第二节：预应力混凝土轴拉构件的计算

预应力混凝土结构

PrestressedConcreteStructure§9.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算一、先张法构件1、施工阶段9.2.1轴心受拉构件各阶段的应力分析AcAsAp⑴在台座上张拉Ap

，绑As，支模σp=σconσc=0σs=0Ap：Ac：As：预应力钢筋总合力⑵Ap

张拉完毕，锚固于台座，并完成第一批预应力损失σlI；σp=σcon-σlIσc=0σs=0Ap：Ac：As：⑶当时，放松Ap的瞬间(混凝土受到预压，但尚未产生第二批预应力损失)；Acσp=σpcI(待求)σpcI——第一批预应力损失产生以后，混凝土所获得的预压应力。由平衡条件As由于εs=εc（变形协调）——第一批预应力损失产生后，非预应力钢筋获得的预压应力。Ap

由于εp=εc（变形协调）——第一批预应力损失产生后，预应力钢筋的预拉应力。——扣除第一批预应力损失产生后，预应力钢筋的总预拉力。⑷混凝土获得预压应力后，进一步收缩、徐变，于是完成第二批预应力损失σlⅡ

；Ac：As：Ap：由平衡条件——施工阶段结束时，预应力钢筋中的拉应力。——预应力混凝土中的有效预压应力。2、使用阶段⑴加载至混凝土应力为零（消压状态）σpc=0消压状态Np0Np0Ac：As：Ap：由平衡条件：消压轴力tkf=spc开裂轴力NcrNcr开裂轴力⑵构件即将出现裂缝时Ac：As：Ap：由平衡条件：思考：为什么预应力混凝土轴拉构件的抗裂度高于普通钢筋混凝土构件？（拉）（压）pypf=s极限轴力NuNu

混凝土开裂已退出工作，当钢筋的应力达到其抗拉极限强度时，构件达到极限轴力。⑶构件破坏时Ac：As：Ap：由平衡条件：结论：预应力混凝土和普通混凝土构件均以钢筋的屈服作为构件破坏的标志，因此预应力构件的承载力并不能被提高，被提高的只是抗裂度和刚度。配了多少钢筋，就会多大的承载力，施加预应力不会使轴拉构件承载力有变化。⑴张拉Ap，锚固Ap瞬间，完成第一批预应力损失σlI；二、后张法构件1、施工阶段Ap：Ac：As：（待求）由平衡条件：⑵混凝土受到预压后，完成第二批预应力损失σlⅡ；Ac：As：Ap：由平衡条件：σpc=0消压状态Np0Np02、使用阶段⑴加载至混凝土应力为零（消压状态）Ac：As：Ap：由平衡条件：消压轴力⑵构件即将出现裂缝时tkf=spc开裂轴力NcrNcr开裂轴力Ac：As：Ap：由平衡条件：（拉）（压）⑶构件破坏时pypf=s极限轴力NuNu

混凝土开裂已退出工作，当钢筋的应力达到其抗拉极限强度时，构件达到极限轴力。Ac：As：Ap：由平衡条件：总结：施工阶段，混凝土的有效预压应力σpcII的计算公式，先张法和后张法的形式基本相同；使用阶段，先张法、后张法计算公式相同；预应力钢筋从张拉直至破坏始终处于高拉应力状态，而混凝土则在消压状态以前始终处于受压状态，发挥了两种材料各自的特长；预应力构件开裂晚，抗裂度提高，但延性较差；当材料相同，截面尺寸相同时，预应力混凝土轴拉构件与普通钢筋混凝土轴拉构件的轴拉承载力相同。张拉方法完成第一批预应力损失施工（1）完成第二批预应力损失施工（2）N=Np0使用（1）N=Ncr使用（2）N=Nu使用（3）ApAcApAcApAcApAcApAc先张法后张法先张法、后张法预应力混凝土轴拉构件各阶段截面应力比较包括内容：a、正截面受拉承载力计算

b、裂缝控制验算1）正截面受拉承载力计算构件正截面受拉承载力：N≤Nu=fpyAp+fyAs

式中：fy、As分别为构件中非预应力钢筋的极限抗拉强度及面积2）裂缝控制