第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助   受拉区混凝土即将开裂时：  E'c = 0.5Ec 所以 ?p,cr = ?con – ?l + 2?Eftk  ?'p 进一步减少 所以， 预应力提高了抗裂性能。 考虑塑性开裂弯矩 Mcr = M0 + Mscr = (?pcII + r ftk)W0 …9－34 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助   构件破坏时： = ?'con – ?'l  – ?E?'pcII  – f'py + ?E?'pcII  = ?'con – ?'l  – f'py     (以拉应力的形式表达) ?pu = fpy …9－35 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 2. 后张法预应力受弯构件 后张法受弯构件的截面应力分析与先张法相比有如下特点： 截面几何特征不同； 各阶段预应力损失有差异； 后张法在超静定结构中会引起次弯矩。        ynt  ynb spc  yn  ypn  y'pn 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 max.book118.com 使用阶段计算 1.正截面承载力计算 As, Asˊ, Ap均屈服， ?'pu = ?‘p0 – f'py  …9－36   矩形截面：    第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 a? ––– 纵向受压钢筋(包括预应力钢筋和非预应力钢筋)合力点至受压区边缘的距离，当??pu 为拉应力时，a? 用as? 代替。 ?b –––相对界限受压区高度。 破坏时，非预应力钢筋达到屈服的条件： 有屈服点的钢筋： …9－37 无屈服点的钢筋： …9－38 适用条件：2a' ? x ? ?b h0  第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 ?p0––– 受拉区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力为 　　　零时预应力钢筋的应力，?p0 = ?con – ?l　。 破坏时，预应力钢筋达到屈服的条件： 有屈服点的钢筋： …9－39 无屈服点的钢筋： …9－40 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助   T形截面： x ? h?f ，   第一类。按宽度为b?f的矩形截面计算; x   h?f  ，  第二类 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 x   h?f  ，  第二类。按下式计算： …9－41 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 已知截面类型后，即可以分别利用两种类型的计算 公式进行截面设计。          利用正截面承载力公式，要求在已知M的条件下，确定As, A?s, Ap, A?p。当不配A? p时，可按构造确定As, A?s，利用基本公式求x和Ap；当配置A?p时，可先不考虑A?p，并按构造确定As及A?s，估算Ap，再按A?p = (0.15 ~ 0.25)Ap，再由公式计算??pu，进而计算Ap和A?p。  第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助         受弯构件由于预应力的存在，阻滞了斜裂缝的出现和开展，增加了混凝土剪压区的高度和骨料咬合力，提高了斜截面抗剪强度Vp。 V ? Vcs + Vp Vp = 0.05Np0 Np0 ––– 计算截面上混凝土的法向预应力为零时，预应力钢筋和非预应力钢筋的合力。 Np0 = Ap?p0 + Ap'?'p0 – As?l5 – A's?‘l5 2.斜截面承载力计算 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 当 Np0   0.3fcA0   取  Np0 = 0.3fcA0 过大的压力可能降低抗剪强度。 一般在公式中，Vp 、Vw 、 Vwp均已确定，按剪力设计值求得： 当构件同时配有箍筋和弯筋时： V ? Vcs +VP + 0.8 fyAsbsin?s + 0.8 fpyApbsin?p …9－42 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 3.正截面裂缝控制验算 一级       ?ck – ?pc ? 0  …9－43 二级       ?ck – ?pc ? ft k  …9－44 ?cq– ?pc ? 0 …9－45 三级         wmax ?wlim …9－46 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 主要措施是限制主拉应力和主压应力。 4.斜截面抗裂验算   限制主拉应力 严格不裂 ?tp ? 0.85ftk  …9－47 一般不裂 ?tp ? 0.95ftk  …9－48   限制主压应力 ?cp ? 0.6fck  …9－49 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 考虑传递长度和锚固区长度的影响：         先张法的预应力是靠钢筋和混凝土之间的粘结作用传递的，因此需要一定的范围才能建立，在验算时应考虑这些因素的影响。 ?tp 和?cp 均可利用材料力学的公式求解。  式中： 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助          预应力受弯构件由于预应力的作用产生反拱(向上的挠曲变形)，在使用荷载作用下产生的变形要抵消一部分反拱，所以预应力构件的变形将比普通混凝土构件小一些。 5.预应力混凝土受弯构件使用阶段的变形验算 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助   预应力作用产生的反拱： 考虑预应力长期作用的影响：E?c = 0.5Ec 式中  Np0 ––– 完成全部预应力损失后的预应力合力 　　　　　　的大小。 …9－50 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助    荷载作用下的挠度计算： 按最小刚度原则，由结构力学的方法求： EI ––– 截面抗弯刚度，钢筋混凝土结构中用B表示。 B为按荷载效应标准组合计算，并考虑荷载长期效应    组合影响的受弯构件刚度。 …9－51 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 针对引起不同预应力损失的原因，寻找措施: ?l1：小变形夹具，减少垫板，增加台座长度。 ?l2：减少摩擦，两端张拉。 ?l3：采用二次升温养护：?t   0?20? C使混凝土达到一定强度，再升温。 ?l4：超张拉，减少?l4，让?l4先部分完成。 ?l5：控制?pc(完成第一批损失后的混凝土预应力)， ? ' pc ?0.5f ' cu，f ' cu不太小。减小收缩徐变的一些措施。 max.book118.com  减少预应力损失的措施 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 主要是先张法: max.book118.com  有效预应力沿构件长度的分布 预应力传递长度:ltr 锚固长度: la …9－3 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目  录 上一章 帮  助 §9.3 轴心受拉构件的应力分析 max.book118.com 先张法轴心受拉构件 (a)放张前 (b)放张后   (c)完成第二批损失 1.施工阶段 第 9 章 混凝土结构设计原理 主  页 目 

第九章：预应力混凝土构件设计.ppt