新预应力混凝土构件设计
预应力混凝土结构设计要点探讨
预应力混凝土结构设计要点探讨摘要：随着现代科技的不断发展，房屋结构的设计越来越趋向于细致化和功能化，其中预应力结构在建筑工程中也得到广泛应用。
预应力结构混凝土结构和钢筋混凝土结构相比，具有优良的抗裂性能，承载力强，刚度大的特点，因而在建筑工程领域获得了广泛的应用。
关键词：预应力；结构；钢筋前言：现代预应力结构技术是提高结构的使用功能，节约钢材的重要技术。
建筑行业的发展促进了相应的建筑结构形式的革新，各种新型的、更加符合工程要求的设计及施工技术开始被广泛地应用到了建筑项目中，尤其是预应力混凝土结构的使用，使得许多不可实现的建筑设计方案得以施行，为建筑设计工作开辟了更为广阔的发展空间。
预应力结构的出现带动了建筑工程施工技术的飞速发展，为建筑物带来了既经济又美观的结构形式，带动了工程科学的飞速发展。
1、预应力混凝土结构概述随着建筑业的发展,预应力技术的应用越来越普遍,目前已成为建筑结构设计的一种重要技术。
与传统的普通建筑结构设计相比，预应力结构设计具有经济、实用、美观、适合于大跨度及大荷载量建筑结构施工的显著特征。
预应力结构是建筑工程中利用配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。
通过张拉预应力筋产生的应力和使用过程中荷载产生的反方向的应力，这时就会出现抵消局部或者全部荷载出现的应力，用来提升结构使用性能的一种结构形式。
混凝土结构在受力过程中受拉区早期容易出现裂缝，为了克服其抗拉强度低的缺点，在构件使用之前，预先在混凝土受拉区施加一个预压力，通过张拉钢筋，浇筑混凝土，待钢筋与混凝土之间具有足够粘结力时放张钢筋，利用钢筋回弹力使该部位混凝土预先受压。
构件在未使用的情况下，其内部已经储存有预压力，当构件工作过程中受到外荷载作用发生变形局部受拉时，这部分拉力须先抵消混凝土内存在的预压力，随着荷载及形变的增大，构件施加预压力部分逐渐从受压状态过渡到不受力，再到受拉，大大延缓甚至阻止了混凝土裂缝的出现，从根本上改变了混凝土的受力性能，通过配置高强钢筋及高强度等级的混疑土，能大幅度提高混凝土构件的承载力及抵抗变形的能力，这种形式的混凝土就称为预应力混疑土。
预应力混凝土构件的一种简便设计方法
１ 工 程概况
该学校体育馆为单层建筑 ， 高 １ Ｘ Ｚ 轴屋 面共 ４榀框 层 １ｍ， — １
３ 预应力筋布置及预应力损失计算
在梁中布置预应力筋， 其曲线形状根据其弯矩包络 图确定。钢 ＝７ ５％，
７ １６ ） ５ （０ ７１６） ５（０
６） ０
架梁跨度达 ２ 桂距 ６Ｉ。 由于该 部分框 架 梁跨度 较大 ， １ｍ， １ Ｉ 已超 绞线强度等级为 １ ６ ａ一端张拉 ， ０ＭＰ， ８ 张拉控制应力 出普通钢筋ｆ 凝 土 的经济范 围 ， 昆 故采用 部分 预应 力混凝 土。即 ： ｊ ｍ １３ ５ＭＰ 。 ９ ａ 屋 面共 ４榀框架梁采用有粘结部分预应 力混凝土 ， 次梁 及楼板仍 采用普通钢筋混凝土 。预应力筋采用 高强低松 弛钢绞线 ， 强度等 级为 １８ ０ＭＰ ， ６ ａ规格 为 １ ．４ 锚具采 用二夹片式锚具。 ５２ ，
４ ２ ｍ） ． ：
Ｙ Ｌ Ｋ１
损失 ／ ％
２ ６６ １ ８７ ２ ． ４３
左柱支座 跨中 右柱支座
１ ２ ３ ０ １１４ ３ １ ５ ６ ０
１ ９ ５ ３ １ ９ ５ ３ １ ９ ５ ３
４ 计算综合弯矩及次弯矩
预应力等效荷载 作用 在结构 上产 生 的荷 载即预 应力 综合 弯 矩 Ｍ 综合弯矩 Ｍｒ 图 ２所示 。 ， 如
恒 载 ：４ ２ —４ ２×２ １ ×５ ３＋０ ２ （ ． ×６ ． ．） ． ．５×０ ３ ．８×２ ５×６＝
８ ． ６ ８十 １ ． １ １ ｋ 。 ４ ２＝ ０ Ｎ
活载 ：４ ２ ～４ ２ ．） ． ＝１ ＋ Ｎ。 （ ． ×６ ． ×２ １ ×０ ７ ｌ５ｋ
综合弯矩 ＾ 包括偏心 预应力 引起 的主弯矩 Ｍ１ 和支座反力
预应力混凝土框架结构设计
预应力混凝土框架结构设计引言预应力混凝土框架结构是一种常用于建筑和土木工程中的重要结构形式，具有良好的耐久性和承载能力。
本文将介绍预应力混凝土框架结构的设计原理、步骤和注意事项。
设计原理预应力混凝土框架结构的设计原理基于预先施加预应力设计，通过在混凝土构件中引入预应力，改善其受力性能和抗震能力。
预应力是在混凝土构件成型之前施加的一种压力，通过调整预应力的大小和位置，可以使混凝土构件在使用荷载作用下更好地发挥其承载能力。
设计步骤1. 确定设计载荷：根据建筑或土木工程的用途和要求，确定相应的设计载荷，如重力荷载、风荷载、地震荷载等。
2. 选择预应力框架结构形式：根据结构的功能和要求，选择适当的预应力框架结构形式，如梁柱系统、框架系统等。
3. 进行结构分析：利用结构分析方法，确定结构的内力分布和变形特性。
根据分析结果，确定预应力施加的位置和大小。
4. 进行荷载和预应力的计算：根据设计载荷和结构分析结果，计算预应力的大小和荷载的分配方式。
5. 进行结构的综合设计：根据预应力计算结果，进行结构综合设计，包括混凝土配筋设计、预应力筋布置设计等。
6. 进行施工图设计：根据结构设计结果，进行施工图设计，包括构件尺寸、配筋细部等。
7. 进行施工和验收：根据施工图设计，进行施工和验收工作，确保预应力混凝土框架结构按照设计要求进行施工。
注意事项- 在预应力混凝土框架结构设计中，需要合理选择预应力的大小和施加方式，以确保结构的安全性和经济性。
- 结构的荷载计算和分析需要符合相关的国家标准和规范要求。
- 结构的综合设计需要考虑混凝土和预应力钢筋的性能和可行性。
- 施工和验收需要按照相关的施工规范和验收标准进行，以确保结构的质量和安全性。
结论预应力混凝土框架结构设计是一项复杂而重要的工作。
通过合理的设计原则、步骤和注意事项，可以有效提高预应力混凝土框架结构的承载能力和耐久性。
在实际应用中，设计人员应注意结构的安全性和经济性，并遵守相关的设计规范和施工要求。
公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范
公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范在现代公路建设中，钢筋混凝土和预应力混凝土结构的应用越来越广泛。
为了确保这些结构的安全性、耐久性和适用性，制定科学合理的设计规范至关重要。
首先，我们来了解一下什么是钢筋混凝土和预应力混凝土。
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料，钢筋主要承受拉力，混凝土主要承受压力，二者协同工作，使得结构具有良好的承载能力。
预应力混凝土则是在混凝土构件承受使用荷载前，预先对其施加压力，从而提高构件的抗裂性能和承载能力。
公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范涵盖了众多方面。
从材料的选择到结构的设计，再到施工和维护，每一个环节都有详细的规定和要求。
在材料方面，规范对混凝土的强度等级、水泥品种、骨料质量等都有明确的规定。
例如，混凝土的强度等级应根据公路的等级、使用条件和环境等因素来确定。
高强度的混凝土通常用于承受较大荷载或重要部位的结构。
对于钢筋，规范规定了其种类、规格、力学性能等。
同时，还对钢筋的防锈处理提出了要求，以确保钢筋在长期使用过程中不会因锈蚀而影响结构的安全性。
结构设计是公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范的核心内容之一。
设计时需要考虑结构的受力情况，包括弯矩、剪力、轴力等。
根据这些受力情况，确定构件的尺寸、配筋数量和布置方式。
例如，对于梁式结构，需要根据跨度、荷载等因素计算出梁的截面尺寸和钢筋的配置。
在设计过程中，还需要考虑结构的变形和裂缝控制。
过大的变形会影响结构的正常使用，而裂缝过宽则会降低结构的耐久性。
在施工方面，设计规范也给出了相应的指导。
包括混凝土的浇筑、振捣、养护等工艺要求，以及钢筋的加工、连接和安装方法。
正确的施工工艺能够保证结构的质量，使其达到设计要求。
例如，混凝土的浇筑应连续进行，避免出现冷缝；钢筋的连接应符合规范要求，确保连接部位的强度和可靠性。
此外，设计规范还对结构的耐久性提出了要求。
公路结构长期暴露在自然环境中，受到雨水、阳光、温度变化等因素的影响。
新版《混凝土结构设计规范》
条文说明：
本规范采用概率极限状态设计方法，具体计算采用分项系 数的形式。包括结构重要性系数、荷载分项系数、材料性能分 项系数（材料分项系数，有时直接以材料的强度设计值表达）、 抗力模型不确定性分项系数（构件分析系数）等。只有对于目 前尚无法定量计算的间接作用以及耐久性设计，仍采用基于经 验的定性方法进行设计。
3.1.4 结构上的直接作用（荷载）应根据现行国家标准《建筑 结构荷载规范》 GB 50009及相关标准确定；地震作用应根据现 行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011确定。 间接作用和偶然作用应根据有关的标准或具体条件确定。 直接承受吊车荷载的结构构件应考虑吊车荷载的动力系数。 预制构件制作、运输及安装时应考虑相应的动力系数。现浇钢 筋混凝土结构，必要时应考虑施工阶段的荷载。
新版《混凝土结构设计规范》
一 背景 1. 十年一个周期 2. 重大工程事故和灾害 3. 近十年的研究成果
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汶川地震
1 总则 2 术语、符号 3 基本设计规定
积（或体积）的比值。 2.1.22 剪跨比 ratio of shear span to effective depth
截面弯矩除以剪力和有效高度的乘积所得的值。
2.1.23 横向钢筋 transverse reinforcement 垂直于纵向受力钢筋的箍筋及用于约束的间接钢筋。
2.2 符号 条文说明： 基本沿用《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的符号。一些 不常用的符号在条文相应处已有说明，故作必要的简化，将其删去。 为控制受力钢筋的延性（极限应变 su ），增加了钢筋在最大拉力 下的总伸长率的符号“ ”，即现行国家标准《钢筋混凝土结 gt 构用热轧带肋钢筋》GB1499,1标准中的“A gt ” 。 为方便在规范中表达钢筋的直径（不表示钢筋牌号），增加了 符号“ ”（斜体希腊字母）。 偏心受压构件的二阶效应，其效应的增大系数（偏心距、弯矩 ”表 等），构件（p ）由“ ns ”表示，结构（P- ）由“ s 示。
预应力 混凝土构件
1.预应力混凝土的原理 (1) 预应力可以改善结构构件的裂缝和变形性能。在使用前预先施加的永 久性内应力，以及钢材中的拉应力与混凝土中的压应力组成一个自平衡 系统。 (2)推动采用预应力混凝土的主要优点是节约材料。 (3)预应力不能提高混凝土构件的强度。
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第一节预应力混凝土基本知识
( 4 ) σl4预应力钢筋的应力松弛，计算公式如下: 预应力钢丝、钢绞线普通松弛
此处，一次张拉ψ=1，超张拉ψ =0. 9 低松弛:
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第一节预应力混凝土基本知识
(2)预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30;当采用钢绞线、钢 丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。当采 用山砂混凝土及高炉矿渣混凝土时，尚应符合专门标准的规定。 (3)无黏结预应力筋的规格及性能见表7-1。
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第七章预应力混凝土构件
第一节预应力混凝土基本知识 第二节预应力的施加 第三节预应力混凝土轴心受拉构件计算 第四节预应力损失值计算 第五节预应力混凝土构件的构造措施
第一节预应力混凝土基本知识
一、预应力混凝土的分类
预应力混凝土可按制作、构件中预加应力大小的程度、施工方式的 不同来划分。 (1)按制作划分可分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。 (2)按构件中预加应力大小的程度可划分为全预应力和部分预应力法。 (3)按施工方式可划分为有黏结预应力混凝土和无黏结预应力混凝土。
(1)预应力混凝土结构中的钢筋包括预应力钢筋和非预应力钢筋。非预应 力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和 RRB400级钢筋。预应力钢筋必须具有很高的强度，《混凝土结构设计 规范》(GB 50010- 2002)规定，预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝 及热处理钢筋。此外，预应力钢筋还应具有一定的塑性、良好的可焊性 以及用于先张法构件时与混凝土有足够的黏结力。
混凝土梁的预应力设计原则和施工要点
混凝土梁的预应力设计原则和施工要点混凝土梁是建筑工程中常用的结构构件，其承受着重要的荷载，因此必须进行预应力设计，以保证梁的安全可靠性。
本文将从预应力设计原则和施工要点两个方面，详细介绍混凝土梁的预应力设计。
一、预应力设计原则1. 满足强度和刚度要求混凝土梁在使用过程中必须满足强度和刚度要求。
因此，在预应力设计中，必须满足强度和刚度方面的设计要求，在确定预应力时应根据梁的跨度、荷载等参数来计算出所需的预应力值，以满足梁的强度和刚度要求。
2. 控制预应力损失预应力梁的预应力损失是预应力设计中的一个重要问题。
预应力损失包括初始损失、长期损失和瞬时损失。
在预应力设计中，必须控制预应力损失，以保证梁的预应力水平和预应力轴线位置的准确性。
3. 保证各部位受力均匀混凝土梁在使用过程中各部位受力应均匀。
在预应力设计中，必须保证各部位受力均匀，避免出现局部破坏等问题。
为此，在预应力设计中，必须合理确定预应力筋的布置和数量，并根据实际情况进行调整，以保证各部位受力均匀。
4. 控制应力和变形混凝土梁在使用过程中，应力和变形必须得到控制，避免出现过度应力和变形等问题。
在预应力设计中，必须控制应力和变形，以保证梁的安全可靠性和使用寿命。
二、施工要点1. 预应力筋的安装在混凝土梁的预应力设计中，预应力筋的安装是关键步骤之一。
在安装预应力筋时，必须按照设计要求进行，保证预应力筋的布置和数量的准确性。
在安装预应力筋时，还必须注意预应力筋的直线度和张力的均匀性，避免出现预应力筋偏斜或张力不均匀等问题。
2. 预应力张拉预应力张拉是混凝土梁预应力设计的重要工序之一。
在预应力张拉时，必须严格按照设计要求进行，保证预应力筋的预应力值和预应力轴线位置的准确性。
在预应力张拉时，还必须注意预应力张拉的速度和张力的均匀性，避免出现预应力损失不均匀等问题。
3. 混凝土的浇筑混凝土的浇筑是混凝土梁预应力设计的关键环节之一。
在混凝土的浇筑过程中，必须注意混凝土的配合比、浇筑顺序和浇筑厚度等问题，以保证混凝土的质量和均匀性。
预应力混凝土结构设计规范
预应力混凝土结构设计规范1. 总则1.1 适用范围本规范适用于预应力混凝土结构的设计、施工和验收。
1.2 设计原则预应力混凝土结构应按照安全、适用、经济、美观的原则进行设计。
1.3 设计寿命预应力混凝土结构的设计寿命应符合国家有关标准的规定。
2. 材料2.1 混凝土混凝土应符合国家有关标准的规定，其强度等级不应低于C40。
2.2 预应力钢筋预应力钢筋应采用钢丝、钢绞线或预应力螺纹钢筋，其性能应符合国家有关标准的规定。
3. 结构设计3.1 预应力混凝土梁3.1.1 预应力混凝土梁的设计应根据荷载、跨度、截面形式等因素进行。
3.1.2 预应力混凝土梁的预应力损失应符合国家有关标准的规定。
3.2 预应力混凝土板3.2.1 预应力混凝土板的设计应根据荷载、跨度、厚度等因素进行。
3.2.2 预应力混凝土板的预应力损失应符合国家有关标准的规定。
3.3 预应力混凝土框架3.3.1 预应力混凝土框架的设计应根据荷载、跨度、柱距等因素进行。
3.3.2 预应力混凝土框架的预应力损失应符合国家有关标准的规定。
4. 施工与验收施工应按照设计文件和本规范的要求进行。
预应力混凝土结构竣工后，应进行验收，验收应符合国家有关标准的规定。
5. 安全与防护5.1 结构安全预应力混凝土结构应保证结构安全，防止因结构破坏而导致的人员伤亡和财产损失。
5.2 施工安全施工过程中应严格遵守安全操作规程，防止发生安全事故。
6. 维护与检测预应力混凝土结构在使用过程中，应定期进行维护，保证结构处于良好状态。
预应力混凝土结构在使用过程中，应根据需要进行检测，检测应符合国家有关标准的规定。
本规范为示例文档，仅供参考。
实际设计过程中，请依据国家相关标准和规范进行。
7. 抗震设计7.1 一般规定预应力混凝土结构在抗震设防区时，应进行抗震设计，满足抗震性能要求。
7.2 抗震等级预应力混凝土结构的抗震等级应根据建筑物所在地的地震烈度、场地类别、结构类型等因素确定。
预应力混凝土结构设计规范
预应力混凝土结构设计规范预应力混凝土结构是一类特殊的结构，它通过预先施加预应力力量，使混凝土结构在受力时具有更高的承载能力和更好的延性。
预应力混凝土结构广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等工程领域。
在实际设计过程中，我们需要依据相关规范制定设计方案，保证结构的稳定性、安全性和经济性。
本文就预应力混凝土结构的设计规范进行一些探讨。
1.预应力混凝土结构设计中的一些基本概念（1）预应力：在构件自重和荷载作用下，通过张拉钢筋或钢束施加的预先拉应力。
（2）受拉区：在预应力力量的作用下，混凝土结构中承受拉力的区域。
（3）受压区：在预应力力量的作用下，混凝土结构中承受压力的区域。
（4）预应力筋：实现预应力的主要材料，包括钢筋、钢束等。
（5）锚固系统：实现对预应力筋锚固的系统，包括锚头、锚板、锚具等。
2.预应力混凝土结构设计中的荷载和结构组合在进行预应力混凝土结构设计时，我们需要确定具体的荷载和结构组合。
根据设计要求，荷载分为标准值、临时值和稳定值三种。
标准值是指基本永久荷载和基本可变荷载，临时值是指汽车荷载、人员荷载等，稳定值是指水平荷载、永久地震荷载等。
在确定荷载组合时，我们需要考虑不同荷载的作用时间和频次。
3.预应力混凝土结构的构造和材料预应力混凝土结构的构造和材料是影响其承载能力和使用寿命的重要因素。
预应力混凝土结构一般采用预压预应力方法，施加预应力力量后方可浇筑混凝土。
预应力混凝土结构的材料包括混凝土和预应力筋。
混凝土的强度应符合相关标准要求，预应力筋的质量应符合相关标准的要求。
4.预应力混凝土结构设计过程中的一些注意事项（1）预应力筋的截面应确定在混凝土结构的受拉区。
（2）预应力筋施加的预应力力量应符合相关标准的要求。
（3）在设计预应力混凝土结构时，应合理确定受力模式，避免产生不良应力。
（4）预应力混凝土结构应采用符合相关标准的锚固系统。
5.预应力混凝土结构的检验和验收预应力混凝土结构的检验和验收应符合相关的标准和规范，包括定期检查和试验，保证结构的安全和可靠。
混凝土结构的预应力设计原理
混凝土结构的预应力设计原理一、预应力概述预应力是指在混凝土固化前，通过预先在构件中施加一定大小的拉应力，使得混凝土在自身重量和外载荷的作用下，能够承受更大的荷载和变形，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力技术广泛应用于各种大型的混凝土结构中，如桥梁、高层建筑、水利水电工程等。
二、预应力设计的基本原理预应力设计的基本原理是通过在混凝土中施加一定大小的预应力，使得混凝土在自身重量和外载荷的作用下，能够承受更大的荷载和变形，提高混凝土的承载能力和使用性能。
为了保证预应力构件的安全性和可靠性，预应力设计需要遵循以下几个基本原则：1、预应力设计应满足混凝土的强度要求，确保混凝土的强度能够承受预应力的作用；2、预应力设计应考虑混凝土的变形特性，确保预应力构件在荷载作用下能够保持稳定，不产生过度变形；3、预应力设计应考虑预应力钢筋材料的强度和粘结性能，确保预应力钢筋能够承受预应力作用，并与混凝土良好地粘结；4、预应力设计应考虑预应力构件的工作环境和使用要求，确保预应力构件能够满足使用要求。
三、预应力设计的方法预应力设计主要包括两种方法：预应力张拉法和预应力预制法。
1、预应力张拉法预应力张拉法是指在混凝土构件内设置预应力钢筋，通过张拉预应力钢筋，使混凝土受到拉应力，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力张拉法的具体步骤如下：（1）在混凝土构件内设置预应力钢筋，一般采用钢束或钢丝绳；（2）在混凝土固化前，通过张拉设备施加一定的拉应力，使得预应力钢筋受到拉应力；（3）在预应力钢筋达到设计拉应力后，将预应力钢筋固定在混凝土构件中；（4）混凝土固化后，预应力钢筋所施加的拉应力将被传递到混凝土中，提高混凝土的承载能力和使用性能。
2、预应力预制法预应力预制法是指在混凝土构件预制时，预先设置预应力钢筋，通过预应力钢筋的作用，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力预制法的具体步骤如下：（1）在混凝土构件的预制模具中设置预应力钢筋，一般采用钢筋网或（2）在混凝土浇筑前，通过预应力张拉设备施加一定的拉应力，使得预应力钢筋受到拉应力；（3）混凝土浇筑后，预应力钢筋所施加的拉应力将被传递到混凝土中，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力混凝土构件PPT57页
• 抗裂性好，刚度大； • 节省材料，减小自重； • 提高构件的抗剪能力； • 具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能； • 提高构件的耐疲劳性能； • 具有良好的经济性。 缺点：
构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂，且延性 较差。
10.1 预应力混凝土概述
• 预应力混凝土的分类
3.与所采用的钢筋种类和张拉方式有关。软钢，硬 钢，先张法，后张法。
10.1 预应力混凝土概述
• 预应力损失
预应力损失的种类 1. 张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 l1 2. 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失 l2 3. 混凝土加热养护温差引起的预应力损失 l3 4. 预应力钢筋的应力松弛引起的损失 l4 5. 由于砼收缩、徐变引起的预应力损失 l5 6. 混凝土的局部挤压引起的预应力损失 l6
10.1 预应力混凝土概述
• 减小预应力损失的措施
• 选择变形小或预应力钢筋内缩小的锚具，尽量减少垫 板数；
• 对先张法构件，选择长台座； • 两端张拉
10.1 预应力混凝土概述
• 减小预应力损失的措施
• 超张拉
0 1.1 con 荷 载2min0.85 con 荷 载2min con
• 两阶段升温 • 选用低松弛钢筋 • 提高混凝土质量
10.1 预应力混凝土概述
1. 张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 l1
无摩擦：
l1
a l
Es
有摩擦：
l1
2 l1lf
rc
k
1
x lf
lf
aEc
1000 con （rc k）
10.1 预应力混凝土概述
2. 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失 l2
预应力混凝土标准规范
预应力混凝土标准规范预应力混凝土是一种在施工过程中施加预先应力的混凝土结构材料。
它的特点是具有较高的强度和耐久性，能够承受较大的荷载，广泛应用于高层建筑、桥梁、水坝等工程中。
为了确保预应力混凝土结构的质量和安全性，各国都制定了相应的标准规范来约束其设计、施工和验收等方面。
本文将对预应力混凝土标准规范进行详细的阐述。
一、设计规范1. 强度设计强度设计是预应力混凝土结构设计的重要内容。
根据预应力混凝土的材料性能和受力特点，设计人员需要合理确定材料强度的参数，并根据结构受力情况计算出适当的预应力程度。
设计规范应包括以下内容：（1）材料强度参数的确定：预应力混凝土中常用的材料包括混凝土、钢筋和预应力钢束等，规范应对这些材料的强度参数进行明确的规定。
（2）预应力程度的计算方法：根据结构的受力情况和设计要求，规范应提供计算预应力程度的公式或方法，确保结构具有足够的承载能力。
2. 构造规范构造规范是指预应力混凝土结构中构件的尺寸、布置和连接等方面的要求。
规范应包括以下内容：（1）构件几何尺寸：规定构件的截面形状、高度、厚度等几何尺寸，确保结构具有足够的刚度和强度。
（2）预应力钢束的布置要求：规范应明确预应力钢束的布置间距、曲率半径等要求，保证预应力混凝土结构中预应力的合理传递。
（3）构件连接方式：规定构件之间的连接方式，确保结构的整体稳定性和协调性。
二、施工规范1. 原材料准备在预应力混凝土施工过程中，需要使用不同类型的原材料，如混凝土、钢筋、预应力钢束等。
施工规范应包括以下内容：（1）混凝土配合比的制定：规范应对混凝土的配合比进行明确的规定，确保混凝土具有足够的强度和耐久性。
（2）钢筋和预应力钢束的选择和验收：规定钢筋和预应力钢束的品种、规格、质量等要求，确保原材料的质量符合设计要求。
2. 施工工艺预应力混凝土的施工工艺对结构的质量和安全性具有重要影响。
施工规范应包括以下内容：（1）预应力钢束的张拉和锚固：规定预应力钢束张拉的步骤、张拉力的控制等要求，确保预应力的合理传递和锚固的可靠性。
超长大跨度预应力混凝土结构设计
超长大跨度预应力混凝土结构设计发布时间：2022-07-21T09:26:21.189Z 来源：《建筑实践》2022年第41卷第3月第5期作者：关文杰[导读] 由于大型的建筑形式往往含有超长大跨度预应力混凝土结构关文杰华汇工程设计集团股份有限公司青岛分公司山东省青岛市 266000摘要：由于大型的建筑形式往往含有超长大跨度预应力混凝土结构，因此超长大跨度预应力混凝土结构设计在当代建筑中得到广泛的应用。
在进行超长大跨度预应力混凝土结构的设计时，需要紧紧抓住设计要点，并与实际情况相结合，以达到更好的效果。
本文主要探究超长大跨度预应力混凝土结构设计中的要点。
关键词：超长大跨度；预应力；混凝土结构；结构设计1 引言超长大跨预应力混凝土结构因其诸多优势而被广泛采用。
目前，我国在民用建筑中普遍采用的是网架、网壳、桁架、膜结构、薄壳结构等结构形式。
近几年，预应力混凝土结构在工程中的应用得到迅速发展，其设计越来越受到人们的关注。
以下将基于超长大跨度预应力混凝土结构设计要点对笔者所参与的工程实例展开分析，以期更好地凸显结构设计的整体效果。
2 超长大跨度预应力混凝土结构设计要点2.1 预应力筋的合理布置在超长大跨预应力混凝土结构中，预应力筋的合理配置是其关键所在。
一般情况下，梁的正、负的弯矩是呈抛物线形状的，因此，钢筋的排列也是按照交替的方式进行的。
在不等跨无梁大板结构设计中，梁与梁之间的板带跨中都是正弯矩范围，如果在该区域内有预应力钢筋弯曲，负弯矩区就会集中在该区域，这对板的受力是非常不利的。
合理的钢筋排列方式为在大多数跨中部位不弯曲预应力钢筋，而在接近立柱的负弯矩区会使局部预应力钢筋弯曲。
在进行此项工程时，着重于结构设计者的设计，以防止在工程中因预应力筋的布筋问题而产生误差。
此外，在设计时，采用四段抛物线的形式，并不适用于边跨板的预应力筋。
如果将四段抛物线结构应用于边跨板，则会导致边梁周围的应力超过安全值，从而导致边梁的抗裂性能无法达到规范的要求。
预应力混凝土梁设计规范
预应力混凝土梁设计规范一、前言预应力混凝土梁是一种常见的工程结构，具有高强度、高刚度、高稳定性等优点，被广泛应用于桥梁、隧道、建筑等领域。
本规范旨在规定预应力混凝土梁的设计、施工和验收要求，以确保工程质量，保障人民生命财产安全。
二、设计基础1. 材料性质要求（1）混凝土：按照《建筑混凝土及预制混凝土制品质量检验标准》（GB/T 50107）的要求进行检验。
（2）钢材：按照《钢材检验标准》（GB/T 700）的要求进行检验。
（3）预应力钢筋：按照《预应力混凝土结构用钢筋》（GB/T 5223）的要求进行检验。
2. 荷载要求（1）自重荷载：按照设计图纸计算。
（2）活载荷载：按照《公路桥梁设计荷载及规范》（JTG/T D60-2004）的要求计算。
（3）温度荷载：按照《公路桥梁设计荷载及规范》（JTG/T D60-2004）的要求计算。
3. 构件几何参数要求（1）截面尺寸：按照设计图纸要求确定。
（2）跨度：按照设计图纸要求确定。
（3）梁长：按照设计图纸要求确定。
（4）预应力筋的位置和数量：按照设计要求确定。
三、预应力设计1. 基本假设（1）混凝土工作状态符合破坏准则。
（2）预应力筋工作状态符合弹性准则。
（3）预应力筋的初始应力状态符合设计要求。
2. 预应力筋的确定（1）根据荷载大小和梁截面尺寸确定预应力筋的数量和位置。
（2）预应力筋的初张拉应力应在混凝土达到设计强度之后进行。
（3）预应力筋的张拉应力应按照设计要求进行控制。
3. 梁截面尺寸的确定（1）梁截面的高度应根据荷载大小、跨度和混凝土强度确定。
（2）梁截面的宽度应根据受力情况和施工要求确定。
4. 梁截面受力计算（1）混凝土受压区的受力计算：根据混凝土工作状态和设计荷载计算。
（2）预应力筋的受力计算：根据预应力筋的位置、数量、张拉应力和荷载计算。
（3）混凝土受拉区的受力计算：根据混凝土工作状态和设计荷载计算。
（4）截面抗弯承载力的计算：根据混凝土受压区、受拉区和预应力筋的受力计算结果计算。
混凝土设计与施工_07预应力砼构件
3、破坏阶段——极限承载力状态
极限状态时，受拉钢筋先屈服，后受压区混凝土压碎， 破坏时的应力状态与钢筋混凝土相似，计算方法相同。 特别注意：预应力混凝土结构的极限承载力也是以材料强 度耗尽而结束。 预应力对构件的承载力有什么影响
熟悉预应力混凝土结构所用材料的要求与实施；
掌握预应力混凝土结构预加力的方法。
§7.4预应力混凝土受弯构件受力阶段分析 一、预应力混凝土受弯构件的受力阶段分析与特点 设问： 预应力混凝土受弯构件的受力过程是怎样的呢 与普通钢筋混凝土受弯构件的受力阶段相同吗
预应力混凝土
施工阶段 使用阶段 破坏阶段
第七章
预应力砼结构的基本概念及计算
本章主要内容：
预应力混凝土结构的概念、特点、分类；
预应力混凝土结构的基本工作原理； 先张法和后张法的施工工艺、相同和不同点； 预应力混凝土结构对混凝土、预应力钢筋的要求； 锚具的分类及其受力原理；
预应力混凝土受弯钢筋受力阶段分析 ；
预应力损失
§7.1 概述
起的预应力损失； 这样可以尽早施加预应力，加快 台座、锚具、夹具的周转率，以利加快施工进度，降低间 接费用。
③快硬、早强
二、预应力钢筋
1、基本要求
预应力钢筋的强度越高越好。 为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具 有一定的塑性。 要求具有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦 粗的加工要求。 钢丝类预应力筋，还要求具有低松弛性和与混凝土 良好的粘结性能，通常采用‘刻痕’或‘压波’方 法来提高与混凝土粘结强度。
三、预应力混凝土结构优缺点
1、优点： （１）提高了构件的抗裂度和刚度。 （２）节约材料，降低造价。 （３）结构质量安全可靠。 （４）增强结构耐久性（durability）。 （５）能促进桥梁新体系的发展。 2、缺点： （１）工艺较复杂，对质量要求高。 （２）需要有一定的专门设备。 （３）预应力反拱不易控制。 （４）设计要求高。
预应力混凝土结构设计
基本概念
1、先张法与后张法
根据张拉预应力筋与浇筑混凝土先后顺序区分，本质差别 在施加预应力的途径不同，前者通过预应力筋与混凝土的 粘结力，后者通过端部锚具施加预应力
2、有粘结预应力筋束
浇砼前，在模板内按要求的形状，先安好不透水金属管道， 然后浇砼，预应力可在浇之前或砼达到一定程度后穿入， 张拉锚固后，以高压把水泥浆压入管道。
预应力损失
1、损失1：由于锚具变形与预应力筋内缩引起 2、损失2：由预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起 3、损失3：预应力筋与孔道之间的温差引起 4、损失4：预应力筋松弛（长度不变、应力逐小）引起 5、损失5：混凝土的收缩、徐变(应力不变，变形增加)引起 6、损失6：环向构件由于混凝土挤压导致预应力筋环的直径减小 引起
不等跨预应力梁的等效荷载
通过调整矢高改变等效荷载
通过调整预应力筋根数来调整等效荷载
总之:使用等效荷载法可以简化连续结构的分析与设计，与 普通混凝土计算方法相近，便于应用混凝土规范设计，是目 前进行预应力混凝土结构设计常用方法。
荷载平衡法
基本过程：
通过先确定要平衡的荷载，并根据荷载特点选定预应力筋线 形，然后确定矢高及预应力筋根数，再进行 应力、裂缝、 挠度及承载力等各项验算。 荷载平衡法的局限性 1、用荷载平衡法求得的预应力筋在中间支座处有尖角，与 实际情况不符，如在支座处使预应力筋平滑，则不再满足荷 载平衡，需要详细分析。 2、不能直接考虑预应力端部偏心引起的弯矩，也即端部预 应力筋不能有偏心。同时也不能考虑轴心力的影响。
次弯矩的计算及工程意义
根据砼规范6.1.7 M2=Mr-M1 Mr:综合弯矩；M1：主弯矩，Np*epn;各弯矩均以下部纤 维受拉为正。 由于次弯矩一直存在并保持不变，因此我国规范规定验算 各种极限状态时均要考虑次弯矩。一般认为，在正常使用 极限状态抗裂验算中，次弯矩对支座有利，对跨中不利。 对承载力的影响看法不一致。 预应力分项系数：进行抗裂验算时，预应力分项系数取 1.0，进行承载力计算时，有利时取1.0，不利时取1.2。 施加预应力对竖向约束构件的影响：一般情况下，对于以 竖向荷载为主的构件框架结构，由于预加力对侧向构件产 的次内力（主要是次弯矩）与外载作用产生的次弯矩相反， 所以是有利的。但对于水平荷载控制的构件可能不利.
混凝土预应力构件设计标准
混凝土预应力构件设计标准一、前言混凝土预应力构件是一种广泛应用于工程建设中的重要结构材料，其设计标准的制定对于保障工程质量和安全至关重要。
本文将详细介绍混凝土预应力构件设计标准的相关内容，包括材料选用、设计原则、计算方法、施工要求等方面，旨在为工程设计者提供一份全面的参考。
二、材料选用1.混凝土混凝土应符合GB/T 50080-2016《混凝土结构设计规范》的相关要求，其强度等级应根据工程要求进行确定。
在混凝土预应力构件中，预应力混凝土的强度等级应不低于C50。
2.钢材预应力钢材应符合GB/T 5223-2014《预应力混凝土用钢筋》的相关要求。
在预应力构件中，应选用高强度钢材，抗拉强度不应低于1860MPa。
3.预应力器材预应力器材应符合GB/T 14370-2015《预应力混凝土用螺纹钢筋及接头》的相关要求。
在预应力构件中，应选用可靠的预应力器材，以确保预应力钢筋的安全和可靠性。
三、设计原则1.受力状态混凝土预应力构件在受力状态下应满足以下要求：(1)在正常使用条件下，预应力钢筋的应力不应超过其屈服强度的70%。
(2)在极限状态下，预应力钢筋的应力不应超过其抗拉强度的80%，混凝土的压应力不应超过0.7fck，混凝土的拉应力不应超过0.3fck。
2.荷载设计混凝土预应力构件的荷载设计应符合GB 50010-2010《建筑结构荷载规范》的相关要求，根据工程实际情况和要求进行设计。
3.施工性要求混凝土预应力构件的设计应考虑施工的可行性和方便性，以确保施工的顺利进行。
同时，应注意预应力钢筋的布置和张拉方式，避免出现裂缝等施工缺陷。
四、计算方法1.截面设计混凝土预应力构件的截面设计应根据受力状态和荷载要求进行计算，以满足构件的强度和稳定性要求。
2.预应力设计预应力设计应根据受力状态和荷载要求进行计算，以满足预应力钢筋的安全和可靠性。
预应力设计应考虑预应力钢筋的伸长量、钢筋的初始应力、预应力钢筋的锚固长度等因素。
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预应力筋张拉后，由于各种原因其张拉应力会下降，这 一现象称为预应力损失。引起预应力损失的原因有六大类。 先分别找出这些损失出现的原因，再根据先张法和后张法的 施工特点，了解不同预应力损失的计算和组合。
最终有效预应力：
pe = con–l
2 预应力混凝土构件设计规定
①张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失l1
。 钢 筋：预应力钢筋宜采用钢丝、钢铰线，也可采用热处理钢
筋；普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335 级钢筋，也 可采用HPB235级钢筋。
2 预应力混凝土构件设计规定
2.1 张拉控制应力con
❖ con：张拉钢筋时，张拉设备上的测力计所指示的总
张拉力除以预应力筋面积。
❖ con的确定原则：与预应力的施加方式及钢筋的强度
收缩、徐变将引起构件缩短，所以钢筋回缩，引起l5。
直线：
l1
a l
Es
…9－1
曲线：
σl1
2σ l con f
μ rc
k
1
x lf…9－2ຫໍສະໝຸດ 减少l1预应力损失的措施：
小变形夹具，减少垫板，增加台座长度。
2 预应力混凝土构件设计规定
②预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的损失l2
σl2
σ
con
1
1 e kx μθ
…9－4
减少l2预应力损失的措施：
减少摩擦，两端张拉，超张拉。
2 预应力混凝土构件设计规定
利用超张拉工序可以减少l4
超张拉工序：
第一种： 从 01.03con 第二种： 从 01.05con(持荷2min) con
原理：超张拉的持荷2min，已将部分松 弛在
钢筋锚固前完成，所以可达到减少l4的目的。
2 预应力混凝土构件设计规定
⑤混凝土收缩、徐变引起的预应力损失l5
预应力混凝土的优、缺点
a.成本高。
缺点
b. 材料质量要求高。 c.工序复杂
d. 技术水平要求高
1 预应力混凝土的基本知识
1.2预应力混凝土的分类
根据制作、设计和施工的特点，可以有不同的分类：
1.先张法和后张法 钢筋张拉先于混凝土浇筑——先张法 钢筋张拉后于混凝土浇筑——后张法
2.全预应力和部分预应力 全截面受压——全预应力 部分截面受压——部分预应力
3.有粘结预应力和无粘结预应力 预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起——有粘结
1 预应力混凝土的基本知识
1.3预应力的建立方法
A、先张法
张拉钢筋 支模、浇混凝土 混凝土达到一 定强度剪钢丝 产生预应力
①张拉钢筋 ②浇注混凝土
③剪断钢筋
1 预应力混凝土的基本知识
B、后张法
浇混凝土，预留孔道 达到强度，穿筋 张拉钢筋，锚固 产生预应力 孔道灌浆
难以利用高强度钢筋。与wmax对应的s = 200N/mm2。 而高强钢丝强度可达1600N/mm2以上 。
1 预应力混凝土的基本知识
预应力基本原理 预应力：在混凝土结构承受使用荷载之前的制作阶段
预先对混凝土施加应力。
ep
Np
pc
c
全预应力混凝土 有限预应力混凝土 部分预应力混凝土
1 预应力混凝土的基本知识
2 预应力混凝土构件设计规定
③受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的损失l3
加热养护：此时混凝土未硬结，钢筋自由伸长，而台 座不动。钢筋松了––– 产生温差损失。
t st 通常 1.0105 /C
l3 st Es 2.0105 1.0105 t 2t …9－5
减少l3预应力损失的措施
采用二次升温养护：t 020 C使混凝土达到 一定强度，再升温。
2 预应力混凝土构件设计规定
④预应力钢筋的应力松弛引起的损失l4
应力松弛现象：指钢筋在高应力状态下，由于钢筋的塑性
变形而使应力随时间的增长而降低的现象。 钢筋长度不变，应力随时间增长而降低。
应力松弛损失的特点： ❖与预应力钢筋种类有关。预应力钢筋种类不同，则损 失大小不同； ❖与张拉时间有关，先快后慢。第1小时完成50%， 24小时完成80%。
1 预应力混凝土的基本知识
预应力混凝土的优、缺点
优点
a. 提高构件的抗裂能力。
b. 增大了构件的刚度，减小挠度，耐久 性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。 c.充分利用高强度材料的性能。预应力 筋 Nu NPy d. 扩大了构件的使用范围：减轻自重，
加大跨度，提高适用能力。
1 预应力混凝土的基本知识
日常生活中有许多应用预应力的例子。
1 预应力混凝土的基本知识
日常生活中有许多应用预应力的例子。
1 预应力混凝土的基本知识
预应力混凝土构件的受力特征
提高了构件的抗裂性； 预应力的大小可根据需要调整。 在使用荷载下，预应力混凝土构件基本处于弹性工作
阶段(未裂)。 施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。
本章重点
➢ 预应力混凝土的概念及其优点 ； ➢ 施加预应力的方法及预应力混凝土材料的要求； ➢ 预应力损失的原因及其计算和组合； ➢ 预应力混凝土构件的受力性能分析；
➢ 预应力混凝土构件的截面设计。
1 预应力混凝土的基本知识
1.1 一般概念
普通混凝土的缺点
在使用荷载下带裂缝工作，影响使用功能、耐久、 刚度 和抗疲劳性。
标准值fptk有关。
2 预应力混凝土构件设计规定
确定con时考虑的因素
❖con 增加。产生的预应力大，抗裂性好。 所以 con > 0.4 fptk。
❖ con 过高，可能引起张拉时个别钢丝拉断，
所以 ，控制应力的大小必须适当。
❖ con 过高，施工阶段可能引起构件某些部分
受拉开裂或局部受压破坏。
①浇注混凝 土
②穿钢筋、张拉、锚固
③灌浆
1 预应力混凝土的基本知识
❖ 先张法、后张法有各自适用范围和优、缺点。 ❖ 无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工
艺相结合。
非预应力 钢筋
1 预应力混凝土的基本知识
1.4 预应力混凝土构件的材料
混凝土：一般要求不应低于C30；采用钢丝，钢铰线，热处理 钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C40
2 预应力混凝土构件设计规定
张拉控制应力限值
钢筋种类
消除应力钢丝、钢绞线 热处理钢筋
张拉方法
先张法
后张法
0.75 fptk 0.70 fptk
0.75fptk 0.65 fptk
在考虑提高施工阶段的抗裂性及减少应力松驰、摩 擦、钢筋分批张拉及台座之间的温差损失时，可以提高 0.05fptk。
2 预应力混凝土构件设计规定