第十章 预应力混凝土结构构件

10.1.14条文说明： 影响无粘结预应力混凝土构件抗弯能力的因素较多，如无粘结预 应力筋有效预应力的大小、无粘结预应力筋与钢筋的配筋率、受弯构 件的跨高比、荷载种类、无粘结预应力筋与管壁之间的摩擦力、束的 形状和材料性能等。因此，受弯破坏状态下无粘结预应力筋的极限应 力必须通过实验来求得。。 本次修订采用了现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术 规程》JGJ 92的相关表达式，其以综合配筋指标 p 为主要参数，考 虑了跨高比变化影响。为反映在连续多跨梁板中应用的情况，增加了 考虑连续跨影响的设计应力折减系数。在设计框架梁时，无粘结预应 力筋外形布置宜与弯矩包络图相接近，以防灾框架梁顶部反弯点附近 出现裂缝。
注：2 当计算次内力时，公式(10.1.7-3)、(10.1.7-4)中的l5和l5可近似取零。
10.1.8 对允许出现裂缝的后张法有粘结预应力混凝土框架梁及连续 梁，在重力荷载作用下按承载能力极限状态计算时，可考虑内力重 分布，并应满足正常使用极限状态验算要求。当截面相对受压区高 度不小于0.1 且不大于0.3 时，其任一跨内的支座截面最大负弯矩 设计值可按下列公式确定：
1 按弹性分析计算时，次弯矩M2 宜按下列公式计算：
M 2 M r M1 M 1 N p e pn
N p——后张法预应力混凝土构件的预加力，按本规范公式 式中： (10.1.7-3)计算；
范公式(10.1.7-4)计算；
e pn ——净截Biblioteka Baidu重心至预加力作用点的距离，按本规
M 1——预加力N p对净截面重心偏心引起的弯矩值； M r ——由预加力N p的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值。
W0 ——验算边缘的换算截面弹性抵抗矩。
Nk、M k
注：1，2无变化，增加注3 3 当有可靠的工程经验时，叠合式受弯构件预拉区的混凝土法向拉
应力可按 ct 2 ftk' 控制。
10.1.12 施工阶段预拉区允许出现拉应力的构件，预拉区纵向钢筋的 ' ' 配筋率( As' Ap ) / A 不宜小于0.15%，对后张法构件不应计入 Ap ，其中， A 为构件截面面积。预拉区纵向钢筋的直径不宜大于14mm，并应 沿构件预拉区的外边缘均匀配置。
注：施工阶段预拉区不允许出现裂缝的板类构件，预拉区纵向钢筋的配筋可根据 具体情况按实践经验确定。
10.1.11～ 10.1.12条文说明：
为确保预应力混凝土结构在施工阶段的安全，明确规定了在施工 阶段应进行承载能力极限状态验算。对截面边缘的混凝土法向应 力的限值条件，是根据国内外相关规范校准并吸取国内的工程设 计经验而得的。其中，对混凝土法向应力的限值，均按与各施工 阶段混凝土抗压强度 相应的抗力强度及抗压强度标准值表示。
10.1.4 施加预应力时，所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确 定，但不宜低于设计的混凝土强度等级值的75%。
注：当张拉预应力筋是为防止混凝土早期出现的收缩裂缝时，可不受上述限制， 但应符合局部受压承载力的规定。
10.1.5 后张法预应力混凝土超静定结构，由预应力引起的内力 和变形可采用弹性理论分析，并宜符合下列规定：
对预拉区纵向钢筋的配筋率取值，原则上与本规范第8.5.1条 的最小配筋率相一致。
10.1.13 先张法和后张法预应力混凝土结构构件，在承载力和裂
缝宽度计算中，所用的混凝土法向预应力等于零时的预加力 及其作用点的偏心距 e p 0，均应按本规范公式(10.1.7-1)及(10.1.7-
2)计算，此时，先张法和后张法构件预应力筋的应力 p0、 'p0 均
10.1.15 无粘结预应力混凝土受弯构件的受拉区，纵向普通钢筋的 配置应符合下列规定： 1 单向板纵向普通钢筋的截面面积 As 应符合下式规定：
且纵向普通钢筋直径不应小于8mm，间距不应大于200mm。 2 梁中受拉区配置的纵向普通钢筋的最小截面面积As应取下列两式 计算结果的较大值：
上述要求的纵向普通钢筋直径不宜小于14mm，且应均匀分布在梁 的受拉边缘区。 3 对一级裂缝控制等级的梁，当无粘结预应力筋承担75%以上弯矩 设计值时，纵向普通钢筋面积应满足承载力计算和公式（10.1.15-3） 的要求。
此条为02规范6.1.9，未作修订。
10.1.11 对制作、运输及安装等施工阶段预拉区允许出现拉应力的 构件，或预压时全截面受压的构件，在预加力、自重及施工荷载作 用（必要时应考虑动力系数）截面边缘的混凝土法向应力宜符合下 列规定(图10.1.11)：
1.2 ftk' ftk' ，但 简支构件的端截面预拉区边缘纤维的混凝土拉应力允许大于 不应大于 。
次剪力可根据构件次弯矩的分布分析计算，次轴力宜根据结 构的约束条件进行计算。 2 在设计中宜采取措施，避免或减少支座、柱、墙等约束构件对 梁、板预加力效应的不利影响。 10.1.5条文说明：
通常对预应力筋由于布置上几何偏心引起的内弯矩Npepn以 M1表示， 由该弯矩对连续梁引起的支座反力称为次反力，由次反力对梁引 起的弯矩称为次弯矩 M2。在预应力混凝土超静定梁中，由预加力 对任一截面引起的总弯矩 Mr 为内弯矩 M1 与次弯矩 M2 之和，即 Mr=M1+M2。次剪力可根据结构构件各截面次弯矩分布按力学分析 方法计算。此外，在后张法梁、板构件中，当预加力引起的结构 变形受到柱、墙等侧向构件约束时，在梁、板中将产生与预加力 反向的次轴力，为求次轴力也需要应用力学分析方法。
10.1.15条文说明：在无粘结预应力受弯构件的预压受拉区，配置 一定数量的钢筋，可以避免该类构件在极限状态下呈双折线型的 脆性破坏现象，并改善开裂状态下构件的裂缝和延性性能。
1 单向板的钢筋最小面积。本规范对钢筋混凝土受弯构件，规定最 小配筋率为0.20%和 45 ft / f y 中的较大值。美国通过试验认为，在 无粘结预应力受弯构件的受拉区至少应配置从受拉边缘至毛截面 重心之间面积0.4%的钢筋。综合上述两方面的规定和研究成果， 并结合以往的设计经验，作出了本规范对无粘结预应力混凝土板 受拉区普通钢筋最小配筋率的限制。 2 梁在正弯矩区钢筋的最小面积。无粘结预应力梁的试验表明， 为了改善构件在正常使用下的变形性能，应采用预应力筋及钢筋 混合配筋方案。在全部配筋中，钢筋的拉力占到承载力设计值 产生总拉力的25%或更多时，可更有效地改善无粘结预应力梁的 性能，如裂缝分布、间距和宽度，以及变形性能，从而接近有粘 结预应力梁的性能。所以，对无粘结预应力梁，本规范考虑适当 增加钢筋的用量。
截面边缘的混凝土法向应力可按下列公式计算：
式中： ct ——相应施工阶段计算截面预拉区边缘纤维的混凝土拉 应力； cc ——相应施工阶段计算截面预压区边缘纤维的混凝土压 应力； ' ' ' ftk 、fck f ——与各施工阶段混凝土立方体抗压强度 cu相应的抗拉 强度标准值、抗压强度标准值，按本规范表4.1.3 以线性内插法确 定； ——构件自重及施工荷载的标准组合在计算截面产生 的轴向力值、弯矩值；
10.1.9 先张法构件预应力筋的预应力传递长度ltr 应按下列 公式计算：
此条为02规范6.1.9，未作修订。
10.1.10 计算先张法预应力混凝土构件端部锚固区的正截 面和斜截面受弯承载力时，锚固长度范围内的预应力筋 抗拉强度设计值在锚固起点处应取为零，在锚固终点处 应取为 f py，两点之间可按线性内插法确定。预应力筋的 锚固长度 la 应按本规范第8.3.1 条确定。
1）要求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； 2）要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力 筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。 10.1.3条文说明： 本条基本未做修改，除将表（02规范）6.3.1改成文字描述，删掉 了热处理钢筋。此外，增加了中强度预应力钢丝及预应力螺纹钢 筋的张拉控制应力限值。
10.1.6 由预加力产生的混凝土法向应力及相应阶段预应力筋的应力， 可分别按下列公式计算： …… 此条未作修订。只是将02规范6.1.5条中注：2“设计中宜采取措施 避免或减少柱和墙等约束构件对梁、板预应力效果的不利影响。” 删掉了。 10.1.7 预加力及其作用点的偏心距(图10.1.7)宜按下列公式计算： 02规范是预应力钢筋及非预应力钢筋的合力
10.1.2条文说明： 在承载能力极限状态下，预应力作用分项系数应按预加力作 用的有利或不利分别取1.0或1.2。当不利时，如后张法预应力混凝 土构件锚头局压区的张拉控制力，预应力作用分项系数 应取1.2。 在正常使用极限状态下，预应力作用分项系数 通常取1.0 。当按 承载能力极限状态计算时，预应力筋超出有效预应力值达到强度 设计值之间的应力增量仍为结构抗力部分。 次弯矩、次剪力和次轴力均为预应力荷载效应，也应当参与 荷载效应组合和设计计算，为避免出现冗长的公式，在本规范诸 多计算公式中并没有列出相关次内力。因此，当应用本规范公式 进行正截面受弯、受压及受拉承载力计算，斜截面受剪及受扭截 面承载力计算，以及裂缝控制验算时，均应计入相关次内力。预 应力筋的强度设计值在有关章节计算公式中给出。
10 预应力混凝土结构构件
由02规范 6 预应力混凝土结构构件计算要求修订而成
10.1 一般规定
10.1.1 预应力混凝土结构构件，除应根据设计状况进行承载力计算
及正常使用极限状态验算外，尚应对施工阶段进行验算。
10.1.2 预应力混凝土结构设计应计入预应力作用效应；对超静定 结构，相应的次弯矩、次剪力及次轴力应参与组合计算。 对承载能力极限状态，当预应力作用效应对结构有利时，预 应力作用分项系应取1.0，不利时应取1.2；对正常使用极限状态， 预应力作用分项系数 应取1.0。 对参与组合的预应力作用效应项，当预应力作用效应对承载 力有利时，结构重要性系数应取1.0；当预应力效应对承载力不利 时，结构重要性系数应按本规范第3.3.2 条确定。
10.1.14 无粘结预应力矩形截面受弯构件，在进行正截面承载力计 pu 宜按下列公式计算： 算时，无粘结预应力筋的应力设计值
p 取值不 对于不少于3 跨的连续梁、连续单向板及连续双向板， 应小于50N/mm2。
此时，应力设计值 pu尚应符合下列条件
翼缘位于受压区的T 形、I 形截面受弯构件，当受压区高度大 于翼缘高度时，综合配筋指标 p可按下式计算：
且调幅幅度不宜超过重力荷载下弯矩设计值的20％。 式中：M ——支座控制截面弯矩设计值； M GQ ——控制截面按弹性分析计算的重力荷载弯矩设计值；
——截面相对受压区高度，应按本规范第6 章的规定计算； b ——弯矩调幅系数。
10.1.8条文说明： 弯矩重分布规律可描述为： (1 b )M d M 2 M u ，其中， 为次弯矩消失系数。直接 弯矩的调幅系数定义为： b 1 M a / M d ，此处， M a 为调 整后的弯矩值， M d 为按弹性分析算得的荷载弯矩值；它的变化 幅度是： 0 b bmax ， 此处，bmax 为最大调幅系数。 本次修订采用次弯矩参与重分布的方案，即内力重分布所考虑的最 大弯矩除了荷载弯矩设计值外，还包括预应力次弯矩在内，本规范 参考美国ACI 规范、欧洲规范EN1992-2等，规定对预应力混凝土 框架梁及连续梁在重力荷载作用下，当受压区高度 x 0.30h0 时，可 允许有限量的弯矩重分布，并考虑次弯矩变化对截面内力的影响， 但总调幅值不宜超过25%。 02规范是20%
应按本规范第10.1.6 条的规定计算。 10.1.13条文说明： 对先张法及后张法预应力混凝土构件的受剪承载力、受扭承载 力及裂缝宽度计算，均需用到混凝土法向预应力为零时的预应 力筋合力 N p0 ，故此做了规定。 此条为02规范6.1.14，未作修订。
10.1.14~10.1.16 为新增加的关于无粘结预应力构件的设计规定
10.1.3 预应力筋的张拉控制应力应符合下列规定，且不宜小于0.4fptk ：
con 0.75 f ptk con 0.85 f pyk 2 预应力螺纹钢筋
1 钢丝、钢绞线 注：当符合下列情况之一时，上述张拉控制应力限值可相应提高
0.05 f ptk 或 0.05 f pyk ：