预应力混凝土构件设计[详细]
4.预应力混凝土受弯构件的设计(精)
1．预应力钢丝、钢绞线
l 5 (0.52 Pe
f PK 0.26) Pe
—超张拉系数，一次张拉时， 式中： ＝1．0； ＝o．9； 超张拉时， —钢筋松弛系数，I级松弛(普通松弛)，取 ＝
以实例说明预应力混凝土的基本原理：
如图一混凝土简支梁，承受均布荷载 (包括自 重)。试计算跨中截面的的应力。
跨中弯矩：M=qll/8=15 ×4 ×4/8=30kn m 跨中截面应力： σ=M/W=± 10MPa 从计算结果看出，梁的下缘拉应力已大大超过混 凝土的抗拉设计强度，而上缘压应力却还远未达 到抗压设计强度。
(二)加筋混凝土结构的分类 1.国外加筋混凝土结构的分类
Ⅰ级：全预应力－在全部荷载最不利组合作用
下，截面上混凝土不出现拉应力； Ⅱ级：有限预应力－在全部荷载最不利组合作 用下，截面上混凝土允许出现拉应力，但不开 裂（拉而不裂）； Ⅲ级：部分预应力－在全部荷载最不利组合作 用下，构件截面上混凝土允许出现裂缝，但裂 缝宽度不超过限值（裂而有限）。 Ⅳ级：普通钢筋混凝土结构。
2)加筋混凝土构件的分类
全预应力混凝土结构－正截面上不出现拉应 力，； 部分预应力混凝土结构－正截面出现拉应力或出 现不超过规定宽度的裂缝，； 钢筋混凝土结构－无预加应力的混凝土结构，。
二.部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土
(一)部分预应力混凝土结构的基本概念
部分预应力混凝土又分为A类构件和B类构件两种 情况。 部分预应力混凝土： A类构件——在作用(或荷载)短期效应下，控 制截面受拉边缘允许出现拉应力，但应控制拉应 力不得超过某个允许值。 B类构件——在作用(或荷载)短期效应下，允 许出现裂缝，但对最大裂缝宽度加以限制。
预应力混凝土构件设计的一般规定(混凝土结构设计原理)
预应力损失的组合
预应力损失的组合 混凝土预压前 （第一批）损失lI 混凝土预压后 （第二批）损失lII 先张法构件 后张法构件
l1 +l2+l3 +l4 l5
l1 +l2 l4 +l5+l6
考虑到预应力损失计算的误差，在总损失计算值过小时，产 生不利影响，《规范》规定当总损失值l =lI +lII小于下列数 值时，按下列数值取用，
5 5 1 10 2 10 Dt 2Dt l 3 110 Es Dt
5
9.2 预应力混凝土构件设计的一般规定
第9章 预应力混凝土构件设计
减少温差引起的预应力损失的措施
⑴采用两次升温养护。先升温20~25℃，待混凝土强度达到
7.5～10N/mm2后，混凝土与预应力钢筋之间已具有足够的粘结 力而结成整体；当二次升温时，二者可共同变形。 ⑵在钢模上张拉预应力钢筋。
钢筋种类 预应力钢丝、钢绞线 热处理钢筋 张拉方法 先张法 0.75 fptk 0.70 fptk 后张法 0.75 fptk 0.65 fptk
9.2 预应力混凝土构件设计的一般规定
第9章 预应力混凝土构件设计
因为对预应力筋的张拉过程是在施工阶段进行的，同时张拉
预应力筋也是对它进行的一次检验，所以表中[con]是以预应力 筋的标准强度给出的，且[con]可不受抗拉强度设计值的限制。 在下列情况下， [con]可提高0.05 fptk： ⑴ 为提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内 设置的预应力筋； ⑵为部分抵消应力松弛、摩擦、分批张拉和温差产生预应力损
◆ 由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果，
称为有效预应力。因此，预应力损失是预应力混凝土结构设 计和施工中的一个关键的问题。
预应力混凝土结构概述(结构设计)
预应力混凝土结构的优缺点
预应力混凝土结构的主要优点
①提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此适用于对裂 缝要求严格的结构；
②由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻结构自 重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件；
③提高了构件的刚度，减少构件的变形，因此适用于对构件的刚 度和变形控制较高的结构构件；
④可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；
⑤预应力可做为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方 法的发展。
预应力还可以提高结构的耐疲劳性能,这对承受动荷载的桥梁结 构来说是很有利的。
IV级：钢筋混凝土结构。
国内配筋混凝土结构的分类
根据国内工程习惯，我国对以钢材为配筋的配筋混凝土结构系 列，采用按其预应力度分成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和 钢筋混凝土等三种结构的分类方法。
（1）预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的预应力度（λ）定义为由预加应力 大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩Ms的比值，即
预应力混凝土构 件的预 到零时的弯矩
按作用（或荷载）短期 效应组合计算的弯矩值
（2）配筋混凝土构件的分类
全预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的正 截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压），即 λ≥1；
部分预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的 正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即1＞ λ ＞0；
国内外配筋混凝土结构的分类
国外配筋混凝土结构的分类
I级：全预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝 土不出现拉应力；
II级：有限预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上 混凝土允许出现拉应力，但不超过其抗拉强度（即不出现裂缝）；在 长期持续荷载作用下，混凝土不出现拉应力；
预应力混凝土构件设计
预应力混凝土构件设计在现代建筑工程中，预应力混凝土构件凭借其独特的性能优势，得到了广泛的应用。
预应力混凝土构件设计是一项复杂而关键的工作，它需要综合考虑众多因素，以确保构件在使用过程中能够安全、可靠地发挥作用。
预应力混凝土，简单来说，就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，从而使混凝土在受拉区预先产生压应力。
这样一来，在使用过程中，当构件承受外荷载产生拉应力时，首先要抵消预先施加的压应力，从而推迟裂缝的出现，提高构件的抗裂性能和刚度。
预应力混凝土构件的设计首先要明确设计要求。
这包括构件的使用功能、跨度、荷载条件、工作环境等。
例如，对于大跨度的桥梁构件，需要考虑车辆荷载、风荷载等；而对于工业厂房中的构件，则可能要承受较大的吊车荷载。
同时，工作环境的不同，如是否处于腐蚀性环境，也会对混凝土和预应力筋的材料选择产生影响。
材料的选择在预应力混凝土构件设计中至关重要。
混凝土应具有高强度、低收缩和徐变特性。
高强度的混凝土能够更好地与预应力筋协同工作，提高构件的承载能力。
常见的高强度混凝土等级有 C50、C60 等。
预应力筋通常采用高强度钢丝、钢绞线或螺纹钢筋。
这些材料具有较高的抗拉强度和良好的塑性性能。
预应力损失的计算是设计中的一个重要环节。
预应力损失主要包括锚具变形和钢筋内缩引起的损失、预应力筋与孔道壁之间的摩擦损失、蒸汽养护温差引起的损失、钢筋松弛引起的损失、混凝土收缩和徐变引起的损失等。
准确计算这些损失，对于确定预应力筋的张拉控制应力以及最终在构件中建立的有效预应力至关重要。
在设计预应力混凝土构件的截面时，需要综合考虑受力性能和经济性。
对于受弯构件，如梁，要根据弯矩分布合理确定截面的形状和尺寸。
通常，采用 T 形或箱形截面可以提高构件的抗弯能力。
对于受压构件，如柱，要保证截面具有足够的抗压能力。
构件的配筋设计也是关键的一步。
预应力筋的布置应根据构件的受力特点进行，既要满足承载能力的要求，又要保证施工的便利性。
预应力混凝土梁设计方案
预应力混凝土梁设计方案1.引言预应力混凝土梁是一种常用于桥梁和建筑结构中的重要构件。
本文将介绍一种基于预应力技术的混凝土梁设计方案。
通过预应力设计，可以提高梁的承载能力，增强结构的抗震性能，延长梁的使用寿命。
2.设计步骤本设计方案遵循以下步骤：1.确定设计要求和荷载标准；2.选择合适的预应力方式；3.计算梁的尺寸和截面特性；4.优化梁的布局和预应力设计；5.进行梁的细部设计和施工工序确定；6.进行梁的验算和评估。
3.设计要求本设计方案的设计要求如下所示：梁的承载能力满足使用要求；结构的抗震性能符合相关标准；施工过程中保证施工安全和质量；结构的维护和使用方便。
4.预应力方式本设计方案采用预应力混凝土梁的设计方案。
预应力混凝土梁通过在施工过程中施加预先计算好的预应力，可使梁在使用过程中产生压应变，从而增加其承载能力和抗震性能。
5.梁的尺寸和截面特性根据设计要求和荷载标准，确定梁的尺寸和截面特性是设计的重要一步。
梁的尺寸和截面特性的计算需要考虑到荷载、预应力力度、材料的强度和工作性能等因素。
6.梁的布局和预应力设计梁的布局和预应力设计是优化梁设计的关键环节。
通过合理的布局和预应力设计，可以使梁的受力更加均匀，降低应力集中。
7.梁的细部设计和施工工序确定在梁的细部设计和施工工序确定阶段，需要综合考虑梁的具体施工方法和工艺要求，确定梁的细部构造和施工过程中的控制要点。
8.梁的验算和评估梁的验算和评估是确保设计方案可行性和安全性的重要步骤。
在进行梁的验算和评估时，需要综合考虑梁的荷载和外力作用、预应力力度、材料的强度和工作性能等因素。
9.结论本文通过介绍了预应力混凝土梁的设计方案，包括设计步骤、设计要求、预应力方式、梁的尺寸和截面特性、梁的布局和预应力设计、梁的细部设计和施工工序确定、梁的验算和评估等内容。
通过合理的设计和施工，预应力混凝土梁能够满足使用要求，提高结构的承载能力和抗震性能，延长梁的使用寿命。
预应力混凝土结构设计
预应力筋的线形主要与荷载作用下的弯矩图有关， 一般框架梁中采用四段抛物线形。 边支座处的预应力筋矢高根据弯矩大小可适当降低。
定义总信息
定义预应力线形
完成线形布置
等效荷载简图
步骤3：框架内力计算
执行菜单2，3，进入 SATWE进行计算
计算单位预应力等效 荷载作用下的综合内 力，并根据修改后的 预应力筋用量求得综 合内力及次内力
框架设计中的几个问题：
2）柱的第三弯矩有多大？ 对于大跨度预应力框架结构，通常预加应力在 柱内产生的附加弯矩和竖向荷载产生的弯矩方 向相反，且其值不大，若不考虑这一附加弯矩 通常是偏安全的。
框架设计中的几个问题：
3）预应力梁张拉端采用梁侧加腋时预应力损失 的计算？
现行工程实践中往往忽略，未作精确计算，导 致偏于不安全。
三、常用材料
1.混凝土： 当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作为预应 力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 实际工程中： 预应力混凝土框架构件的混凝土强度等级不 宜低于C40；平板及其它构件不应低于C30。
三、常用材料
2.预应力钢筋： 在后张法预应力构件或结构中宜采用高强度 低松弛钢绞线。对无粘结预应力构件宜选用 无粘结预应力钢绞线。
ct
( M sk M p ) yt I
N pe A
以中支座梁顶为例： ct
4.32 5.0MPa
新规范不再采取名义应力法，而直接计算裂缝宽度：
பைடு நூலகம்ax
d eq sk cr (1.9c 0.08 ) Es te
三级— — 允许出现裂缝的构件 按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的 最大裂缝宽度应符合下列规定：
预应力混凝土构件预应力设计技术规程
预应力混凝土构件预应力设计技术规程一、引言预应力混凝土构件是一种优秀的结构形式，其采用预先施加的预应力，可以大大提高混凝土构件的承载能力和耐久性。
预应力混凝土构件的预应力设计是其设计中关键的环节，本文将从材料的选择、预应力钢筋的布置、预应力损失的计算、锚固长度的确定、锚固系统的设计等方面进行详细的阐述，以期为相关人员提供一份全面的、具体的、详细的技术规程。
二、材料的选择1、混凝土材料预应力混凝土结构的混凝土应符合国家标准GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》的要求，其强度等级不应低于C30。
混凝土的配合比应根据工程要求进行合理配制，以满足预应力混凝土构件设计的要求。
2、预应力钢筋材料预应力混凝土结构的预应力钢筋应符合国家标准GB/T 5224-2003《预应力混凝土用钢筋》的要求。
预应力钢筋的强度等级不应低于1770MPa，其抗拉强度应符合设计要求。
3、锚固系统材料锚固系统材料应符合国家标准GB/T 14370-2015《预应力混凝土用锚具》的要求。
锚具的材质应符合设计要求，其抗拉强度和耐腐蚀性能应满足设计要求。
三、预应力钢筋的布置1、预应力钢筋布置的原则预应力钢筋的布置应根据构件的荷载和受力状态进行设计。
布置应均匀、合理，以保证预应力钢筋的作用效果。
同时，应考虑预应力钢筋的锚固长度、构件截面尺寸等因素，以保证预应力钢筋的锚固效果。
2、预应力钢筋的布置方法预应力钢筋的布置方法应根据构件的几何形状和荷载状态进行设计。
一般采用单向预应力或双向预应力布置。
单向预应力常用于板、梁等构件，双向预应力常用于柱、墙等构件。
四、预应力损失的计算预应力损失是指预应力钢筋在施工过程中或运输中由于各种因素所造成的预应力损失。
预应力损失的计算是预应力设计的重要环节，其准确性直接影响到预应力混凝土构件的安全性和经济性。
预应力损失可分为短期预应力损失和长期预应力损失。
其中，短期预应力损失主要包括：初始预应力损失、传输长度损失、锚固长度损失和摩擦损失；长期预应力损失主要包括：徐变损失、收缩损失和弛豫损失。
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。
钢筋混凝土构件的预应力设计和施工方法
钢筋混凝土构件的预应力设计和施工方法钢筋混凝土是在建筑结构中广泛使用的一种材料。
为了提高构件的承载能力，我们可以采用预应力技术。
本文将介绍钢筋混凝土构件预应力设计及其施工方法。
一、预应力设计1. 预应力的基本原理预应力技术是采用预先施加张力的方法，在构件中形成一定程度的压应力，从而提高构件的承载能力。
预应力可以采用桥梁预应力、压板式预应力、灌浆式预应力等多种方法。
2. 预应力设计的基本步骤（1）确定结构模型及受力状况在进行预应力设计时，首先需要确定结构模型及受力状况，确定构件的几何尺寸、材料性能、受力情况等参数。
（2）确定预应力筋的数量和位置在进行预应力设计时，需要确定预应力筋的数量和位置，以满足构件的承载要求。
（3）计算预应力筋的预应力量和张拉长度在进行预应力设计时，需要计算预应力筋的预应力量和张拉长度，以确保预应力达到设计要求。
（4）计算构件的应力、挠度等指标在进行预应力设计时，需要计算构件的应力、挠度等指标，以满足构件的使用要求。
二、施工方法1. 预制构件的加张预制构件的加张是将预应力筋在工厂内进行张拉，然后将构件的两端与张拉端头相连接，形成预应力的方法。
预制构件的加张可以在工厂内控制质量，提高施工效率。
2. 现浇构件的加张现浇构件的加张是将预制板式预应力筋与混凝土件配合，在混凝土浇筑前，将预应力筋张拉在模板内，然后浇筑混凝土。
现浇构件的加张适用于无法在工厂内预应力的大型构件和特殊形状构件。
3. 灌浆加张灌浆加张是将预应力筋与混凝土分离，然后使用泵将膨胀填充剂灌入预应力筋周围的空间，从而形成一定程度的预应力。
灌浆加张适用于既要求预应力，又要求构件实现精细装配的场合。
三、总结预应力技术是提高钢筋混凝土构件承载能力的有效方法。
在预应力设计时，需要确定结构模型及受力状况，计算预应力筋的数量和位置、预应力量和张拉长度、构件的应力、挠度等指标。
在施工时，可以采用预制构件的加张、现浇构件的加张、灌浆加张等方法。
预应力混凝土构件设计
9.1.2预应力混凝土的分类
根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以有不同的分类：
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
部分截面受压—Байду номын сангаас部分预应力
2.全预应力和部分预应力
全截面受压——全预应力
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
后张法：
…9－9
…9－8
混凝土结构设计原理
第 9 章
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6.混凝土的局部挤压引起的预应力损失l6
后张法中，用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件：电杆、水池、压力管道等，直接在混凝土上进行预应力钢筋的张拉。这时钢筋对构件产生外壁的径向压力，使混凝土局部挤压，构件的直径局部减小，带来一圈内钢筋周长的减小，因而钢筋松驰，引起l6。
混凝土结构设计原理
第 9 章
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§9.1
预应力混凝土的基本知识
1. 预应力混凝土的基本原理
9.1.1 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。
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 。
l –––张拉端至锚固端距离。
lf –––反向摩擦影响长度， m；
…9－3
a–––张拉端锚具变形和钢筋回缩量；
式中：
混凝土结构设计原理
第 9 章
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2. 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失l2
x ––– 从张拉端至计算截面的孔道长度，m，可用投影长度；
––– 从张拉端至计算截面曲线孔道长度的夹角，rad。
混凝土预应力设计
混凝土预应力设计混凝土预应力设计是一项关键的结构设计过程，它旨在通过在混凝土构件中引入预应力来提高其承载能力和性能。
预应力设计可以应用于多种结构类型，如桥梁、大楼、水坝等，以满足不同工程项目的需求。
在本文中，将介绍混凝土预应力设计的原理、需要考虑的因素以及常见的预应力设计方法。
一、混凝土预应力设计原理混凝土预应力设计的原理是在混凝土构件内部施加合适的预应力，以抵消结构在使用过程中所承受的外部荷载产生的拉力。
通过引入预应力，可以使混凝土在受力状态下更加紧凑和均匀，从而提高结构的承载能力和抗震性能。
预应力可以通过两种方式施加：预应力混凝土构件和后张预应力混凝土构件。
预应力混凝土构件是在混凝土浇筑之前，通过在混凝土构件内部施加的钢材或高强度钢缆来施加预应力。
这种设计方法可以使混凝土构件紧凑地包裹预应力材料，并形成一种协同工作的状态，从而提高了结构的刚度和承载能力。
后张预应力混凝土构件是在混凝土完全凝固后，通过在混凝土外表面施加预应力。
这种设计方法常用于需要在混凝土构件施工后进行调整或修正的情况，它具有施工过程中调节的灵活性和方便性。
二、混凝土预应力设计的考虑因素在进行混凝土预应力设计时，需要考虑多个因素，以确保设计的准确性和可行性。
以下是一些需要考虑的主要因素：1. 荷载特征：混凝土构件所承受的荷载类型、大小和作用方式对于预应力设计至关重要。
常见的荷载类型包括常规荷载、地震荷载和温度荷载等。
2. 预应力材料：选择合适的预应力材料是混凝土预应力设计中的重要步骤。
预应力材料一般包括高强度钢材、钢缆和预应力混凝土等。
预应力材料应满足设计要求，并具有足够的抗拉强度和耐久性。
3. 锚固系统：锚固系统用于将预应力材料固定在混凝土构件中，并传递预应力。
合理设计的锚固系统能够有效地传递预应力，并确保结构的安全性和稳定性。
4. 构件尺寸和几何形状：混凝土构件的尺寸和几何形状对预应力设计具有重要影响。
合理选择构件的尺寸和几何形状可以减少预应力材料的消耗，并提高结构的经济性和施工效率。
预应力混凝土梁的设计方法
预应力混凝土梁的设计方法一、引言预应力混凝土梁是一种常见的构件，其具有承载能力强、刚度大、耐久性好等优点，广泛应用于桥梁、隧道、地铁等工程中。
预应力混凝土梁的设计方法是工程设计中一个重要的环节，本文将详细介绍预应力混凝土梁的设计方法。
二、预应力混凝土梁的构造形式预应力混凝土梁的构造形式主要有两种：一种是预应力预制混凝土梁，另一种是现浇预应力混凝土梁。
预应力预制混凝土梁是在工厂内预制，然后运输到工地使用，其优点是质量稳定、施工速度快，但缺点是不能适应各种跨度和截面形状的需要；现浇预应力混凝土梁是在工地现场浇筑，适应性强，但需要现场加工和养护，施工周期长。
三、预应力混凝土梁的设计基础1.荷载特征值预应力混凝土梁的设计需要根据实际荷载工况进行，荷载特征值是设计的基础。
常见的荷载特征值有活载荷载特征值、静载荷载特征值、风荷载特征值等。
2.材料特征值预应力混凝土梁的设计需要考虑到材料的强度和特性，常见的材料特征值有混凝土强度特征值、钢筋强度特征值、预应力钢筋强度特征值等。
3.构件几何参数预应力混凝土梁的设计还需要考虑到构件的几何参数，包括跨度、截面形状、截面尺寸等。
四、预应力混凝土梁的设计步骤1.确定截面形状和尺寸预应力混凝土梁的截面形状和尺寸应根据跨度和荷载特征值进行选择。
常见的截面形状有矩形、T形、箱形等，截面尺寸应满足强度和刚度要求。
2.确定受力状态和受力原理预应力混凝土梁在使用过程中受到多种荷载作用，包括弯矩、剪力、轴力等。
设计时需要确定受力状态和受力原理，以满足强度和刚度要求。
3.确定预应力筋的布置和张拉方式预应力混凝土梁需要通过预应力筋来抵抗外荷载，预应力筋的布置和张拉方式对梁的强度和刚度有很大影响。
设计时需要根据跨度和荷载特征值来确定预应力筋的布置和张拉方式。
4.确定混凝土强度等级和钢筋配筋率混凝土强度等级和钢筋配筋率是预应力混凝土梁设计中的重要参数，需要根据实际工况进行选择。
5.进行荷载和强度计算在确定了梁的截面形状、尺寸、受力状态、预应力筋布置和混凝土强度等级后，需要进行荷载和强度计算，以验证梁的强度和刚度是否满足要求。
预应力混凝土柱设计
预应力混凝土柱设计一、引言预应力混凝土柱是一种广泛应用于建筑结构中的重要构件。
它具有较高的强度和刚度，能够有效抵抗荷载的作用，提高结构的整体性能。
本文将就预应力混凝土柱的设计方法、参数选择和施工要点等方面进行探讨。
二、预应力混凝土柱的设计方法1. 受力分析在进行预应力混凝土柱的设计之前，首先需要进行受力分析。
通过对柱体荷载、支座反力和外部约束条件等进行分析，确定柱体在受力状态下的内力分布和变化规律。
2. 截面选取根据受力分析的结果，选择合适的柱截面形式。
常见的柱截面有矩形、圆形、T型等形式，选择时需要考虑受力性能、施工工艺和经济合理性等因素。
3. 钢筋布置根据选定的柱截面形式，进行钢筋的布置。
钢筋的布置应满足受力要求，并考虑柱内钢筋的间距、保护层厚度和施工工艺等问题。
4. 预应力筋设计选择合适的预应力筋以提高柱体的受力性能。
预应力筋的设计需要考虑预应力水平、预应力位置和预应力力值等因素，并进行计算确定。
5. 节段设计对于高度较大的柱体，可以考虑进行节段设计。
通过在柱体上设置节段，可以减小柱体的受力范围，提高其承载能力和变形性能。
三、预应力混凝土柱设计参数选择1. 强度等级预应力混凝土柱的强度等级选择应满足设计要求和工程实际，一般根据柱体所处的结构部位、受力形式和承载能力等进行选择。
2. 受压区高度在预应力混凝土柱的设计中，需要确定受压区高度。
受压区高度的选择既要满足设计要求，又要考虑到施工工艺和经济合理性。
3. 预应力水平预应力混凝土柱的预应力水平选择需要根据荷载和施工工艺等因素进行确定。
预应力水平的选择应保证柱体在设计寿命内有足够的承载能力和变形性能。
四、预应力混凝土柱的施工要点1. 模板安装和调整预应力混凝土柱的施工首先需要进行模板的安装和调整。
模板的安装应牢固可靠，模板的调整应满足柱截面尺寸和几何要求。
2. 钢筋安装在模板安装完成后，进行钢筋的安装。
钢筋的安装应满足设计要求，并保证钢筋与模板之间的间隙符合要求。
预应力混凝土结构设计原理
预应力混凝土结构设计原理预应力混凝土（Prestressed Concrete）是一种具有高度预应力的混凝土结构材料。
与传统的钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土具有更高的强度和刚度，能够承受更大的荷载，同时减小结构变形和裂缝的发生。
本文将详细介绍预应力混凝土结构设计的原理和方法。
一、预应力混凝土的概念和特点预应力混凝土是指在混凝土施工之前，通过预先施加一定的压应力于钢筋或钢束上，使其产生预应力，并与混凝土一同工作以达到增强结构强度和抗震性能的目的。
其特点如下：1. 预应力混凝土具有较高的强度和刚度，能够承受较大的荷载。
2. 由于预应力的存在，混凝土结构的变形和裂缝发生的可能性较小。
3. 预应力混凝土的施工难度较大，对材料和施工质量要求较高。
二、预应力混凝土结构设计原理预应力混凝土结构的设计原理基于弹性力学和混凝土强度理论。
在设计过程中，需要考虑以下几个关键因素：1. 荷载和荷载组合：根据结构所处的使用环境和设计要求，确定荷载类型和荷载组合，包括恒载、活载和地震荷载等。
2. 结构的几何形状：包括截面形状、跨径长度和构件布置等。
3. 材料特性：包括混凝土和预应力钢材的力学性能和耐久性能等。
4. 预应力方式和力量：根据结构的要求和设计目标，确定适当的预应力方式和施加的预应力力量。
三、预应力混凝土结构设计步骤预应力混凝土结构设计的一般步骤如下：1. 了解结构要求和设计目标。
2. 确定结构的几何形状和荷载要求。
3. 选择合适的预应力方式和力量。
4. 进行结构的受力分析和计算。
5. 设计结构的截面尺寸和预应力布置方式。
6. 进行结构的验算和抗震性能评估。
7. 编制结构施工图纸和技术规范。
8. 进行结构施工和监督。
四、预应力混凝土结构设计的优点和应用领域预应力混凝土结构由于其较高的强度和刚度，广泛应用于工业和民用建筑领域。
其优点包括：1. 结构强度高，能够满足大跨度和高荷载的需求。
2. 结构变形小，使得建筑物使用更加舒适和稳定。
第11章 预应力混凝土构件(新)
1、冷拉低合金钢筋
◆ 通常将Ⅳ级热轧钢筋经冷拉后作为预应力筋，抗拉强度可
达580MPa。
◆ 为解决粗直径钢筋的连接问题，钢筋表面轧制成不带纵向
肋的精制螺纹，可用套筒直接连接。
◆ 但随着近年来高强钢丝和钢绞线的大量生产，这种预应力
筋的应用已很少。
11.2 预应力混凝土的材料及锚夹具
第11章 预应力混凝土构件设计
11.1 预应力混凝土的概念
第11章 预应力混凝土构件设计
部分预应力混凝土 定义：在使用荷载作用下受拉区允许出现拉 应力或裂缝。 优点：克服全预应力构件的不足，可合理控 制裂缝
11.1 预应力混凝土的概念
第11章 预应力混凝土构件设计
（2）按照预应力筋与混凝土之间的粘结状态 分 有粘结: 预应力筋沿全长与周围混凝土粘 结 无粘结：预应力筋沿全长与混凝土不粘结、 发生相对滑动
◆ 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。同时还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。 ◆ 对钢丝类预应力筋，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。
11.2 预应力混凝土的材料及锚夹具
第11章 预应力混凝土构件设计
★有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具垫 板的尺寸；
★强度早期发展较快，可较早施加预应力，加快施工速度，提高 台座、模具、夹具的周转率，降低间接费用
一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30，当采用高 强钢丝时不低于C40。
11.2 预应力混凝土的材料及锚夹具
第11章 预应力混凝土构件设计
11.3 张拉控制应力和预应力损失
11.1 预应力混凝土的概念
预应力混凝土梁的设计与施工
预应力混凝土梁的设计与施工一、前言预应力混凝土梁是结构工程中常见的一种构件，其具有较高的承载能力和抗震性能。
本文将介绍预应力混凝土梁的设计和施工流程，并详细阐述其相关的技术细节。
二、设计1. 材料选择预应力混凝土梁的材料应该选择优质的水泥、骨料、砂子和钢筋，保证其强度等级和质量符合规定要求。
同时，应注意材料的搭配比例和配合均匀性，避免出现材料不均匀导致的强度不足等问题。
2. 设计理论预应力混凝土梁的设计应遵循弹性理论和极限状态设计原则。
在设计过程中，需要考虑荷载、材料性能、结构形式等因素，并进行合理的计算和分析。
同时，还要注意结构的可靠性和安全性，确保梁的强度和稳定性能够满足使用要求。
3. 设计流程预应力混凝土梁的设计流程一般包括以下步骤：（1）确定结构形式和布置方式；（2）选择材料和混凝土配合比；（3）计算梁的截面尺寸、受力状态和预应力力度；（4）确定钢筋的直径、数量和布置方式；（5）校核梁的强度和稳定性；（6）编制施工图和构造图纸。
三、施工1. 预制场地准备预应力混凝土梁的制作需要在预制场地进行，因此需要对预制场进行准备。
首先要选用平整、坚实和无松软土层的场地，同时需要进行地面整平和压实。
在场地中心设置塔吊，方便搬运材料和构件。
2. 钢筋加工和预应力张拉在预制场地进行钢筋加工和预应力张拉。
首先要对钢筋进行弯曲和切割，按照设计要求制作成不同的形状和尺寸。
然后将钢筋搭配成预应力筋束，施加预应力力度，使其产生一定的预应力。
预应力张拉需要在专业人员的指导下进行，严格控制预应力力度和张拉过程。
3. 模板制作和混凝土浇筑模板的制作需要按照设计图纸进行，制作成梁的截面形状和尺寸相符的模板，确保模板的平整度和精度。
混凝土浇筑需要在模板制作完成后进行，先进行模板表面的涂油处理，然后进行混凝土的浇筑和振捣，使其均匀分布在模板内。
4. 预应力筋束的安装和张拉混凝土浇筑完成后，需要进行预应力筋束的安装和张拉。
首先要在混凝土表面开设孔洞，将预应力筋束穿过孔洞，然后在梁两端进行预应力张拉。
预应力混凝土梁设计
预应力混凝土梁设计预应力混凝土梁是建筑结构中常见的一种构件，其具有优良的承载能力和耐久性，被广泛应用于桥梁、高楼、大跨度结构等工程中。
在设计预应力混凝土梁时，需要考虑到多种因素，包括荷载、预应力布置、截面形状等。
本文将从这些方面对预应力混凝土梁的设计进行深入探讨。
一、荷载计算在设计预应力混凝土梁时，首先需要进行荷载计算。
荷载包括恒载、活载、风载等多种作用在梁上的外部力。
根据不同的工程要求和使用条件，确定适当的荷载标准，进行力学分析，计算各个部位的受力情况，为后续的设计工作奠定基础。
二、预应力布置预应力混凝土梁的预应力布置是设计中至关重要的一环。
通过在梁体内设置预应力钢筋，可以有效地提高梁的抗弯承载能力，延长使用寿命。
预应力布置需要根据不同的荷载情况和结构形式进行合理设计，确保预应力钢筋的受力状态符合要求，最大限度地发挥其作用。
三、截面形状设计梁体的截面形状设计直接影响到其受力性能和承载能力。
在预应力混凝土梁的设计中，需要充分考虑梁的跨度、荷载大小等因素，选择合适的截面形状。
常见的梁截面形状包括矩形、T形、工字形等，设计时应根据具体情况进行调整，确保梁体在承受荷载时表现良好。
四、预应力锚固设计预应力混凝土梁的预应力锚固设计是确保梁体受力均匀、预应力钢筋不脱落的关键环节。
在设计中，需要考虑锚固长度、锚固部位的连接方式、锚固端的加固措施等因素，以确保预应力钢筋能够有效地传递预应力，提高梁体的整体性能。
五、混凝土配合比设计混凝土的配合比设计对预应力混凝土梁的性能起着重要作用。
正确选择水泥、骨料、外加剂等原材料，并按照一定的比例进行搅拌，可以提高混凝土的抗压、抗拉性能，保证梁体在使用期间不会发生开裂或变形。
六、施工工艺控制在预应力混凝土梁的设计中，施工工艺的控制是确保梁体质量的关键。
通过严格控制梁体的浇筑、养护、张拉等环节，可以避免施工过程中可能出现的质量问题，保证梁体的使用寿命和安全性。
结语预应力混凝土梁作为一种重要的建筑结构构件，在现代建筑工程中扮演着重要的角色。
混凝土构件预应力设计规范
混凝土构件预应力设计规范一、引言混凝土是一种广泛使用的材料，可以用于建筑物、桥梁、水坝、隧道等结构中。
混凝土构件的预应力设计规范是为了保证结构的强度和稳定性，避免出现失效和破坏而制定的。
本文将介绍混凝土构件预应力设计规范的具体内容。
二、设计基础1. 构件类型混凝土构件的类型包括梁、板、柱、墙等。
2. 强度等级混凝土的强度等级应根据设计要求和工程实际情况确定。
3. 钢筋强度等级钢筋的强度等级应根据设计要求和工程实际情况确定。
4. 预应力筋强度等级预应力筋的强度等级应根据设计要求和工程实际情况确定。
5. 材料弹性模量混凝土的弹性模量应根据设计要求和工程实际情况确定。
6. 材料泊松比混凝土的泊松比应根据设计要求和工程实际情况确定。
三、设计要求1. 构件尺寸混凝土构件的尺寸应根据设计要求和工程实际情况确定。
2. 预应力筋布置预应力筋的布置应根据设计要求和工程实际情况确定。
3. 锚固长度锚固长度应根据设计要求和工程实际情况确定。
4. 设计荷载混凝土构件的设计荷载应根据设计要求和工程实际情况确定。
5. 荷载组合荷载组合应根据设计要求和工程实际情况确定。
6. 构件受力状态混凝土构件受力状态应根据设计要求和工程实际情况确定。
四、预应力计算1. 预应力筋张力预应力筋的张力应根据设计要求和工程实际情况确定。
2. 混凝土截面尺寸混凝土截面尺寸应根据设计要求和工程实际情况确定。
3. 混凝土受压区高度混凝土受压区高度应根据设计要求和工程实际情况确定。
4. 混凝土受压区面积混凝土受压区面积应根据设计要求和工程实际情况确定。
5. 弯矩计算弯矩计算应根据设计要求和工程实际情况确定。
6. 剪力计算剪力计算应根据设计要求和工程实际情况确定。
5、预应力锚固长度计算预应力锚固长度计算应根据设计要求和工程实际情况确定。
六、设计应力和变形控制1. 混凝土应力控制混凝土应力应根据设计要求和工程实际情况确定。
2. 混凝土变形控制混凝土变形应根据设计要求和工程实际情况确定。
混凝土梁的预应力设计要点
混凝土梁的预应力设计要点一、前言混凝土梁是建筑结构中常见的承载构件，预应力设计是保证混凝土梁正常使用和安全的重要方法。
本文将从预应力设计的基本概念、设计要求、材料选择、设计计算和施工等方面对混凝土梁的预应力设计要点进行详细阐述。
二、预应力设计的基本概念1. 预应力概念预应力是指在混凝土梁中施加一定的张力，使其产生抗弯强度和抗剪强度，从而提高混凝土梁的承载能力和使用寿命。
预应力包括预应力混凝土、预应力钢筋和预应力束等。
2. 预应力的作用预应力的作用是增强混凝土梁的承载能力和抗震性能，提高其使用寿命和安全性。
同时，预应力也可以减小混凝土梁的自重和变形，降低混凝土梁的开裂和裂缝宽度，从而提高混凝土梁的美观性。
三、预应力设计的要求1. 安全性要求预应力设计的首要要求是保证混凝土梁的安全性，即在满足承载能力和使用寿命的前提下，保证混凝土梁不发生破坏和事故。
预应力设计应符合国家相关标准和规范的要求，保证预应力混凝土的强度和质量满足设计要求。
2. 经济性要求预应力设计的第二要求是保证经济性，即在保证安全性的前提下，尽量减少预应力混凝土的消耗和成本，提高预应力设计的经济效益。
预应力设计应根据混凝土梁的实际情况和使用要求，选择合适的预应力方案和材料，避免过度设计和浪费资源。
3. 可施工性要求预应力设计的第三要求是保证可施工性，即在保证安全性和经济性的前提下，保证预应力设计方案的可行性和施工性。
预应力设计应考虑混凝土梁的形状和尺寸、预应力筋的布置和张拉、锚固和预应力束的形式和数量等因素，设计合理的施工方案和工艺流程。
四、预应力设计的材料选择1. 预应力钢筋预应力钢筋是预应力设计中最关键的材料之一，其质量和强度直接影响混凝土梁的承载能力和安全性。
预应力钢筋应选择符合国家相关标准和规范的高强度钢材，其强度等级应不低于1700MPa。
2. 预应力混凝土预应力混凝土是预应力设计中另一个关键的材料，其强度和质量直接影响混凝土梁的承载能力和使用寿命。
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第9 章
①浇注混凝土 ②穿钢筋、张拉、锚固
③灌浆
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浇混凝土，预留孔道 达到强度，穿筋 张拉钢 帮 助 筋，锚固 产生预应力 孔道灌浆
混凝土结构设计原理
第9 章
❖ 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。
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混凝土结构设计原理
第9 章
2.施工阶段验算
指构件制作、运输、吊装等施工阶段承 载力、抗裂或裂缝宽度验算。
9.2.2 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
筋的强度标准值fptk有关。
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混凝土结构设计原理
第9 章
2.预应力混凝土构件的受力特征
➢ 提高了构件的抗裂性；
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➢ 预应力的大小可根据需要调整。
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➢ 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)。
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➢ 施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。 帮 助
混凝土结构设计原理
混凝土结构设计原理
第9 章
9.1.5预应力混凝土构件对材料的要求
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。
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HRB235级钢筋。
混凝土结构设计原理
第9 章
第9章 预应力混凝土构件设计
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混凝土结构设计原理
本章重点
第9 章
➢ 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。
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混凝土结构设计原理
第9 章
§9.2 预应力混凝土构件设计的一般规定
9.2.1 计算内容
1.使用阶段计算 ➢承载力计算
正截面：轴拉构件、受弯构件 斜截面：受弯构件
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➢裂缝控制验算
一级：严格不裂 二级：一般不裂
抗裂度验算
三级：允许开裂——裂缝宽度验算
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混凝土结构设计原理
第9 章
9.1.2预应力混凝土的分类
根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以 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
非预应力钢筋
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混凝土结构设计原理
第9 章
9.1.4预应力混凝土构件的锚、夹具
锚、夹具：用于固定钢筋
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构件制作完后，能取下重复使用–––夹具
用于永久固定钢筋、作为构件的一部分 –––锚具
不同种类的锚具，有不同的固定原理。同时， 固定预应力筋、锚具则不同，则钢筋的回缩量不同， 锚具的尺寸外形对构件的影响也不同。
第9 章
3.预应力混凝土的优、缺点
优点： a. 提高构件的抗裂能力。
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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。
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缺点：成本高，材料质量要求高，工序复杂，技术 水平要求高。
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混凝土结构设计原理
第9 章
§9.1 预应力混凝土的基本知识
9.1.1 一般概念
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1. 预应力混凝土的基本原理
目录
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
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久、 刚度和抗疲劳性。
下一章
➢ 难以利用高强度钢筋。与wmax对应的s = 200N/mm2。
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混凝土结构设计原理
第9 章
(a) 张拉端 (b) 分散式固定端 (c) 集中式固定端 镦头锚具
锥塞12型锚具
QM
XM
(b) XM型与QM型锚具夹片
(c) QM型单孔锚具 夹片式锚具
(d) QM型多孔锚具
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混凝土结构设计原理
第9 章
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。
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而高强钢丝强度可达1600N/mm2以上 。
帮助
混凝土结构设计原理
第9 章
预应力混凝土的基本原理：
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
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混凝土结构设计原理
第9 章
日常生活中有许多应用预应力的例子。
混凝土结构设计原理
第9 章
张拉控制应力限值
钢筋种类
张拉方法 先张法 后张法
消除应力钢丝、钢绞线 热处理钢筋
0.75 fptk 0.75fptk
0.7 fptk
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。
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预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起——有粘结
混凝土结构设计原理
第9 章
9.1.3预应力的建立方法
1.先张法
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①张拉钢筋
目录
②浇注混凝土
上一章
③剪断钢筋
下一章
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
帮助
混凝土结构设计原理 2.后张法
混凝土结构设计原理
第9 章
9.2.3 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 的组合。
最终有效预应力：
pe = con–l