第十一章 预应力混凝土结构构件设计

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1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第十一章第十一章预应力混凝土构件预应力混凝土构件设计原理设计原理章节要点本章主要讲述预应力混凝土结构的基本概念、施加预应力的方法、预应力损失及其计算、预应力混凝土构件的受力过程分析、预应力混凝土构件的正常使用极限状态与承载能力极限状态计算、施工阶段验算与预应力混凝土构件的基本构造要求。第十一章预应力混凝土构件设计原理本章内容§11-1预应力的基本概念§11-2预应力损失§11-3先张法构件预应力钢筋的传递长度§11-4预应力混凝土轴拉构件的受力分析§11-5预应力受弯构件的受力分析§11-6预

2、应力混凝土受弯构件的设计§11-7施工阶段验算§11-8预应力混凝土构件的构造要求第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念问题的提出：由于混凝土抗拉强度低，混凝土结构设计中常遇到两个问题：1）对于大跨和重载的钢筋混凝土构件，尽管可以通过增加配筋满足承载能力要求，但往往不能满足正常使用的变形与裂缝要求；2）混凝土结构构件中很难发挥高强度钢筋的作用，因为要充分发挥高强度钢筋的作用，必然带来过大的裂缝和变形，影响结构构件的适用性与耐久性。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念11.1.1预应力的基本概念（a）荷载作用（b）预压力作用

3、（c）预压力与荷载共同作用预应力混凝土简支梁的受力情况图第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念预应力混凝土的基本原理：预先对混凝土构件的受拉区施加压应力，使之处于受压状态。这种预压状态能够部分抵消或全部抵消使用荷载作用下产生的拉应力，从而使结构构件在使用荷载作用下不致于开裂，或推迟开裂，或减小裂缝开展的宽度，提高构件的抗裂度和刚度。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念11.1.2预应力混凝土的特点：（1）改善和提高了结构或构件的受力性能。（2）提高构件的抗剪承载能力。（3）有较好的裂缝闭合和变形恢复能力。（4）高强度材料可

4、以得到充分利用，节约材料，减轻结构自重。（5）提高构件的抗疲劳能力。（6）提高结构或构件的耐久性。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念11.1.3预应力混凝土的分类1、根据构件受拉边缘的应力或正截面裂缝宽度，预应力混凝土构件可分为：1）“全预应力混凝土”构件：一级裂缝控制等级的构件，在荷载标准组合下，构件受拉区不允许出现拉应力。2）“有限预应力混凝土”：二级裂缝控制等级的构件，一般要求不出现裂缝的构件，在荷载标准组合下，构件受拉区允许出现小于混凝土抗拉强度的拉应力。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念3）“部分预应力混凝

5、土”：三级裂缝控制等级的构件，允许出现裂缝的构件，但最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应计算，应不超过规定的限制。2、根据张拉钢筋和浇筑混凝土的先后顺序可分为：a、先张法：先张拉预应力钢筋后浇筑混凝土的施工方法。b、后张法：先浇筑混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋的施工方法。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念3、根据预应力筋与混凝土是否有粘结可分为：a、有粘结预应力混凝土：是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起b、无粘结预应力混凝土：预应力筋与周围混凝土无粘结，即预应力筋可以与混凝土发生相对滑动。11

6、.1.4预应力施工工艺1、先张法施工工艺：张拉钢筋浇筑混凝土放张钢筋先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。若混凝土与钢筋之间无粘结力，钢筋可以在混凝土中自由回缩，则不会对混凝土产生预压力。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念先张法构件制作图第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念2、后张法施工工艺：浇筑混凝土张拉钢筋锚固钢筋后张法构件制作图第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念11.1.5预应力混凝土的材料及锚（夹）具1、混凝土预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足：1)较高的强度

7、。《规范》规定预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。2)收缩、徐变小。3)快硬、早强。选择预应力混凝土强度等级时，应综合考虑施工工艺、构件跨度的大小，使用条件以及预应力筋的种类等因素。一般来说，先张法预应力混凝土构件的混凝土等级要求更高。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念2、钢筋在预应力混凝土构件中，预应力钢筋应具有较高的强度和良好的性能：1)强度高。2)一定的塑性。3)良好的加工性能。4)与混凝土之间有良好的粘结强度。5)钢筋的应力松弛要低。第十一章预应力混凝土构件设计原理§11-1预应力的基本概念3、锚（夹）

8、具预应力混