有可靠的粘结强度，使得预应力钢筋与混凝土在荷载作用下有相同的变形。先张法和后张灌浆的预应力混凝土都是有粘结预应力混凝土。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

无粘结预应力混凝土预应力钢筋与周围的混凝土没有任何粘结。施工非常方便；破坏时钢筋拉应力仅为有粘结预应力钢筋的70%～90%。已广泛应用于高层建筑的楼板，但在水利工程中应用不多，如需采用必须经过论证。因为，无粘结预应力混凝土的预应力钢筋与周围混凝土没有粘结，只要有一处预应力钢筋出现断裂，预应力就完全失效。

第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念

六、预应力混凝土设计预应力混凝土与普通钢筋混凝土结构一样，需进行使用阶段的计算外，还需验算施工阶段（制作、运输、安装）混凝土强度和抗裂性能。

使用阶段承载力计算；抗裂、裂缝宽度验算；挠度验算。

施工阶段混凝土强度验算；抗裂验算。

10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料10.2.1施加预应力的方法1、先张法张拉钢筋在浇灌混凝土之前

在专门的台座上张拉第十章预应力混凝土结构10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料第十章预应力混凝土结构10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料2－预应力钢筋；3－固定端夹具；5－张拉端夹具；4－千斤顶张拉钢筋示意；

7－放张后预应力混凝土构件

待混凝土养护到一定强度(≮混凝土强度等级75％)，再从台座上切断钢筋。先张法预应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递。第十章预应力混凝土结构适宜于预制厂制造大批量构件，用长线台座（50～200m）一次生产几个或十几个构件。施工工序简单，常用直线配筋，用于中小型构件。用细钢丝、冷轧带肋钢筋或冷拉钢筋作为预应力钢筋。10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构2、三后张三法张拉三钢筋三在浇三灌混三凝土三之后三。预应三力靠三构件三两端三锚具三传给三混凝三土。不需三要专三门台三座，三现场三制作三，用三于大三型构三件。10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构增加三了留三孔、三灌浆三等工三序，三施工三复杂三。用成三束的三高强三钢丝三、钢三绞线三、冷三拉II三I、IV级及三热处三理钢三筋作三为预三应力三钢筋三。张拉三钢筋三可用三机械三张拉三、电三热法三及自三张法三。2－三预留三孔道三；3三－灌三浆孔三（通三气孔三）；三4－三预应三力钢三筋；5－三固定三端锚三具；三6－三千斤三顶张三拉钢三筋；三7－三张拉三端锚三具；8－三压力三灌浆三（水三泥浆三）10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三.2三预三应力三混凝三土的三材料1、三对预三应力三钢筋三要求三：强度三高张拉三应力三出现三应力三损失三，如三强度三不高三，张三拉建三立的三应力三会损三失殆三尽。三预应三力损三失达三到20三0N三/m三m2以上三。与混三凝土三有良三好的三粘结三力先张三法中三，预三应力三钢筋三与混三凝土三之间三须有三较高三的粘三结自三锚强三度。足够三的塑三性和三良好三的加三工性三能钢材三强度三高，三塑性三低，三处于三低温三和冲三击荷三载下三，可三能发三生脆三性断三裂。三良好三的加三工性三能指三焊接三性能三好。10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构常用三的预三应力三钢筋三有：钢丝三、钢三绞线三、钢三丝束三、螺三纹钢三筋、三钢棒等。钢绞三线将多三股平三行的三碳素三钢丝三按一三个方三向扭三绞而三成的三；用三三根钢三丝捻三制的三钢绞三线，三结构三为13；用七三根钢三丝捻三制的三钢绞三线，三结构三为17。极限三抗拉三强度三标准三值可三达19三60三N/三mm2。钢绞三线与三混凝三土粘三结较三好，三应力三松弛三小，三端部三还可三以设三法镦三粗；比钢三筋或三钢丝三束柔三软，三以盘三卷供三应，三便于三运输三及施三工。10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构钢丝按外三形分三有光圆三钢丝三、螺三旋肋三钢丝三、刻三痕钢三丝三种三；按应三力松三弛性三能分三则有低松三弛和三普通三松弛两种三。极限三抗拉三强度三标准三值可三达18三60N/三mm2。在后三张法三构件三中，三当需三要钢三丝的三数量三很多三时，三钢丝三常成三束布三置，三称为钢丝三束。1－三钢丝三；2三－芯三子；三3－三绑扎三铁丝10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构无粘三结预三应力三钢筋分为三无粘三结预三应力钢丝三束和无三粘结三预应三力钢绞三线两种三；用的三钢丝三与有三粘结三钢筋三相同三。但，三无粘三结预三应力三钢筋三的表面三涂刷三油脂，应三用塑料三套管三或塑三料布三带作三为包三裹层三加以三保护，形三成可相互三滑动三的无三粘结三状态。1－三钢丝三束或三钢绞三线；三2－三油脂三；3三－塑三料薄三膜套三管10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构2、三对混三凝土三的要三求：强度三高与高三强度三钢筋三适应三，使三钢筋三充分三发挥三作用三，减三小构三件截三面尺三寸和三减轻三自重三。收缩三、徐三变小减少三预应三力损三失。快硬三、早三强能尽三早施三加预三应力三，加三快施三工进三度，三提高三设备三利用三率。混凝三土强三度等三级≮C3三0；采用三钢绞三线、三钢丝三时，混三凝土三强度三等级≮C4三0。10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三.3三锚三具与三夹具锚具三：锚固三在构三件端三部，三与构三件连三成一三起共三同受三力不三再取三下的三称为三锚具三。夹具三：在张三拉过三程中三夹持三钢筋三，以三后可三取下三并重三复使三用的三称为三夹具三。1、先三张法三的夹三具10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构1－三套筒三；2三－锥三销；3－三预应三力钢三筋；4－三锚板三；5三－楔三块锥形三夹具楔形三夹具偏心三夹具10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料梳子三板夹三具同时三张拉三多根三预应三力钢三丝时三，常三采用三梳子三板夹三具。钢丝三两端三用镦三头（三冷镦三）锚三定；钢丝三张拉三完毕三立即三拧紧三螺母三，钢三丝就三临时三锚固三在钢三模横三梁上三。第十三章三预三应力三混凝三土结三构施工三时速三度很三快。10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料先张三法利三用工三具式三螺杆三张拉1、三预应三力钢三筋三2三、工三具式三螺杆三3、三活动三钢横三梁4、三台座三固定三传力三架三5三、千三斤顶三6、三螺帽7、三焊接三接头采用三粗钢三筋为三预应三力筋三时，三对于三单根三钢筋三常用三在钢三筋端三部连三接一三工具三式螺三杆。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料工具三式螺三杆与三预应三力钢三筋之三间可三采用三焊接三连接三或套三筒式三连接三器连三接。套筒三式连三接器1、三钢圈三2、三半圆三形套三筒三3三、连三接钢三筋4、三预应三力钢三筋三5、三工具三式螺三杆三6三、镦三粗头第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料对于三多根三钢筋三，则三可考三虑螺三杆镦三粗夹三具或三锥形三锚块三夹具三。锥形三锚块三夹具1、三锥形三锚块三2三、锥三形夹三片三3三、预三应力三钢筋4、三张拉三连接三器三5三、张三拉螺三杆三6三、固三定用三螺母第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料对于三多根三钢筋三，则三可考三虑螺三杆镦三粗夹三具或三锥形三锚块三夹具三。螺杆三镦粗三夹具1、三锚板三2三、螺三杆三3三、螺三帽三4三、镦三粗头5、三预应三力钢三筋第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构2、三后张三法的三锚具钢丝三束常三用锥形三锚具三配用三外夹三式双三作用三千斤三顶进三行张三拉。10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料(a)锥三形锚三具三(b)双三作同三千斤三顶1－三钢丝三束；三2三－锚三塞；三3－三钢锚三圈；三4－三垫板三；5－三孔道三；三6三－套三管；三7三－钢三丝夹三具；三8－三内活三塞；9－三锚板三；三10三－张三拉钢三丝；三11三－油三管第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料双作三用千三斤顶张拉三钢丝三束后三又将三锚塞三顶压三入锚三圈内；预应三力钢三丝卡在三锚圈三与锚三塞间；当张三拉千三斤顶三放松三预应三力钢三丝后三，钢丝三向梁三内回三缩时三带动三锚塞三向锚三圈内三楔紧；预应三力钢三丝通三过摩三阻力三将预三应力三传到三锚圈，锚三圈将三力传三给垫三板，三最后三由将三垫板三预加三力传三到混三凝土三构件三上。10三－张三拉钢三丝；2－三锚塞3－三钢锚三圈4－三垫板三；7－三钢丝三夹具2－三锚塞第十三章三预三应力三混凝三土结三构2、三后张三法的三锚具钢丝三束、三钢铰三线束三锚固三，可三用XM三、Q三M锚三具。1、三锚环2、三夹片3、三钢绞三线4、三灌浆三孔5、三锥台三孔10三.2三施加三预应三力的三方法三，预三应力三混凝三土的三材料第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预三应力三钢筋三张拉三控制三应力三及预三应力三损失10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失10三.3三.1三预三应力三钢筋三张拉三控制三应力σco三n定义：张拉三钢筋三时预三应力三钢筋三达到三的最三大应三力，三即张三拉设三备控三制的三张拉三力除三以预三应力三钢筋三面积三。是预三应力三筋在三构件三受荷三前经三受的三最大三应力三。σco三n越高三，对三混凝三土的三预压三作用三越大三，提三高构三件抗三裂性三。σco三n过高三，由三于钢三筋强三度的三离散三性，三操作三中的三可能三超张三拉，三张拉三时可三使钢三筋屈三服，三产生三塑性三变形三，反三而达三不到三预期三效果三，也三易发三生安三全事三故。《规范》规定三了张三拉控三制应三力限三值[σco三n]。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失[σco三n]是以三预应三力钢三筋的三强度三标准三值给三出的三，因三为与三构件三设计三无关三，仅三涉及三到材三料本三身。[σco三n]不应三过低三：≮0.三4fpt三k项次预应力钢筋种类张拉方法先张法后张法1消除应力钢丝、钢绞线0.75fptk0.75fptk2螺纹钢筋0.75fptk0.70fptk3钢棒0.70fptk0.65fptk第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失[σco三n]与张三拉方三法有三关：先张三法σco三n较后三张法三大。因为三先张三法的三预应三力损三失比三后张三法大三。先张三法，三张拉三钢筋三达到三控制三应力三时，三构件三尚未三浇筑三，放三松钢三筋，三混凝三土受三到预三压时三，钢三筋随三混凝三土回三缩，当混三凝土三受到三预压三应力三时，三钢筋三的预三拉应三力已三小于三控制三应力三了。后张三法，三张拉三钢筋三同时三，混三凝土三即受三到挤三压，三钢筋三张拉三达到三控制三应力三时，三混凝三土的三弹性三压缩三也已三完成三，不必三考虑三混凝三土弹三性压三缩而三引起三的钢三筋应三力的三降低三。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失10三.3三.2三预三应力三损失预应三力钢三筋在三张拉三时所三建立三的预拉三应力，会三由于三张拉三工艺三和材三料特三性等三种种三原因三而降低，这三种应三力降三低现三象称三为预应三力损三失。最终三稳定三的应三力才三对构三件产三生实三际的三预应三力效三果。计算三和减三小预三应力三损失是设三计和三施工三中的关键三问题。预应三力损三失与三张拉三工艺三、构三件制三作、三配筋三方式三和材三料特三性有三关。各影三响因三素相三互制三约，三有的三因素三与时三间有三关，三确切三确定三预应三力损三失困三难。三规范三以各三因素三单独三造成三的预三应力三损失三之和三近似三作为三总损三失来三计算三。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失1、张拉三端锚三具变三形和三钢筋三内缩三引起三的预三应力三损失σl1σl1由预三应力三筋在三锚具三、夹三具中三的内三缩，三锚具三、夹三具压三缩变三形及三垫板三间缝三隙挤三紧时三发生三内缩三引起三。预应三力直三线钢三筋：a——三张拉三端锚三具变三形和三钢筋三内缩三值（三mm三)l——三张拉三端至三锚固三端之三间的三距离三（m三m）Es——三预应三力筋三弹性三模量三（N三/m三m2）第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失锚固三端的三锚具三在张三拉过三程中三已被三挤紧三，a值只三考虑三张拉三端。增加l可减三小损三失，三在先三张法三中l＞10三0m时σl1可不三计。应尽三量减三少垫三层块三数，三每增三加一块a值就三增加1三mm。锚具类别支承式锚具（钢丝束镦头锚具等）螺帽缝隙1每块后加垫板的缝隙1锥塞式锚具（钢丝束的钢制锥形锚具等）5夹片式锚具有顶压时5无顶压时6～8单根螺纹钢筋的锥形锚夹具5锚具三变形三和钢三筋内三缩值a(m三m)第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失对于三后张三法构三件的三预应三力曲三线钢三筋或三折线三钢筋：距张三拉端x处的σl1三x应根三据钢三筋与三孔道三壁之三间反三向摩三擦影三响长三度lf范围三内的三预应三力钢三筋变三形值三等于三锚具三变形三和钢三筋内三缩值三的条三件确三定。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失2、三预应三力筋三与孔三道壁三之间三摩擦三引起三的预三应力三损失σl2。后张三法张三拉钢三筋时，三由于三预应三力筋三与周三围混三凝土三或套三管间三的摩三擦，三引起三预应三力筋三应力三随距三张拉三端距三离的三增加三而逐三渐减三少的三数值三为σl2。直线预应力筋曲线预应力筋第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失摩擦三损失三包括三二部三分：预留三孔道三中心三与预三应力三筋中三心偏三差引三起的三摩擦三力；曲线三配筋三时，三预应三力筋三对孔三壁的三径向三压力三引起三的摩三阻力三。第十三二章三预三应力三混凝三土结三构的三原理三及计三算规三定12三.5三张三拉控三制应三力和三预应三力损三失——张拉三端与三计算三截面三曲线三部分三的切三线夹三角（ra三d）К、μ——摩擦三系数若第十三二章三预三应力三混凝三土结三构的三原理三及计三算规三定12三.5三张三拉控三制应三力和三预应三力损三失项次孔道成型方式Кμ钢绞线、钢丝束螺纹钢筋、钢棒1预埋金属波纹管0.00150.20～0.250.502预埋塑料波纹管0.00150.14～0.17—3预埋铁皮管0.00300.350.404预埋钢管0.00100.25～0.30—5抽芯成型0.00150.550.60表1三0-三3三摩三擦系三数К、μ第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失减小三摩擦三损失三的办三法：两端三张拉和超张三拉。两端三张拉三比一三端张三拉减三小1三／2三摩擦三损失三值。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失减小三摩擦三损失三的办三法：两端三张拉和超张三拉。张拉三端钢三筋应三力到1.三1σco三n，E点；卸荷三使张三拉应三力退三到0.三85σco三n，F点；再加三荷使三张拉三应力三到σco三n，C点；预应三力沿CG三HD分布三，比三一次三张拉三到的三预应三力分三布更三均匀三，减三小摩三擦损三失。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失3、预应三力筋三与台三座之三间的三温差三引起三的预三应力三损失σl3为缩三短先张三法构件三的生三产周三期，三常采三用蒸三汽养三护加三快混三凝土三的凝三结硬三化。升温三时，新浇三混凝三土未三结硬，钢三筋因三温升三而伸三长，三但台三座长三度不三变，三因而三钢筋三变松三，张三拉应三力减三少，三形成三预应三力损三失sl3。降温三时，混三凝土三达到三一定三强度三，与三预应三力筋三间具三有粘三结作三用，两者三共同三回缩三，已产三生的sl3无法三恢复。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失σl3仅存三在于先张三法。减小σl3的方三法：采用三二次三升温三加热三的养三护制三度。三先在三略高三于常三温下三养护三，待三混凝三土达三到一三定强三度后三再逐三渐升三高养三护。混凝三土初三凝后三升高三温度三，钢三筋与三混凝三土两三者热三膨胀三系数三相近三，温三度升三高不三会线三起预三应力三损失三。预应三力筋三与台三座的三温差三为Dt℃，钢筋三的温三度膨三胀系三数为1×三10-5/℃，则三有：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失4、三预应三力筋三应力三松弛三引起三的预三应力三损失σl4钢筋三在高三应力三下变三形具三有随三时间三而增三长的三特性三。钢三筋长度三保持三不变三，应力三会随三时间三增长三而降三低，三这种三现象三称为三松弛三。松三弛使三预应三力降三低的三数值三为σl4。σl4与下三列因三素有三关：初始三应力三。σco三n越高三，σl4越大三，损三失的三速度三也快三。当初三应力三小于0.三7fpt三k时，三松弛三与初三应力三成线三性关三系；三初应三力高三于0.三7fpt三k时，三松弛三与初三应力三成非三线性三关系三，松三弛显三著增三大。钢丝三和钢三绞线三作预三应力三钢筋，若σco三n/fpt三k＜0.三5,σl4=0。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失钢筋三种类三。热处三理钢三筋的三应力三松弛三值比三钢丝三、钢三绞线三的小三。时间三。1h达50三%，24三h达80三%。温度三。温度三高损三失大三。张拉三方法三。采用三超张三拉可三减小三损失三。表10三-4给出三了σl4。混凝三土的三收缩三和徐三变，三都会三导致三构件三长度三的缩三短，三预应三力筋三随之三回缩三，引三起预三应力三损失三。混凝三土收三缩和三徐变三引起三预应三力损三失的三现象三是类三似的三，为三简化三计算三，将三此两三项合三并为σl5：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失5、三混凝三土收三缩和三徐变三引起三的预三应力三损失σl5先张三法构三件后张三法构三件第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失σpc、σ三’pc——三受拉三区与三受压三区预三应力三筋在三各自三合力三作用三点处三的混三凝土三法向三应力三。f’cu——三施加三预应三力时三的混三凝土三立方三体抗三压强三度。ρ、ρ’——三受拉三区与三受压三预应三力筋三与非三预应三力筋三的配三筋率三。先张三法构三件后张三法构三件第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失先张三法构三件后张三法构三件公式三第一三项及三第二三项分三子，三分别三反映三混凝三土收三缩与三徐变三对预三应力三损失三的影三响。三后张三法对三先张三法小三。因三为后三张法三张拉三钢筋三前，三混凝三土收三缩已三部分三完成三。对干三燥环三境，三应加三大计三算值三。减小三方法三：用高三标号三水泥三、减三小水三泥用三量、三降低三水灰三比、三控制三混凝三土的三预压三应力三。An=Ac+asAs先张法后张法A0=Ac+apAp+asAs第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失5、三螺旋三式预三应力三筋挤三压混三凝土三引起三的预三应力三损失σl6第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失环形三结构三构件三混凝三土被三螺旋三式预三应力三筋箍三紧，三受压三产生三局部三压陷三，构三件直三径减三少2δ，预应三力筋三回缩三，引三起的三预应三力损三失称三为σl6。构件三直径三小，三压陷三变形三的影三响大三，σl6大。直径三大于3m，损失三不计三；直三径不三大于3m：σl6=3三0N三/m三m2第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失各项三预应三力损三失并三不同三时发三生，三是按三不同三张拉三方式三分阶三段发三生的三。可三分为三二批三损失三：第一三批应三力损三失lI：指在混凝三土预三压前出现三的损三失，三先三张法三指张放三前、后三张法指除三千斤三顶前的损三失。第二三批应三力损三失lII：指混凝三土预三压后出现三的损三失。先张法构件后张法构件第一批l1＋l2＋l3＋l4l1＋l2第二批l5l4＋l5＋l6第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.3三预应三力钢三筋张三拉控三制应三力及三预应三力损三失考虑三到预三应力三损失三计算三的误三差，《规范》规定三当总三损失三值l=lI+lII小于三下列三数值三时，三按下三列数三值取三用：先张三法构三件10三0M三Pa后张三法构三件80三MP三a第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预应三力混三凝土三轴心三受拉三构件三的应三力分三析目的：验算三抗裂三度及三施工三阶段三强度三时，三需要三了解三在预三应力三作用三下截三面应三力分三布。三在设三计预三应力三结构三时，三应进三行应三力计三算。各个三阶段三的应三力、三工作三特点三均表三现出三不同三的阶三段性三，只三有掌三握了三各阶三段特三点，三才能三深刻三了解三预应三力的三作用三。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构一、三先张三法从张三拉钢三筋开三始到三构件三破坏三，分三为2个三阶段、6个三应力三状态。施工三阶段三：应力三状态1：张拉三钢筋三并锚三固，三浇筑三混凝三土养三护。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析预应力筋应力：预应力筋拉力：混凝土应力：第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态2从台三座放三松预三应力三筋，三混凝三土受三到预三应力三筋回三弹挤三压而三产生三预压三应力三。设混三凝土三预压三应力三为σpc三I，变三形σpc三I/Ec，钢三筋也三回缩σpc三I/Ec，则三钢筋三应力三损失三为（σpc三I/Ec）Es=αEσpc三I。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析非预三应力三筋应三力：预应力筋应力：由平衡条件：混凝土应力：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析由平三衡条三件：也可三理解三为当三放松三预应三力筋三使混三凝土三受压三时，三将钢三筋回三弹力Np0看作三外力三，作三用在三整个三换算三截面A0上，三由此三产生三应力σpc三I。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态3混凝三土受三压缩三后，三又发三生徐三变和三收缩三，出三现第三二批三预应三力损三失σlⅡ=σl5，总三预应三损失三为σl=σlΙ+σlⅡ。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析其中三：σl5为预三应力三筋因三混凝三土收三缩和三徐变三所增三加的三压应三力。预应力筋应力：非预应力筋应力：混凝土应力：由平衡方程：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析由平三衡方三程：σpe三Ⅱ：全部三预应三力损三失完三成后三，预三应力三筋的三有效三应力三。σpc三Ⅱ：预应三力混三凝土三中建三立的三“有三效预三压应三力”三。可三理解三为预三压力Np0Ⅱ作用三在A0上产三生的三应力三。可以三想象三，当三外力三=Np0三Ⅱ时，三构件三上的三应力三＝0第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构使用三阶段三：4、三应力三状态三4：三消压三状态构件三受到三外力三（轴三力N）作三用后三，截三面叠三加上N产生三的拉三应力三，当N=NP0三Ⅱ=N0时，三混凝三土应三力=三0。此状三态称消压三状态三，外力N0称消压三轴拉三力。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析混凝土应力：预应力筋应力：非预应力筋应力：增加了：减小了：原原第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析消压轴力：从应力状态3知：则：第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态4是混三凝土三由压三应力三转为三拉应三力的三一个三重要三标志三。如三：N＜N0则混三凝土三处于三受压三状态三；N＞N0则混三凝土三出现三拉应三力，三以后三拉应三力的三增量三就如三同普三通钢三筋混三凝土三轴心三受拉三构件三一样三。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析

应力状态5：即将开裂

混凝土应力：预应力筋应力：

非预应力筋应力：由平衡方程：σpcⅡ：混凝土有效预压应力。由于多了N0，σpcⅡ使预应力抗裂性大大提高。

也可三写成三：第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态5：开裂三后开裂三后，三在外三力N作用三下，三所增三加了三轴拉三力N-Ncr将全三部由三钢筋三承担三，预三应力三筋和三非预三应力三筋应三力增三量分三别为(N-Ncr)/三(Ap+As)。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析预应三力筋三应力三：非预三应力三筋应三力：此二三式为三求裂三缝宽三度时三的应三力表三达式三。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析开裂三后开裂三前第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态6：破坏三阶段当预三应力三筋、三非预三应力三筋的三应力三达到三各自三强度三时，三构件三就发三生破三坏。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构二、三后张三法后张三法构三件应三力分三布除三施工三阶段三因施三工工三艺与三先张三法不三同外三，其三它阶三段相三同。施工三阶段应力三状态1：第一三批预三应力三损失三出现三后10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析和先三张法三不同三之处三：后张三法在三张拉三预应三力同三时，三混凝三土就三受到三预压三应力三，弹三性压三缩变三化已三完成三。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析后张三法在三张拉三预应三力同三时，三混凝三土就三受到三预压三应力三，弹三性压三缩变三化已三完成三。因此三，后三张法三预应三力筋三应力三比先三张法三少降三低αEσpcΙ。如三此，三先张三法用A0，后三张法用An。由平衡条件：预应力筋应力：混凝土应力：非预应力筋应力：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态2：第二三批预三应力三损失三出现三后10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析预应力筋应力：混凝土应力：非预应力筋应力：由平衡方程：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构使用三阶段三：混凝三土已三灌浆应力三状态3：消压三状态三，加三载至三混凝三土应三力等三于0。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析N=Np0Ⅱ预应力筋应力：混凝土应力：

非预应力筋应力：消压轴拉力：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析N0：消三压轴三力应力状态4：

裂缝即将出现预应力筋应力：混凝土应力：

非预应力筋应力：开裂轴力：第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态4：开裂后10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析预应三力筋三应力三：混凝三土应三力：0非预三应力三筋应三力：其中三：σp0和σl5，N0分别三为消三压状三态预三应力三筋和三非预三应力三筋应三力，三轴力三。第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构应力三状态5：破坏三状态当预三应力三筋、三非预三应力三筋的三应力三达到三各自三强度三时，三构件三就发三生破三坏。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三.3三预三应力三构件三与非三预应三力构三件比三较施工三阶段钢筋三混凝三土中三的钢三筋和三混凝三土应三力全三为0，而三预应三力构三件中三预应三力筋三始终三和混三凝土三则始三终处三于高三应力三状态三。使用三阶段N混凝三土cr<N预crN混凝三土cr/N混凝三土u=0三.1～0.三15N预cr/N预u＞0.三9两类三构件三极限三荷载三相等三，但三普通三钢筋三混凝三土构三件不三能采三用高三强钢三筋，三否则三就会三在不三大的三拉力三下裂三缝过三宽而三不满三足正三常使三用极三限状三态要三求，三只有三采用三预应三力才三能发三挥高三强钢三筋作三用。10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.4三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件的三应力三分析第十三章三预三应力三混凝三土结三构10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计使用三阶段承载三力计三算抗裂三验算三或裂三缝宽三度验三算施工三阶段张拉三（或三放松三）预三应力三钢筋三时构三件的三承载三力验三算后张三法构三件还三需端三部锚三固区三局部三受压三验算10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构使用三阶段三承载三力计三算10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构抗裂三验算三及裂三缝宽三度验三算预应三力构三件按三所处三环境三类别三和使三用要三求，三应有三不同三的裂三缝控三制要三求。三规范三将预三应力三混凝三土构三件划三分为三三个三裂缝三控制三等级三进行三验算三：一级——严格三要求三不出三现裂三缝的三构件在荷三载效三应标三准组三合下三构件三不出三现拉三应力三，即三：σck——三在荷载三标准三值作用三下构三件抗裂三验算三边缘的混三凝土三法向三应力三；σpc三Ⅱ——三扣除三全部三预应三力损三失后三，在抗裂三验算三边缘的混三凝土三的预三压应三力。10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构先张三法：后张三法：10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构二级——一般三要求三不出三现裂三缝的三构件荷载三效应三标准三组合三下，三构件三不出三现裂三缝。三即：三级——允许三出现三裂缝三的构三件荷载三效应三标准三组合三下的三最大三计算三裂缝三宽度三小于三裂缝三宽度三限值三，即三：10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构裂缝三宽度三计算三公式当N达到三了消三压轴三力N0时，三混凝三土应三力为三零，三这时三的混三凝土三应力三状态三相当三于受三荷之三前的三钢筋三混凝三土轴三心受三拉构三件。当N＞N0时，N－N0使混三凝土三产生三拉应三力，三甚至三开裂三，此三时构三件裂三缝宽三度的三大小三取决三于N－N0。因此三，裂三缝宽三度可三参照三钢筋三混凝三土构三件的三有关三公式三，只三要取三钢筋三的应三力σsk=（Nk-N0）/（Ap+As）即三可。10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构α——考虑三构件三受力三特征三和荷三载长三期作三用的三综合三影响三系数三，对预三应力三轴心三受拉三构件三，取三α=三2.三7；三对预三应力三受弯三构件三，取三α=三2.三1；α1——三考虑三钢筋三表面三形状三和预三应力三张拉三方法三的系三数，三按表三10三-8三采用。d——三钢筋三直径三，当三钢筋三用不三同直三径时三，公三式中三的d改用三换算三直径4（As+Ap）/u，u为纵三向受三拉钢三筋截三面总三周长三；ρte——三纵向三受拉三钢筋三的有三效配三筋率三，按三下列三规定三计算三：取若10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构轴心三受拉三构件三施工三阶段三的验三算施工三阶段三验算三的原三因当放三张预三应力三钢筋三（先三张法三）或三张拉三预应三力钢三筋完三毕（三后张三法）三时，三混凝三土将三受到三最大三的预三压应三力σcc，而三这时三混凝三土强三度通三常仅三达到三设计三强度三的75三%，构件三承载三力是三否足三够？验算三包括三两个三方面三：1．张三拉（三或放三松）三预应三力钢三筋时三构件三的承三载力三验算为了三保证三在张三拉（三或放三松）三预应三力钢三筋时三，混三凝土三不被三压碎三，混三凝土三的预三压应三力应三符合三下列三条件三：10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构先张三法构三件在三放松三（或三切断三）钢三筋时三，仅三按第三一批三损失三出现三后计三算σcc：后张三法张三拉钢三筋完三毕，三应力三达到σco三n，而三又未三及锚三固时三，按三不考三虑预三应力三损失三值计三算σcc：10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构2．三后张三法构三件端三部局三部受三压承三载力三计算局部三受压三承载三力计三算的三原因三：后张三法构三件端三部锚三具下三的混三凝土三处于三高应三力状三态下三的三三向受三力情三况：三纵向三有较三大压三应力三，径三向、三环向三有拉三应力三。构件三端部三钢筋三比较三集中三，混三凝土三截面三又被三预留三孔道三消弱三较多三，混三凝土三强度三又较三低。10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构为了三防止三混凝三土因三局部三受压三强度三不足三而发三生脆三性破三坏，三在局三部受三压区三内配三置方三格网三式或三螺旋三式间三接钢三筋。约束三混凝三土的三横向三变形三，从三而提三高局三部受三压承三载力三。间接三钢筋三应配三置在h范围三内。方格三网式三钢筋三片不三应小三于4片；螺旋三式钢三筋不三应小三于4圈。10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构Al——三混凝三土局三部受三压面三积，可按三应力三沿锚三具边三缘在三垫板三中以三45三°角三扩散三后传三到混三凝土三的受三压面三积计三算，Ab——三局部三计算三的底三面积三；10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计Aco三r——三钢筋三网以三内的三混凝三土核三心面三积，三其重三心应三与Al重心三相重三合，Aco三r＜Ab。第十三章三预三应力三混凝三土结三构Al＝2三80三×（三12三0＋三20三＋2三0）Ab＝2三80三×三（1三60三＋6三0＋三60三）Aco三r＝2三50三×三25三0Aln＝Al－2三×3三.1三4三×5三52/4三（孔三道面三积）三，净三面积10三.5三预三应力三混凝三土轴三心受三拉构三件设三计第十三章三预三应力三混凝三土结三构当配三置方三格网三式或三螺旋三式间三接钢三筋且三符合Aco三r≥Al时