新预应力混凝土构件设计
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收缩、徐变将引起构件缩短，所以钢筋回缩，引起l5。
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
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
直线：
l1
a l
Es
…9－1
曲线：
σl1
2σ l con f
μ rc
k
1
x lf
…9－2
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。
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。
2.2 预应力损失l
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
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。
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
。 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
预应力混凝土的优、缺点
a.成本高。
wenku.baidu.com
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
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%。
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
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
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。
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
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
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
直线：
l1
a l
Es
…9－1
曲线：
σl1
2σ l con f
μ rc
k
1
x lf
…9－2
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。
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。
2.2 预应力损失l
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
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。
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
。 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
预应力混凝土的优、缺点
a.成本高。
wenku.baidu.com
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
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%。
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
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
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。
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