[工学]10预应力混凝土构件设计.ppt

依据 《建筑结构设计统一标准》（GBJ50009-2001） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 目录 第一章 绪论 第二章 混凝土结构材料的物理力学性能 第三章 按近似概率理论的极限状态设计法 第四章 受弯构件的正截面受弯承载力 第五章 受弯构件的斜截面承载力 第六章 受压构件的截面承载力 第七章 受拉构件的截面承载力 第八章 受扭构件的扭曲截面承载力 第九章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及耐久性 第十章 预应力混凝土构件 第十章 预应力混凝土构件 §10.1　预应力混凝土的基本知识 §10.2 预应力混凝土构件设计的一般规定 §10.3　预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 §10.4　预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算 §10.5　预应力混凝土构件的构造要求 五、预应力混凝土的材料 §10.2预应力混凝土构件设计的一般规定 二、预应力损失 计算受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处的混凝土法向压应力σpc，σpc’时，预应力损失考虑混凝土预压前(第一批)的损失(即这里取σpc=σpcI，σpc’=σpcI’)，其非预应力钢筋中的应力σl5，σl5’值应取为零，σpc，σpc’值不得大于0.5fcu’；当(为拉应力时，则公式(8-13)、(8-15)中的σpc’应取为零。计算混凝土法向应力σpc，σpc’时，可根据构件制作情况考虑自重的影响。 结构处于年平均相对湿度低于40％的环境下，σl5，及σl5’的值应增加30％。 　当采用泵送混凝土时，宜根据实际情况考虑混凝土收缩、徐变引起预应力损失值增大的影响。 三、有效预应力沿构件长度的分布 四、无粘结预应力混凝土结构 §10.3　预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 二、后张法轴心受拉构件 三、先、后张法计算公式比较 §10.4　预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算 二、使用阶段正截面裂缝控制验算 三、施工阶段承载力设计 四、施工阶段后张法构件端部局部受压承载力验算 解得 （8-19） 式中，A0为构件的换算截面面积，A=Ac+aEsAs+aEAp 　　先张法构件放松预应力钢筋时，混凝土受到的预压应力达最大值。此时的应力状态，可作为施工阶段对构件进行承载能力计算的依据。另外σpcI还用于计算σl5。 　　(2)完成第二批预应力损失 　　当第二批预应力损失σlⅡ=σl5，完成后(此时σl=σlⅠ+σl5)，因预应力钢筋的拉应力降低，导致混凝土的预压应力下降至σpcⅡ；同时由于混凝土的收缩和徐变以及弹性压缩，也使构件内的非预应力钢筋随混凝土构件缩短，在非预应力钢筋中产生压应力，这种应力减少了受拉区混凝土的法向预压应力，使构件的抗裂性能降低，因而计算时应考虑其影响。为了简化，假定非预应力钢筋由于混凝土收缩、徐变引起的压应力增量与预应力钢筋的该项预应力损失值相同，即近似取σl5。此时 代人平衡方程，即 解得 （8-20） 　　上式给出了先张法构件中最终建立的混凝土有效预压应力。 　　2.使用阶段 　　指从施加外荷载开始的阶段。 　　(1)加荷至混凝土预压应力被抵消时 　　设此时外荷载产生的轴向拉力为N0(见图8-11)，相应的预应力钢筋的有效应力为σp0，则有 平衡条件为 将σpc，σs代入并利用式(8-20)可得， （8-21） 　　此时构件截面上混凝土的应力为0，相当于普通钢筋混凝土构件还没有受到外荷载的作用。但预应力混凝土构件已能承担外荷载产生的轴向拉力N0，故称N0为“消压拉力”。 　　(2)继续加荷至混凝上即将开裂 　　随着轴向拉力的继续增大，构件截面上混凝土将转而受拉。当拉应力达到混凝土抗拉强度标准值ftk时。构件截面即将开裂，设相应的轴向拉力为Ncr，如图8-12所示。此时 平衡条件为 即 上式可作为使用阶段对构件进行抗裂度验算的依据。 （8-22） 　　(3)加荷直至构件破坏 　　由于轴心受拉构件的裂缝沿正截面贯通则开裂后裂缝截面混凝土完全退出工作。随着荷载继续增大当裂缝截面上预应力钢筋及非预应力钢筋的拉应力先后达到各自的抗拉强度设计值时，贯通裂缝骤然加宽，构件破坏。相应的轴向拉力极限值(即极限承载力)为Nu如图8-13所示。 　由平衡条件可得 　　　　　　Nu=fpyAp+fyAs 　　　　　　(8-23) 　上式可作为使用阶段对构件进行承载能力极限状态的依据。 　　后张法构件中，非预应力钢筋与混凝土协调变形的起点是张拉预应力钢筋之前。此时二者的起点应力均为零。因此，由于混凝土的弹性压缩引起的非预应力钢筋应力的变化量等于相应时刻混凝土应力的αEs倍。与先张法不同，由于后张法是在混凝土构件上张拉预应力钢筋，张拉过程中，混凝土已产