第八章 预应力混凝土结构
第八章 预应力混凝土结构工程施工测试题
预应力混凝土结构工程施工测试题一、判断1.钢管抽芯法抽管时应控制在砼终凝后进行。
（）2.先张法施工是借助于构件端部的锚具传递预压应力。
( )3.预应力粗钢筋制作的包括冷拉、下料和编速等工序。
( )4.后张法张拉配有多根预应力筋时，应单根张拉。
( )5.先张法适用于生产中小型预应力混凝土构件，如预应力空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。
( )6.先张法生产预应力混凝土构件时，钢筋锚固在台座上，台座承受全部预应力钢筋的拉力，因此要有足够强度。
（）7.预应力混凝土后张法施工适用于现场生产大型构件。
( )8.预应力混凝土构件生产时，建立预应力筋张拉程序的目的是为了减少预应力筋的应力松弛损失。
( )9.先张法所使用的夹具永久地留在构件上，不能取下重复使用。
( )10.对于平卧叠浇的预应力钢筋混凝土构件，宜先下后上逐层进行张拉。
( )二、选择1.先张法放松预应力钢筋的原则是：（）A.对称放松B.不对称放松C.先细钢筋后粗钢筋D.先粗钢筋后细钢筋2.预应力混凝土的主要目的是提高构件的：（）A.强度B.刚度C.抗裂度D.B + C3.在预应力混凝土结构中，一般要求混凝土的强度等级不宜低于：（）A.C20B.C30C. C40D.C504.采用钢绞线的预应力混凝土，其强度等级不宜低于：（）A.C20 B.C30 C. C40 D.C505.预应力空心楼板施工中，其预应力张拉方法通常采用：（）A.后张法B.后张自锚法C.先张法D.电热法6.后张法施工中，混凝土强度应达到设计强度的多少时，方能张拉预应力筋：（）A.75%B.80%C.90%D.100%7.先张法中混凝土强度一般应不低于混凝土标准强度的多少比例，方能放松预应力筋：（）A.50%B.60%~70%C.75%D.100%8.后张法的概念是：（）A.后张拉钢筋B.后浇筑混凝土C.先浇筑混凝土后张拉钢筋D.先张拉钢筋后浇筑混凝土9.无粘结预应力混凝土采用( )。
简要说明预应力混凝土结构的基本原理
简要说明预应力混凝土结构的基本原理
预应力混凝土结构是指在混凝土结构进行加工之前，先在混凝土结构中对其进行张拉，使得混凝土结构内部产生一定的应力，这种内部应力在混凝土混凝土结构受到外部的压力时，可以使受压的元素的抗压性能得到提高。
预应力混凝土结构具有轻量化、强度和抗震等优点，因此被广泛应用于大桥、高层建筑、水利水电和其他重要的土木工程中，以满足大范围的地震等抗震要求。
预应力混凝土结构的基本原理是，先在混凝土结构中施加钢筋张拉，利用外部预加的张力，使混凝土结构中的应力发生变化，形成斜率，使混凝土结构内的应力尽可能地相同，以获得最佳的抗压性能。
当混凝土结构受到外部的压力时，先前引起的张力便可抵消部分或全部外力所产生的作用，从而降低受力元件中应力的大小。
- 1 -。
混凝土结构与砌体结构PPT课件-模块8：预应力混凝土构件
模块8
(a) 张拉端 (b) 分散式固定端 (c) 集中式固定端 镦头锚具
锥塞式锚具
常 见 的 几 种 锚 具
(a) JM12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
混凝土结构与砌体结构
模块8
8.3 预应力混凝土材料
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。
混凝土结构与砌体结构
模块8
预应力混凝土构件的锚、夹具
锚、夹具：用于固定钢筋
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。
混凝土结构与砌体结构
混凝土结构与砌体结构
模块8
模块8 预应力混凝土构件
混凝土结构与砌体结构
本章重点
模块8
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。
混凝土结构与砌体结构
模块8
（2）收缩、徐变小。
（3）快硬、早强。为了提高台座、模板、夹具等设备的 周转率，以便能及早施加预应力，加快施工速度，降低 费用，预应力混凝土需要掺加外加剂以使混凝土快硬、 早强。
混凝土结构与砌体结构
模块8
§8.4 张拉控制应力和预应力损失 8.4.1 张拉控制应力scon
scon：张拉钢筋时，张拉设备上的测力计所
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构在现代建筑领域中，预应力混凝土结构是一种被广泛应用且具有重要地位的结构形式。
它以其独特的性能和优势，为各种大型、复杂的建筑和基础设施项目提供了可靠的支撑和保障。
那么，什么是预应力混凝土结构呢？简单来说，预应力混凝土结构就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，从而在构件内部产生一定的预压应力。
这样，在后续承受外荷载时，混凝土能够更好地发挥其抗压性能，提高构件的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构的优点众多。
首先，它能够显著提高结构的承载能力。
通过施加预应力，可以使混凝土在承受荷载时更加有效地工作，从而能够承受更大的重量和压力。
这对于建造大型桥梁、高层建筑等需要承受巨大荷载的结构来说，是至关重要的。
其次，预应力混凝土结构具有良好的抗裂性能。
由于在构件内部预先存在压应力，当外荷载产生的拉应力小于预压应力时，混凝土就不会开裂。
这不仅能够延长结构的使用寿命，还能提高结构的耐久性和安全性。
比如，在一些经常受到动荷载作用的桥梁结构中，预应力的应用可以有效地减少裂缝的产生和扩展，保证桥梁的正常运行。
再者，预应力混凝土结构可以减小构件的截面尺寸，从而节省材料和降低造价。
由于预应力的作用，构件能够在较小的截面尺寸下承受相同的荷载，这意味着可以减少混凝土和钢筋的用量，降低建筑成本。
预应力混凝土结构的施工方法主要有先张法和后张法两种。
先张法是在台座上先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松预应力钢筋，使钢筋的回缩力通过钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土，从而在混凝土中产生预压应力。
这种方法通常适用于生产预制构件，如预应力空心板、预应力梁等。
后张法则是先浇筑混凝土构件，在构件中预留孔道，待混凝土达到规定强度后，将预应力钢筋穿入孔道，然后在构件两端进行张拉，并利用锚具将预应力钢筋锚固在构件上，最后进行孔道灌浆。
后张法适用于现场施工的大型构件，如桥梁的箱梁、T 梁等。
在设计预应力混凝土结构时，需要考虑众多因素。
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；
预应力混凝土结构概述(修正)
部分预应力混凝土结构：这种结构中的部分混凝土构件承受预应力，其他构件则为普通混凝土构件
复合预应力混凝土结构：这种结构由两种或两种以上的预应力混凝土构件组成
Part 3
预应力混凝土结构的优点
预应力混凝土结构的优点
预应力混凝土结构的优点主要包括以下几点
提高承载能力：由于预应力钢筋对混凝土的拉伸作用，使得混凝土的承载能力得到提高。这种提高可以通过预先对钢筋进行拉伸计算得出，因此可以精确控制
设计灵活性：预应力混凝土结构的设计灵活性较大，可以根据实际需要进行灵活的设计和施工。例如，可以在结构的不同部位采用不同的预应力度和不同的材料等
Part 4
预应力混凝Leabharlann 结构的缺点预应力混凝土结构的缺点
然而，预应力混凝土结构也存在一些缺点，主要包括以下几点
施工难度大：预应力混凝土结构的施工需要使用高强度钢筋和特殊工艺，如张拉和锚固等，因此施工难度较大，需要专业的技术人员进行指导和操作
建造成本高：由于预应力混凝土结构的施工难度大，需要使用更多的高强度钢筋和特殊工艺，因此其建造成本相对较高
预应力混凝土结构的缺点
维护和修复困难：由于预应力混凝土结构的材料用量减少，使得结构的自重减轻，同时也降低了结构的刚度。因此，在结构出现损伤或裂缝时，维护和修复工作相对较为困难
对环境影响大：预应力混凝土结构的施工需要使用大量的水泥和砂石等材料，这些材料的生产和使用会对环境产生较大的影响。同时，在结构的拆除和废弃过程中也会产生大量的建筑垃圾
体育场馆
在体育场馆建设中，预应力混凝土结构被广泛应用于看台和舞台等部位。由于其具有高强度和延展性的特点，能够承受大量观众的载荷以及各种激烈运动的冲击作用
**
预应力混凝土结构的基本概念及材料—预应力混凝土结构的三种概念
(—AF + —MI—c)
My —I—
(—AF -+ —MI—y)
A—F
—MI—c
(—AF - —MI—c)
预应力钢筋的重心与梁的重心重合时截面的应力分布
1. 第一种概念
a）
截面重心线
e cc
偏心预应力钢筋
b）
c）
d）
e）
(—AF -—FI—ec +—MI—c)
—FI—ey
—M—I y
(—AF -+—FI—ey +-—M— I y )
b）的内部抵抗力矩 a）钢筋混凝土梁的隔离体 b）预应力混凝土梁的隔离体
2. 第二种概念
根据两者的相似性，可以将预应力钢筋与普 通钢筋作等强代换，减少用钢量，这在很多情况 下是经济可行的。
该种概念是预应力混凝土的强度理论， 表明预应力可充分发挥高强钢材和高强混 凝土，但却不能超越材料自身强度的界限。
—AF
—FI—ec
—M—I c
(—AF + —FI—ec - —MI—c)
预应力钢筋偏离混凝土截面的重心时截面应力分布
1. 第一种概念
这种概念将预应力钢筋的作用看成是改变 混凝土性能的一种手段。通过施加预应力将混 凝土作为弹性材料，采用材料力学公式及叠加 原理计算混凝土的应力、应变和挠度、上拱， 计算十分方便。
a)
b)
具有弯折形预应力筋的预应力梁
3. 第三种概念
该种概念的作用将预加应力看成是 改善使用荷载作用下结构工作性能的有 效手段，指出了预加应力效应和荷载效 应之间的相互关系，为分析、设计复杂 的预应力结构提供简捷的方法。
《钢筋混凝土结构》
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构的 三种概念
8 预应力混凝土结构的一般知识
粘结应力
Np
径向压应力
lf(传递长度)
（2）后张法（在获得足够强度的混凝土结构构件上张拉钢筋）
适用：生产大型构件（可根据需要做成曲线或折线预应力钢筋）
试件 锚具 预留孔道 千斤顶
浇筑混凝土构件，同时在构件中预留孔道
（埋臵式：螺旋波纹铝皮套管；抽拔式：充气橡皮管成型） 待混凝土强度达到设计强度的75%及以上 穿入要张拉的预应力钢筋
常用锚具
1、螺丝端杆锚具（支承式锚具） 优点：操作简单，受力可靠，滑移量小 缺点：预应力筋下料长度的精度要求高，不能多根锚固 适用于较短的预应力构件及直线预应力构件
垫板 螺母 螺丝端杆 对焊 预应力筋
螺丝端杆锚具
2、镦头锚具（支承式锚具） 利用钢筋的粗镦头（冷镦、热镦）来锚固预应力钢丝 优点：加工简单、张拉方便、锚固可靠、成本低廉、节约两端伸出预应力钢丝 缺点：钢丝下料长度要求严格、张拉端一般要扩孔，较费人工 适用于单跨结构及直线型构件
安全可靠，其锚距本身具有足够的强度和刚度
构造简单，加工制作方便 施工方便、节约材料、价格低廉 锚具分类 《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ85-92），根据锚具的 锚固性能（静载锚固性能、疲劳性能和抗震性能）和结构的受力条件 I类锚具：适用于承受动、静荷载的预应力混凝土结构 II类锚具：适用于有粘结预应力混凝土结构且锚具处于预应力变化不大的部位
OVM张拉端锚具
YJW千斤顶
OVM200钢绞线拉索锚具
OVM250钢绞线拉索锚
ZB618高压油泵
五、预应力混凝土材料 1、预应力钢材 预应力钢材的发展趋势：高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀 (1)金属预应力筋 碳素钢丝（高强钢丝）—直径3mm9mm，抗拉强度标准值1470、1570、 1670、1770N/mm2 含碳量0.5% 0.9%的优质高碳钢盘条经索氏体化处理、酸冼、镀铜 或磷化后经几次冷拔而成 高碳钢 冷拔 冷拔钢丝 低温（一般低于500度）矫直处理 矫直回火钢丝（消除应力钢丝） 稳定化处理（在一定温度（300度）和拉应力下进行应力 消除回火处理、然后冷却至常温） 低松弛钢丝 另外，还有刻痕钢丝、镀锌钢丝等。
后张法预应力混凝土结构名词解释
一、预应力混凝土结构的定义预应力混凝土结构是一种利用预先施加的预应力钢筋或钢缆来提高混凝土结构抗弯、抗剪能力的建筑结构。
通过在混凝土施工前就施加预应力，可以有效地减轻混凝土在受力状态下的应力，提高结构的承载能力和延性，从而使结构更加安全可靠。
二、预应力混凝土结构的主要特点1. 高抗弯、抗剪能力：预应力混凝土结构通过预先施加预应力，可以在不增加截面尺寸的情况下，大幅提高结构的抗弯和抗剪能力，使得结构更加轻盈高效。
2. 较小的裂缝和变形：在预应力混凝土结构中，预应力钢筋或钢缆的作用可以有效地控制混凝土的裂缝和变形，使得结构在使用过程中能够保持较好的整体性和稳定性。
3. 长寿命和耐久性好：预应力混凝土结构在设计和施工上具有严格的要求，能够保证结构的长寿命和良好的耐久性，降低了结构的维护和修复成本。
4. 可实现大跨度和大空间：受益于预应力混凝土结构的高承载能力和稳定性，可以实现跨度较大、空间利用效率高的建筑设计和施工。
三、预应力混凝土结构的应用领域在实际工程中，预应力混凝土结构被广泛应用于以下领域：1. 桥梁工程：预应力混凝土结构在桥梁工程中得到了广泛的应用，能够实现大跨度、大跨径的桥梁设计和建设，提高了桥梁的承载能力和安全性。
2. 高层建筑：在高层建筑中，预应力混凝土结构能够实现结构的轻量化和稳定性，减小结构的变形和裂缝，确保建筑物的安全性和舒适性。
3. 储存结构：预应力混凝土结构的抗裂性和耐久性优势，使其成为储存结构如水库、污水处理厂等的理想选择。
4. 工业厂房：预应力混凝土结构能够满足工业厂房对结构承载能力和空间利用效率的要求，被广泛应用于工业厂房建设中。
四、总结预应力混凝土结构以其高强、高耐久、高可靠的特点，在工程建设中得到了广泛的应用。
在未来，随着建筑结构设计和施工技术的不断发展和创新，预应力混凝土结构将会进一步发展壮大，为各类工程项目提供更加安全可靠的建筑结构解决方案。
五、预应力混凝土结构的设计原则1. 合理确定预应力布设方案：在设计预应力混凝土结构时，需要根据实际工程情况和结构承载要求，合理确定预应力钢筋或钢缆的布设方案，以保证结构的整体性和稳定性。
预应力混凝土结构概述
预应力混凝土结构概述1. 引言预应力混凝土结构是一种先在混凝土构件中施加预先设定的预应力，再给混凝土承担荷载的结构形式。
它采用不同方式产生预应力，使混凝土结构具有更高的强度、刚度和耐久性，能够充分发挥混凝土的承载能力和抗裂性能。
本文将对预应力混凝土结构进行概述，包括其定义、分类、优点和应用领域等方面的内容。
2. 定义和分类2.1 定义预应力混凝土结构是指在混凝土构件中施加预先设定的预应力，使其在工作状态下不仅能够承受外界荷载，还能够充分利用混凝土本身的压缩性能，降低或抵消由于荷载引起的构件内部应力。
2.2 分类根据预应力的施加方式不同，预应力混凝土结构可分为以下几类： - 预应力混凝土梁：通过在梁的一侧或双侧施加预应力，增加混凝土梁的承载能力和抗弯刚度。
常见的预应力混凝土梁有预应力钢筋混凝土梁、预应力预制构件混凝土梁等。
- 预应力混凝土板：在板的一侧或双侧施加预应力，提高板的承载能力和抗弯刚度。
常见的预应力混凝土板有预应力钢束混凝土板、预应力预制构件混凝土板等。
- 预应力混凝土框架结构：通过在梁、柱和墙体等构件中施加预应力，提高整个框架结构的刚度和承载能力。
- 其他形式的预应力混凝土结构：如预应力混凝土管桩、预应力混凝土箱梁等。
3. 优点预应力混凝土结构相比于传统钢筋混凝土结构具有以下优点： - 更高的强度和刚度：预应力混凝土结构能够利用预应力来提高混凝土的强度和刚度，使其能够承受更大的荷载。
- 更好的抗裂性能：预应力混凝土中施加的预应力能够抵消由于荷载引起的混凝土收缩和温度变形，从而提高混凝土的抗裂性能。
- 更长的使用寿命：预应力混凝土结构能够减小混凝土中的应力和变形，延长其使用寿命。
- 更大的跨度和空间：预应力混凝土结构可以通过预应力的施加来实现较大的跨度和空间，适用于大跨度建筑和特殊结构的需求。
4. 应用领域由于预应力混凝土结构具有较高的强度和刚度，以及优异的抗裂性能和长寿命等特点，广泛应用于各个领域： - 桥梁工程：预应力混凝土结构能够满足大跨度桥梁的需求，提高桥梁的承载能力和抗震能力。
其他桥型(预应力混凝土连续梁(刚构)桥)详解
采用挂篮的悬臂灌注法（续）
施工图片
采用吊机的悬臂拼装法
悬臂拼装法－包含梁的节段预制和悬臂拼装施工两方面的内容 节段预制－在工厂或桥位附近进行预制，长线法和短线法 企口缝－控制节段的高程和水平位置，提高结构的抗剪能力 拼装设备－移动式吊机（类似于挂篮）、桁式吊等 节段接缝－可采用湿接缝、胶接缝和干接缝
横截面布置－箱形截面
具有良好的抗弯和抗扭性能， 是预应力混凝土连续梁桥的 主要截面型式
单箱，单室，单箱双室截面， 双箱单室、双箱双室、多箱 单室等
顶板和底板－结构承受正负 弯矩的主要部位
腹板－主要承受结构的弯矩 剪应力以及扭转剪应力引起 的主拉应力
梗腋（或称承托）－设置在 腹板与顶、底板接头处
实桥箱梁截面
Z = M+W+dW
横截面剪应力：
= M+ K +W+dW
纵截面横向弯曲应力：
S = dt + C
简化方法
设计概要（续）
连续梁恒载、活载内 力计算
恒载内力－对存在体系 转换的桥梁，其最终恒 载内力是各个施工阶段 的恒载内力之和
三跨连续梁例 计算说明
恒载不重复计算 计算步骤可按力学
等效原则进行合并 简化 剪力计算同时进行
桥例：佛开高速公路九江大桥
预应力混凝土连续梁，分跨50＋100＋2×160＋100＋50m， 国内排名第二，1996年建成，悬臂拼装施工，右图为节段 预制现场 悬拼特点：进度快；制梁质量好；混凝土收缩徐变少；线 形容易控制；适合于多跨施工
架桥机架梁（移动支架法）
1996年7月，石长线湘江铁路桥62+7×96+62米 步骤：1、悬臂拼装至两T构现浇合龙段；2、架桥机前移；3、就位
第八章 预应力混凝土受弯构件抗裂性及裂缝宽度验算
斜截面抗裂性验算的实质是选取若干最不利截面（例如 支点附近截面，梁肋宽度变化处截面等），计算在荷载短期 效应组合作用下截面的主拉应力，并控制其满足公式（8-4） 或（8-5）的限制条件。 全预应力混凝土及部分预应力混凝土A类构件，在荷载 短期效应组合作用下，全截面参加工作，构件处于弹性工作 阶段。即使是允许开裂的部分预应力混凝土B类构件，验算 抗裂性所选取的支点附近截面，在一般情况下，也是处于全 截面参加工作的弹性工作状态。因此，主拉应力可按材料力 学公式计算。 对于配有纵向预应力钢筋和竖向预应力钢筋的预应力混 凝土受弯构件，由预加力和荷载短期效应组合产生的混凝土 主拉应力，按下式计算： （8-20）
（2）预加力产生的截面边缘混凝土有效预应力计算 预加力产生的截面边缘混凝土有效预应力按材料力学给 出的偏心受压构件应力计算公式计算。预加力应扣除全部预 应力损失。对先张法构件采用净截面几何性质；对后张法构 件采用换算截面几何性质。 由预加力产生的构件抗裂验算边缘混凝土的有效预压应 力 ，应按下式计算： 对先张法构件 （8-10） 对后张法构件 （8-11） 式中 ——分别为先张法构件、后张法构件的预应力 钢筋与普通钢筋的合力； ——分别为预应力钢筋和普通钢筋的合力，对 构件换算截面、净截面重心的偏心距； ——分别为预应力钢筋对构件换算截面和净截 面重心的偏心距。
和荷载剪力
0.7VQ1K 1+ bJ 0
产生的混凝土剪应力，按下
∑ σ pe.b A pb sin α p bJ n
+ VQ 2 K ) S 0
（8-22） Sn
在应用上述公式计算主拉应力时应特别注意以下几点： ①主拉应力计算公式（8-20）中的 和 应是同一计 算截面，同一水平纤维处，由同一荷载产生的法向应力和剪 应力值。一般是按最在活载剪力和与其对应的活载弯矩组合 计算，切不可不加分析的随意组合。 ②对先张法构件端部区段进行抗裂性验算，计算由预加 力引起的截面应力时，应考虑梁端预应力传递长度 范围 内预加力的变化。<桥规JTG D62>规定，预应力传递长度 范围内预应力钢筋的实际应力值，在构件端部取为零，在预 应力传递长度末端取有效预应力，两点之间接直线变化取值。
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。
预应力混凝土结构—预应力混凝土受弯构件的应力计算
N p0ep0
W0u N e p0 p0
W0b
M G1 W0u M G1 W0b
（13-75）
t ct
t cc
Np
An Np
An
N pepn
Wnu N pepn
Wnb
M G1 Wnu M G1 Wnb
（13-76）
W0u、W0b ——构件全截面换算截面对上、下缘的截面抵抗矩；
2
2
（13-86）
❖ scx的计算
scx为在计算主应力点，由作用（或荷载）标准值和预加
力产生的混凝土法向应力
先张法构件 后张法构件
cx
N p0 A0
N p0ep0 I0
y0
(MG1
MG2 I0
MQ)
y0
cx
Np An
N pepn In
yn
MG1 In
yn
(MG2 I0
MQ
)
y0
（13-87） （13-88）
N p0 p0 Ap l6 As
（13-80）
图13-13 使用阶段预应力钢筋和非预应
p0 con l l 4
力钢筋合力及其偏心矩（先张法构件）
N p0 ——使用阶段预应力钢筋和非预应力钢筋的合力；
p0 ——受拉区预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力。
（2）后张法构件
❖ 本阶段的计算特点：
预应力损失已全部完成，有效预应力spe最小，相应的
永存预加力为
N p Ape ( con lI lII )
计算时作用（或荷载）取其标准值； 汽车荷载应计入冲击系数； 预加应力效应应考虑在内； 所有荷载分项系数均取为1.0。
预应力混凝土结构概述
预应力混凝土结构概述一、引言预应力混凝土结构是一种广泛应用于建筑工程中的重要结构形式。
通过在混凝土施工前施加预先确定的拉力，使混凝土在受力状态下具有更好的抗张能力，从而提高结构整体承载能力和使用性能。
二、预应力混凝土的概念预应力混凝土是指在混凝土中设置预制钢筋或预制钢缆，通过对钢筋或钢缆施加拉力，使之产生预应力，利用钢筋或钢缆的预应力传递给混凝土，使混凝土获得一定的预压力，在结构受力时形成内部预压力，并改善混凝土受力性能的一种结构形式。
三、预应力混凝土的优点1.增加结构整体受力性能和承载能力。
2.减小结构变形和裂缝。
3.提高结构的使用寿命和耐久性。
4.节省材料和减少结构自重。
5.便于施工和工期控制。
四、预应力混凝土结构的构造形式1. 预应力混凝土梁预应力混凝土梁是预应力混凝土结构中常见的构件形式，通常用于承担横向荷载的作用，如桥梁、楼板等结构中的梁部分。
2. 预应力混凝土板预应力混凝土板是由预应力混凝土梁支撑，用于覆盖在梁上的结构构件，常见于楼板、桥面板等结构中。
3. 预应力混凝土柱预应力混凝土柱是用于承受竖向荷载的构造元件，常见于楼房、桥梁等结构中。
五、预应力混凝土施工工艺1.确定预应力筋的布置和张拉方式。
2.配置混凝土和预应力筋的质量监控。
3.进行预应力筋的张拉。
4.确保张拉后的预应力筋固定牢固。
六、预应力混凝土结构的应用领域预应力混凝土结构广泛应用于建筑工程中，特别适合长跨度、大跨度、高梁高柱等结构形式，如高速公路桥梁、高层建筑等。
七、结论预应力混凝土结构作为一种重要的结构形式，在工程实践中得到了广泛应用，具有很好的经济性和性能优势。
通过合理的设计和施工，预应力混凝土结构能够满足不同工程的需求，提高结构的安全性和可靠性，为建筑工程的发展做出了重要贡献。
以上是对预应力混凝土结构的概述，通过深入理解其原理、优点、构造形式和应用领域，可以更好地认识预应力混凝土结构在建筑工程中的重要性和作用。
预应力混凝土结构名词解释
预应力混凝土结构名词解释
预应力混凝土结构是一种强化混凝土结构的方法，通过在混凝土构件中施加预先设定的预应力，使混凝土在受力情况下具有更好的抗弯、抗剪、抗扭和抗震能力。
预应力是指在混凝土结构中施加的预先预应力，通常通过张拉钢材或者钢束来实现。
这些张拉的钢材或钢束被称为预应力筋。
预应力筋可以分为两种类型：预应力钢束和预应力钢筋。
预应力钢束是由多股钢丝或钢带组成的捆束，可以在混凝土浇筑前通过张拉设备进行张拉，然后通过锚固装置固定在混凝土构件中。
预应力钢筋则是普通钢筋，在混凝土中施加预应力后再固定。
预应力混凝土结构具有许多优点。
首先，预应力混凝土结构能够提高混凝土的承载能力和抗裂能力，使结构更加耐久。
其次，预应力混凝土结构还能够减小结构的变形和沉降，提高结构的稳定性和刚度。
此外，预应力混凝土结构还可以减小结构的自重，降低了结构对地基的要求，节约了材料和成本。
预应力混凝土结构广泛应用于各种建筑工程中，包括桥梁、高层建筑、水坝、塔楼等。
在桥梁中，预应力混凝土结构能够提供更大的跨度和更好的承载能力，减轻了桥梁的自重，提高了交通效率。
在高层建筑中，预应力混凝土结构能够提供更好的抗震性能和稳定性，保证了建筑的安全性。
在水坝和塔楼中，预应力混凝土结构能够承受巨大的水压和风压，保证了结构的稳定性和耐久性。
总之，预应力混凝土结构是一种通过施加预先设定的预应力，提高混凝土结构抗力和性能的方法。
它具有许多优点，并在各种建筑工程中得到广泛应用。
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一、填空题
1、预应力混凝土结构中，对预应力钢筋的要求有、较好的塑性和焊接能力、及。
2、施加预应力时，混凝土的强度不应低于混凝土强度设计值的。
3、预应力构件从开始张拉直至被破坏，需经历及阶段的各个应力变化过程。
4、张拉控制应力与钢筋种类有关，精轧螺纹钢筋与钢丝和钢绞线相比，其控制应力较；控制应力还与张拉方法有关，后张法的控制应力较先张法的控制应力要。
5、对构件受拉区施加预应力能延迟裂缝的出现，提高构件的和。
6、减小摩擦损失的主要措施有。
7、减小钢筋松弛损失的主要措施有。
8、预应力混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力一般通过来保证。
9、施工时，先张法构件中预应力钢筋的张拉力由承受，预应力钢筋建立起强大的张拉应力；而后张法构件中，预应力钢筋的张拉力由承受。
10、国内常用的预应力钢筋有、和。
二、判断题
1、所谓预应力，即在承受外荷载前，已在钢筋混凝土构件上施加的预拉应力。
（）
2、预应力混凝土受弯构件使用阶段与施工阶段的受力状态是相同的。
（）
3、混凝土的预应力用于抵消荷载引起的拉应力，从而提高结构的承载能力。
（）
4、为了减少钢筋与管道之间的摩擦引起的预应力损失，对于较大的构件可以采用两端同时张拉的方法。
（）
5、张拉控制应力是指预应力钢筋重心处混凝土的应力。
（）
6、通过施加预应力可以提高结构的承载力。
（）
7、施加预应力并不能提高梁的抗弯极限强度，其原因是预应力只能在弹性工作阶段发挥功效。
（）
8、对构件的受压钢筋施加预应力将降低构件的抗裂度。
（）
9、预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁相比，不但抗裂度提高了，而且正截面受弯承载力也提高了。
（）
10、对受弯构件的受拉钢筋施加预应力，可提高其抗裂度和斜截面的承载力。
（）引起的预应力损失时，应考虑非预应力钢筋的影响。
（）
三、选择题（单选或多选）
1、预应力混凝土构件中对混凝土材料的要求有（）。
A．强度高B．快硬、早强C．收缩、徐变小D．由较好的塑性
2、先张法构件中第一批预应力损失包括（）。
A．预应力筋与管壁间摩擦引起的应力损失
B．锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失
C．钢筋与台座间的温差引起的应力损失
D．混凝土弹性压缩所引起的应力损失
E．钢筋应力松弛引起的应力损失的一半
F．钢筋应力松弛引起的应力损失
G．混凝土收缩和徐变引起的应力损失
3、后张法构件中第一批预应力损失包括（）。
A．预应力筋与管壁间摩擦引起的应力损失
B．锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失
C．钢筋与台座间的温差引起的应力损失
D．混凝土弹性压缩所引起的应力损失
E．钢筋应力松弛引起的应力损失
F．混凝土收缩和徐变引起的应力损失的一半
G．混凝土收缩和徐变引起的应力损失
4、在对预应力混凝土结构的叙述中，下列哪些说法是正确的？（）
A．张拉控制应力不能过大也不能过小
B．施加预应力可提高结构的承载能力
C．预应力混凝土结构中应选用高强钢筋和混凝土
D．由于钢筋和混凝土的线胀系数接近，所以不会产生温差引起的预应力损失E．预应力结构是用混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足
F．预应力可以提高结构的刚度及抗裂度
5、为减少钢筋和管壁间的摩擦引起的损失，可采用的方法是（）
A．采用两次升温养护
B．采用超张拉
C．采用长线法施工
D．采用两端张拉
E．减少孔道位置偏差
F．在接触材料表面涂水溶性润滑剂
6、部分预应力混凝土是指（）
A．只有一部分是预应力筋，其它是普通钢筋
B．只有一部分混凝土有预应力
C．一部分是预应力混凝土，一部分是普通钢筋混凝土
D．在使用荷载作用下构件正截面出现拉应力或限值内的裂缝
7、后张法与先张法相比，后张法（）。
A．施工工艺更简单
B．便于现场施工
C．有钢筋与管壁间摩擦引起的应力损失
D．有钢筋与台座间温差引起的损失
8、后张法与先张法构件相比，先张法（）。
A．施工工艺更简单
B．有钢筋与管壁间摩擦引起的应力损失
C．需要张拉台座
D．有钢筋与台座间温差引起的损失
9、在其他条件相同时，预应力混凝土梁抗剪承载力与钢筋混凝土梁的抗剪承载力相比，其值要（）。
A．大B．小C．相同D．不能确定
10、有关预应力混凝土构件的叙述中，下列说法正确的是（）。
A．预应力构件与普通钢筋混凝土构件相比，其延性较好
B．全预应力混凝土结构在使用荷载下有可能带裂缝工作
C．通过施加预应力可以提高结构的承载能力
D．对构件的受压钢筋施加预应力将降低构件的抗裂度
11、全预应力混凝土结构和部分预应力混凝土结构（）。
A．在设计荷载作用下，两者都不容许混凝土出现拉应力
B．在设计荷载作用下，两者都不容许出现混凝土开裂
C．在设计荷载作用下，前者容许混凝土出现拉应力，后者容许
D．在设计荷载作用下，前者容许混凝土全截面参加工作，后者不容许
12、预应力混凝土构件与同条件下的钢筋混凝土构件相比，其延性（）。
A．相同B．大些C．小些
13、在预应力混凝土构件中，应采用（）。
A．高强度混凝土，低强度钢筋B．低强度混凝土，高强度钢筋
C．高强度混凝土，高强度钢筋D．低强度混凝土，低强度钢筋
14、大跨度预应力混凝土梁采用曲线形布置预应力钢筋，其主要目的是为了（）。
A．利于锚具的布置
B．防止产生预拉区裂缝和减小支座附近区段的主拉应力
C．减小预应力损失，提高永存应力
D．改善锚固区的局部承压
15、下列关于预应力混凝土结构的特性的说法错误的是（）。
A．提高了结构的抗裂性能B．提高了结构的承载能力
C．节省材料，减轻自重D．刚度大，抗疲劳性能好
四、简答题
1、什么是预应力损失？预应力损失包括哪些？
2、什么是钢筋的有效预应力？
3、预应力钢束弯起的曲线形状有哪几类？。