结构设计原理第13章预应力混凝土
结构设计原理1-21章课后习题参考答
1-1混凝土截面受拉区钢筋的作用:是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
1-2名词解释("混凝土立方体抗压强度":以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20￠+_2的温度和相对湿度在95%以上的潮湿的空气中养护28天,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值。
"混凝土轴心抗压强度值"按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度设计值。
"混凝土抗拉强度"用试验机的夹具夹紧试件两端外伸的钢筋施加拉力,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为。
)1-3混凝土轴心受压的应力---应变曲线有何特点?影响混凝土轴心受压应力---应变曲线有哪几个因素?一,该曲线特点分为三个阶段,分别为上升段,下降段,收敛段。
二,影响的主要因素:a.混凝土强度愈高应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈差b.应变速率应变速率小,峰值应力fc降低,€增大下降段曲线坡度显着的减缓c.测试技术和实验条件,其中应变测量的标距也有影响,应变测量的标距越大,曲线坡度越陡,标距越小,坡度越缓。
1-4什么叫混凝土的徐变?影响混凝土徐变有哪些主要原因?一,在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象称为混凝土的徐变。
二,a混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小b加荷时混凝土的龄期,龄期越短徐变越大c混凝土的组成成分和配合比d养护条件下的温度和湿度.1-5混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有何不同之处?混凝土徐变的主要原因是荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥逐渐发生粘性流动,微细空隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生各种因素的综合结果,而混凝土的收缩变形主要是硬化初期水泥石凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。
1-6什么是钢筋和混凝土之间粘接应力和粘接强度?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘接力要采取哪些措施?在钢筋混凝土结构中,钢筋和混凝土这两种材料之所以能共同工作的基本前提是有足够的粘接强度,能承受由于变形差沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力,通常这种剪应力称为粘接应力。
预应力混凝土结构设计原理PPT
预应力混凝土具有高强度、高刚度、 良好的耐久性和稳定性等特点，广泛 应用于桥梁、高层建筑、大跨度结构 等工程领域。
发展历程与现状
发展历程
预应力混凝土技术自20世纪初开始 发展，经历了早期的张拉工艺、现代 的锚固技术等阶段，技术不断完善。
现状
预应力混凝土已成为现代混凝土结构 中的重要组成部分，不断有新的预应 力混凝土技术涌现，如体外预应力混 凝土、智能预应力混凝土等。
预应力混凝土的受力原理主要基于钢筋的预应力作用，通过 在混凝土结构中施加预应力，使结构在承受外部荷载之前就 具有一定的压应力。这种预压应力可以抵消外部荷载产生的 拉应力，从而提高结构的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构的设计思路是在普通混凝土结构的基础上 ，通过施加预应力来改善结构的受力性能，提高结构的承载 力和延性。预应力混凝土结构在桥梁、高层建筑、大跨度结 构等领域得到广泛应用。
耐久性
结构应具有足够的耐久性，以 应对自然环境和使用环境的影
响。
结构分析方法
静力分析
通过平衡条件求解结构的内力和变形。 适用于大多数结构在静力作用下的分 析。
动力分析
考虑结构在动力作用下的响应，如地 震、风载等。适用于需要分析结构动 力特性的情况。
稳定性分析
研究结构在各种外力作用下保持平衡 状态的能力。对于大跨度结构和高层 建筑尤为重要。
03
锚具和连接器
锚具和连接器是预应力混凝土结构中用于固定预应力筋的关键部件，应
具有足够的承载能力和可靠性。其质量应符合相关标准，并经过严格的
质量检测和认证。
04
预应力混凝土结构形式与构造要求
预应力混凝土结构的常见形式
预应力梁
预应力平板
采用预应力筋对梁进行预压， 以提高梁的承载力和抗裂性， 常用于楼板、屋面等跨度较 大的结构。
结构设计原理(总复习)
第1章1、钢筋和混凝土两种材料为何能有效地结合在一起共同工作？（1）混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。
（2）钢筋和混凝土的温度膨胀系数也较为接近，当温度变化时，钢筋和混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。
（3）质量良好的混凝土，可以保护钢筋免遭锈蚀，保证钢筋与混凝土之间的共同作用。
2、什么叫混凝土立方体抗压强度？我国国家标准规定的试验条件是什么？混凝土的立方抗压强度是按规定的标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。
以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95％以上的潮湿空气中养护28d。
3、混凝土的单轴向强度指标有哪些？（即混凝土的基本强度指标）1）混凝土立方体抗压强度2）混凝土轴心抗压强度3）混凝土抗拉强度4、混凝土的徐变？影响因素？在荷载的长期作用条件下，混凝土的变形将随时间而增加，即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间持续增长，这种现象称为混凝土的徐变。
混凝土徐变的主要原因是在荷载长期作用下，混凝土凝胶体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐发生粘性流动，微细孔隙逐渐闭合，结晶体内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合成果。
5、混凝土的收缩在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象称为混凝土收缩。
6、钢筋的屈服强度一般以屈服下限为依据，称为屈服强度。
第2章1、工程结构在设计使用年限内的功能要求？、（1）安全性；（2）适用性；（3）耐久性2、结构可靠性；结构可靠度结构的可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，而把度量结构可靠性的数量指标称为可靠度。
结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述，结构可靠度的定义是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
3、结构出现哪些状态即认为超过了承载能力极限状态？（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书
《混凝土结构设计原理》课程设计任务书辽宁工业大学《混凝土结构设计原理》课程设计任务书 预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计 （标准跨径20m ，桥宽15m ） 开课单位：土木建筑工程学院 2022年3月课程设计（论文）任务及评语 院（系）：土木建筑工程学院 教研室：施工教研室学 号 学生姓名 专业班级道桥181级课程设计（论文）题 目预应力混凝土T 梁、箱梁桥主梁预应力钢束设计课程设计（论文）要求与任务一、课设要求1、依据已知条件，完成主梁的预应力钢束设计。
2、完成相关设计图纸不少于3张（3#图纸）。
二、课设任务1、完成钢束估算，钢束线形设计。
2、预应力钢束的预应力损失计算。
3、主梁截面强度验算，挠度验算等，4、完成相关设计图纸不少于3张（3#图纸） 三、设计说明书要求1、计算过程完整，计算方法符合公路桥梁预应力混凝土设计规范要求。
2、课设论文成果格式符合要求，图纸绘制规范。
工作计划第一周 周一、布置课设任务、查资料；周二、钢束面积估算；周三、钢束布置周四、主梁截面特性计算，截面强度计算；周五、主梁截面特性计算，截面强度计算第二周周一、预应力损失计算；周二、预应力损失计算；周三、应力验算，挠度计算，下锚应力计算；周四、应力验算，挠度计算，下锚应力计算；周五、整理计算书，上交课设成果，答辩指导教师评语及成绩成绩平时表现10% 计算书、图纸70%答辩成绩20%合计教师评语：成绩：指导教师签字：学生签字：2022年03月18日一、课程设计的目的与要求1．教学目的《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的重要课，为了加强学生对基本理论的理解和相关规范条文的应用，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，要在讲完有关课程内容后，安排2周的课程设计，以提高学生的综合运用知识的能力。
通过课程设计，着重培养学生综合分析和解决问题的能力以及严谨，扎实的工作作风。
为学生将来走上工作岗位，顺利完成设计任务奠定基础。
混凝土预应力结构设计原理
混凝土预应力结构设计原理混凝土预应力结构是一种高效的结构体系，它利用钢筋或钢缆的预应力作用来抵抗结构所受的荷载，以提高结构的承载能力和稳定性。
在实际应用中，混凝土预应力结构的设计原理是非常重要的，它涉及到结构的安全性、经济性和施工难度等方面。
本文将详细介绍混凝土预应力结构的设计原理及其应用。
一、混凝土预应力结构的基本原理混凝土预应力结构是通过在混凝土中加入钢筋或钢缆进行预应力，使得混凝土在荷载作用下不仅能够承受压力，还能够承受张力。
这种结构体系可以将混凝土的抗压性能和钢筋或钢缆的抗拉性能发挥到极致，从而提高结构的承载能力和稳定性。
在混凝土预应力结构中，预应力的作用是通过预应力钢筋或钢缆的张力传递到混凝土中，从而形成一定的预应力应力状态。
这种预应力应力状态可以抵消结构所受的荷载，从而使得结构得到加强，同时还可以减小混凝土的变形和裂缝，提高结构的耐久性和使用寿命。
二、混凝土预应力结构的设计原理混凝土预应力结构的设计原理主要包括预应力计算、截面设计、斜拉索设计和锚固系统设计等方面。
1.预应力计算预应力计算是混凝土预应力结构设计的关键环节，它直接影响到结构的安全性和经济性。
预应力计算需要考虑到结构的荷载、材料性能、结构形式和施工工艺等因素，以确定预应力的大小和分布方式。
预应力计算需要分为静载荷和动载荷两种情况进行考虑。
在静载荷情况下，预应力的大小应该能够抵消结构所受的全部荷载，并且保证结构的稳定性。
在动载荷情况下，预应力的大小应该能够抵消结构所受的最大荷载，并且保证结构的稳定性。
2.截面设计截面设计是混凝土预应力结构设计的重要环节，它直接影响到结构的承载能力和变形性能。
截面设计需要考虑到混凝土的受压区和预应力钢筋或钢缆的受拉区，以确定结构的截面形状、尺寸和钢筋或钢缆的分布方式。
在截面设计中，需要根据结构的受力状态，确定混凝土受压区的面积和位置，并确定预应力钢筋或钢缆的受拉区位置和数量。
同时还需要考虑到混凝土和预应力钢筋或钢缆的材料性能，以保证结构的稳定性和安全性。
混凝土结构设计原理第13章预应力混凝土结构受弯构件的设计与计算
con
R1
f1
p2 f2
Np
计算截面
x
d dP1
dF1 dP1 Nd
N
R1
N dN1
dF1
d / 2
d / 2 dl
(2)管道偏差引起的摩擦力
dP2 p2 dl N dl R2
13.2.2 斜截面承载力计算
斜截面抗剪承载力计算
0Vd Vcs V pb
斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值
Vcs 1 2 3 ( 0.45 10 3 )bh0 ( 2 0.6 p ) f cu,k sv f sv
预应力弯起钢筋的抗剪承载力设计值。
安装、运输阶段 构件仍受预加力和一期恒载的作用，但应注意： 预应力损失继续增加。 一期恒载应计入动力系数。 构件在运输及安装过程中，受力模式可能 发生改变，应根据实际施工情况进行验算。
使用阶段
预加力的合力 N p ( 偏心压力）
受力情况
一期恒载 G1
二期恒载 G2
车辆、人群等活载 Q
Ap
( pa f pd Ep c p ) f pd p0
Ap
先张法构件：
l l4 p0 con
后张法构件：
l p0 con Ep pc
计算简图
As
减小σ l1的措施：
采用两端张拉，减小θ 值及管道的长度x值。
T形截面受弯构件
x
As
Ap
判断T形截面类型 截面复核
《结构设计原理》复习资料
《结构设计原理》复习资料第二篇 预应力混凝土结构第十二章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料一、学习重点预应力混凝土能够有效、合理地利用高强度材料，减小截面尺寸，减轻了结构自重，从而可大大提高结构的抗裂性、刚度、耐久性，从本质上改善了钢筋混凝土结构，使混凝土结构得到广泛的应用。
施加预应力的方法主要有先张法和后张法。
施工工艺不同，建立预应力的方法也就不同。
先张法主要是靠粘结力传递并保持预加应力的。
预应力混凝土结构中，预压应力的大小主要取决于钢筋的张拉应力。
要能有效地建立预应力，则必须采用高强度钢材和较高等级的混凝土。
二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题： 需要带裂缝工作 和 无法充分利用高强材料的强度 。
2、将配筋混凝土按预加应力的大小可划分为如下四级： 全预应力 、 有限预应力 、 部分预应力 和 普通钢筋混凝土结构 。
3、预加应力的主要方法有 先张法 和 后张法 。
4、后张法主要是靠 工作锚具 来传递和保持预加应力的；先张法则主要是靠 粘结力 来传递并保持预加应力的。
5、锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： 依靠摩阻力锚固的锚具 、 依靠承压锚固的锚具 和 依靠粘结力锚固的锚具 。
6、夹片锚具体系主要作为锚固 钢绞线筋束 之用。
7、国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种： 抽拔橡胶管 和 螺旋金属波纹管 。
8、预应力混凝土结构的混凝土，不仅要求高强度，而且还要求能 快硬 、 早强 ，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板等利用率。
9、影响混凝土徐变值大小的主要因素有 荷载集度 、 持荷时间 、 混凝土的品质 与 加载龄期 以及 构件尺寸 和 工作环境 等。
10、国内常用的预应力筋有： 冷拉热轧钢筋 、 热处理钢筋 、 高强度钢丝 、 钢绞线 、 冷拔低碳钢丝 。
（二）名词解释1、预应力混凝土────所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。
结构设计原理名词解释
1．预应力混凝土结构：由配置预应力钢筋再通过张拉或其他办法建立预应力的结构。
2．混凝土的徐变：在荷载长期作用下，混凝土的应变随时间而增加的现象。
3．消压弯矩：由外荷载产生，使构件下边缘混凝土的预压应力恰好被抵消为零时的弯矩。
4．双筋截面：在拉压区都配置受力钢筋的截面。
5．短暂状况：指桥涵施工过程中承受临时性作用的状况。
6．部分预应力混凝土结构：在作用短期效应组合控制的正截面的受拉边缘可出现拉应力的预应力混凝土结构，即1＞λ＞0。
7．混凝土立方体抗压强度：按照规定的标准试件和标准试验方式得到的混凝土强度基本代表值。
（或用试验方法标准描述）8．可变作用：在结构使用期间，其量值随时间变化，或其变化值与平均值相比较不可忽略的作用9．配箍率：衡量钢筋混凝土受弯构件箍筋数量的一种指标，v sv sv bS A =ρ10．张拉控制应力：锚下控制应力，张拉结束锚固时张拉力除以力筋的面积。
有锚圈损失的要扣除。
11．换算截面：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。
12．剪跨比：0Vh M m =，实质是反映了梁内正应力与剪应力的相对比值。
13．承载力极限状态：结构或构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形或变位的状态。
14．预应力混凝土：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。
15．条件屈服强度：对没有明显流幅的钢筋定义的名义屈服强度，取残余应变为0.2%时的应力作为屈服点。
16．T 梁翼缘的有效宽度：为便于计算，根据等效受力原则，把与梁肋共同工作的翼缘宽度限制在一定范围内，称为翼缘的有效宽度。
17．钢筋混凝土梁的界限破坏：指受拉钢筋屈服的同时受压混凝土压碎的状态。
18．预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩M 0与外荷载产生的弯矩M s 的比值，0s M M λ=19．混凝土的收缩：混凝土凝结和硬化过程中体积随时间推移而减小的现象。
预应力混凝土B类结构设计原理课程设计
本科课程设计预应力混凝土简支梁设计课程结构设计原理学院土木与交通工程专业道路与桥梁工程年级班别 10（1）学号 31１000380２学生姓名李智辉指导教师禹智涛2012 年12 月3０日课程设计任务书一、课程设计的内容根据给定的桥梁基本设计资料(主要结构尺寸、计算内力等）设计预应力混凝土简支T 形主梁。
主要内容包括：１.预应力钢筋及非预应力钢筋数量的确定及布置； 2.截面几何性质计算；3.承载能力极限状态计算（正截面与斜截面承载力计算）；4.预应力损失估算;5．应力验算(短暂状况和持久状况的应力验算）； 6.抗裂验算（正截面与斜截面抗裂验算)或裂缝宽度计算； 7．主梁变形（挠度）计算； ８.锚固局部承压计算与锚固区设计; 9．绘制主梁施工图。
二、课程设计的要求与数据通过预应力混凝土简支T 形梁桥的一片主梁设计,要求掌握设计过程的数值计算方法及有关构造要求规定，并绘制施工图。
要求:设计合理、计算无误、绘图规范。
（一）基本设计资料1．桥面净空：净１4+2⨯1.0m2．设计荷载:公路—Ⅰ级荷载，人群荷载３.52kN/m ,结构重要性系数0γ＝1.0 3.环境标准:Ⅱ类环境 ４.材料性能参数 （1）混凝土强度等级为C50，主要强度指标为:强度标准值 ck f =32．4MPa ,tk f =2．65MPa 强度设计值 cd f =22.4MPa ，td f ＝１．８3MPa 弹性模量 c E ＝3.45⨯410MPa(2)预应力钢筋采用A ＳTM A4１６—97a 标准的低松弛钢绞线（1⨯7标准型）， 其强度指标为：抗拉强度标准值 pk f ＝１860MPa 抗拉强度设计值 pd f ＝1２60MPa弹性模量 p E =1.95⨯510MPa 相对界限受压区高度 b ξ＝0．4,pu ξ=０.256３ 公称直径为１５．２4mm ，公称面积为140mm2（3)非预应力钢筋1）纵向抗拉非预应力钢筋采用HRB ４00钢筋，其强度指标为:抗拉强度标准值 sk f =400MPa 抗拉强度设计值 sd f ＝3３0MPa 弹性模量 s E ＝2.０⨯510MPa 相对界限受压区高度 b ξ＝０.5３,pu ξ＝0.198５ 2）箍筋及构造钢筋采用ＨRB ３35钢筋，其强度指标为： 抗拉强度标准值 sk f =335MPa 抗拉强度设计值 sd f =２80MPa弹性模量 s E =２.0⨯510MPa 图1 主梁跨中截面尺寸(尺寸单位:mm )５.主要结构尺寸主梁标准跨径k L =２5m ，梁全长2４.96m ,计算跨径f L =24．３m 。
结构设计原理：无黏结预应力混凝土
无黏结预应力混凝土
2、无黏结预应力混凝土梁的受力性能
1）．纯无黏结预应力混凝土梁 在试验荷载作用下，在梁最大弯矩截面附近出现一条或
少数几条裂缝。随着作用(荷载)的增加，已出现的裂 缝的宽度与延伸高度都迅速发展，并且通常在裂缝的 顶部开裂
纯无黏结预应力混凝土梁
无黏结预应力混凝土
2、无黏结预应力混凝土梁的受力性能
《结构设计原理》课件
076、无黏结预应力混凝土
无黏结预应力混凝土
1、基本概念
无黏结预应力混凝土梁，是指配置的主筋为无黏结预应 力钢筋的后张法预应力混凝土梁。而无黏结预应力钢 筋，是指由单根或多根高强钢丝、钢绞线或粗钢筋， 沿其全长途有专用防腐油脂涂料层和外包层，使之与 周围混凝土不建立黏结力，张拉时可沿着纵向发生相 对滑动的预应力钢筋。
无黏结预应力混凝土
2）．无黏结部分预应力混凝土梁的受力性能
(4)混合配筋梁的无黏结预应力钢筋，虽仍具有沿全长 应力相等(忽略摩擦影响)和在梁破坏时极限应力不超 过条件屈服强度的无黏结筋特点，但极限应力的量值 较纯黏结梁的要大得多。 (5)混合配筋的无黏结预应力钢筋，在梁达到破坏时的应 力增量，与梁的综合配筋指标有密切关系。 (6)对于混合配筋的无黏结预应力混凝土梁，在承受三分 点作用(荷载)时，跨高比对应力增量无明显影响；在 承受跨中作用(荷载)时，跨高比对应力增量有一定的 影响。
无黏结预应力混凝土
2）．无黏结部分预应力混凝土梁的受力性能
(2)混合配筋的无黏结预应力混凝土梁的裂缝，由于受 到非预应力有黏结钢筋的约束，其钢筋根数及裂缝间 距与配有同样钢筋的普通钢筋混凝土梁非无黏结预应力混凝土梁 ，先是普通钢筋屈服，裂缝向上延伸，直到受压区边 缘混凝土达到极限压应变时，梁才呈现弯曲破坏。
2024年电大混凝土结构设计原理考试题库答案
混凝土结构设计原理试题库及其参考答案第１章 钢筋和混凝土的力学性能1.混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。
(错)2．混凝土在三向压力作用下的强度能够提升。
(对)３.一般热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。
（对)4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提升。
（错) 5.冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。
（对）6.C20表示f cu ＝20N/ｍm 。
（错)7．混凝土受压破坏是因为内部微裂缝扩展的成果。
(对）8.混凝土抗拉强度伴随混凝土强度等级提升而增大。
（对）9.混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。
（错）10.混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。
(对）11.线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比,而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增加与应力不成正比。
（对）12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（对)１3.混凝土收缩、徐变与时间有关，且相互影响。
（对）第3章 轴心受力构件承载力1．轴心受压构件纵向受压钢筋配备越多越好。
（ 错 )2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
（ 对 )3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。
（ 对 ）4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。
( 错 )5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋轻易压曲，因此钢筋的抗压强度设计值最大取为。
（ 2/400mm N错 ）6.螺旋箍筋柱既能提升轴心受压构件的承载力,又能提升柱的稳定性。
（ 错 )第４章 受弯构件正截面承载力1．混凝土保护层厚度越大越好。
（ 错 )2．对于的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相称于宽度为的矩形截面梁，因此其配筋率应按'f h x ≤'f b 来计算。
（ 错 ）0'h b A f s =ρ3．板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。
( 错 )4．在截面的受压区配备一定数量的钢筋对于改进梁截面的延性是有作用的。
（对 )5．双筋截面比单筋截面更经济合用。
（ 错 )6．截面复核中，假如,阐明梁发生破坏,承载力为0。
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。
《钢筋混凝土结构设计原理》复习资料2复习重点习题及答案
《结构设计原理》复习资料第一篇钢筋混凝土结构第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能二、学习重点在本章的学习中应注意以下几个方面的问题：（1）混凝土的强度指标有哪些，以及获得它们的方法；（2）混凝土的应力应变关系曲线，弹性模量的取值方法；（3）混凝土收缩、徐变的概念及特性；（4）两类钢材的变形及强度特征；（5）锚固长度的意义；（6）钢筋混凝土结构对混凝土与钢筋的基本要求。
三、复习题（一）填空题1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。
2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原因是：钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。
7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。
其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
（二）判断题1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。
………………………………【×】2、混凝土强度愈高，应力应变曲线下降愈剧烈，延性就愈好。
………………………【×】3、线性徐变在加荷初期增长很快，一般在两年左右趋以稳定，三年左右徐变即告基本终止。
………………………………………………………………………………………………【√】4、水泥的用量愈多，水灰比较大，收缩就越小。
………………………………………【×】5、钢筋中含碳量愈高，钢筋的强度愈高，但钢筋的塑性和可焊性就愈差。
《结构设计原理》_第12章_预应力混凝土结构基本概念及其材料
12.1 概述——预应力砼结构优点
a. 节省材料，减轻自重，增加跨越能力。 b. 提高构件的抗裂性、增加截面刚度。 c. 可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。 d. 预加力还可以作为结构构件的连接手段，促进了桥梁 结构新体系与施工方法的发展。
l 3、快硬、早强。可尽早施加预应力，加快台座、锚具、 夹具的周转率。
l 混凝土的配制要求与措施：严格控制水灰比；注意选用 高标号水泥并宜控制水泥用量；选用优质活性掺合料；d. 加强振捣与养护。
l 预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C40。
12.3 预应力砼结构材料——钢材
强度高 具有一定的塑性 良好的加工性能 （1）对钢材的要求： 与混凝土之间有较好的粘结强度 低松弛 耐腐蚀
3. 钢筋混凝土：不施加预应力的混凝土结构，即 0
12.2 预应力张拉方法——先张法
先张法
张拉钢筋并在座上固定
依靠粘结 力来传递 并保持预 加应力
浇注混凝土构件
混凝土强度达设计强度的 75%以上时剪断钢筋
张拉台座
a）
预应力筋
混凝土 b）
c）
伸长
Np 临时锚固
压缩
压缩
图 12-2 先张法工艺流程示意图 a)预应力钢筋就位，准备张拉 b)张拉并锚固，浇筑构件混凝土
12.2 预应力锚具——墩头锚具
2、承压形锚具——墩头锚具 镦头锚具：利用钢丝的镦粗头来锚固预应力钢丝的一种支 承式锚具 用途：主要用于锚固钢丝束，锚固5mm和7mm。 组成：(1)锚杯 (2)锚圈 (3)冷镦头 工作原理：借镦头直接承压将钢丝锚固于锚杯上。 优点：(1)可靠（不滑丝） (2)预应力损失小 (3)工序简单 缺点: (1)如张拉吨位过大，钢丝数很多，施工麻烦； (2)对钢丝的下料长度要求很精确，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阶段的有效预应力σpe
２、运输、安装阶段 1)引起预应力损失的因素增加，Np比预加应力阶段小； 2)运输中支点或安装时吊点与正常不同，需进行验算。
4
二、使用阶段
1）使用阶段是指桥梁建成营运通车整个工作阶段。
2）偏心预加力Np和一、二期恒载G1、G2和活荷载Q。
8
三、破坏阶段
1、只在受拉区配置预应力钢筋的适筋梁，破坏时，应力 状态与钢筋混凝土构件相似，计算方法也基本相同。
2、正常配筋的范围内，预应力梁与同条件普通钢筋混凝 土梁的破坏弯矩值几乎相同；
3、可见预应力混凝土结构不能创造出超越其本身材料强 度能力之外的奇迹；
4、只能大大改善了结构在正常使用阶段的工作性能。
d）带裂缝工作时截面应力 e）截面破坏时的应力
6
1、加载至受拉边缘混凝土预压应力为零 1）构件仅在永存预加力Np，其下边缘混凝土的有效预压应力 为σpc 。 2）至某一特定荷载，其下边缘混凝土的预压应力σpc恰被抵消 为零，此时在控制截面上弯矩M0称为消压弯矩，则有：
M0 pc W0 或者 pc M0 W0 0 2、加载至受拉区裂缝即将出现 1）消压后继续加载，使受拉区混凝土应力达到ftk时的应力状 态，即称为裂缝即将出现状态。 2）构件出现裂缝时的理论临界弯矩称为开裂弯矩Mcr 。
3）截面的正应力为Np与以上各项荷载产生的应力之和。 (基本处于弹性工作阶段）
a)
Q
b)
c)
d)
e)
f)
G1+ G2
MG1
MG 2
MQ
M
Np
pc
G1G 2Fra bibliotekQNp pc+G1+G2+ Q
使用阶段各种作用下的截面应力分布 a）荷载作用下的梁 b）预加力Np作用下的应力 c）一期恒载G1作用下的应力 d）二期恒载G2作用下的应力e）活载作用下的应力 f）各种作用所产生的应力之和
pa f pd （Ep c p）＝f pd－ p0
13
a'p
a'
a's
1）计算简图:
0 Md
x
fcd
fs'd As'
( fp'd p'o ) A'p
fcd bx
x
As' Ap'
x
h
h0
a
a
ap
fpd Ap fsd As
Ap As
b
as
受压区配置预应力钢筋的矩形截面受弯构件正截面承载力计算图
7
M cr M 0 M cr,c
3、带裂缝工作特点： 1）继续增大荷载，截面下缘开始开裂，裂缝向截面上缘
发展，梁进入带裂缝工作阶段。 2）在消压状态出现后，预应力混凝土梁的受力如同普通
钢筋混凝土梁一样。 3）预应力混凝土梁的开裂弯矩Mcr要比同截面、同材料的
普通钢筋混凝土梁的开裂弯矩Mcr,c大一个消压弯矩M0 ，故 预应力混凝土梁在外荷载作用下裂缝的出现被大大推迟。
f pd
p0
cu
cu Ep
（2）正截面承载力计算
求得受压区高度x值后，可得正截面抗弯承载力并应满足：
0M d
Mu
fcd bx(h0
x) 2
2、受压区配置预应力、非预应力钢筋的矩形截面
与普通钢双筋矩形截面构件的抗弯承载力计算相似。
按下式计算：
或者
pa Ep (c c Ec ) p fpd Epc p
9
13.2 预应力混凝土受弯构件承载力计算
持久状况承载力极限状态计算包括
1、正截面承载力计算； 2、斜截面承载力计算； 3、作用效应组合采用基本组合。
一、正截面承载力计算 １、计算假定
1）含筋量适当时，构件正截面破坏一般为适筋梁破坏； 2）受拉区预应力、非预应力钢筋分别取其的fpd和fsd。 3）受压区砼应力用等效的矩形应力代替曲线分布并取fcd。 4）受压区非预应力钢筋取其抗压强度设计值f’sd。
5
4）应力钢筋中建立相对不变的预拉应力为永存预应力σpe 。
5）本阶段又可分为如下几个受力过程：
a)
b)
c)
d)
e)
M
M0
Mcr
M1
Mu
p< fpk
p< fpk
p< fpk
p< fpk
p= fpk
pc+G+Q
c = 0
c= ftk
图13-3 梁使用及破坏阶段的截面应力图 a）使用荷载作用于梁上 b）消压状态的应力 c）裂缝即将出现时的截面应力
x
b
h 0
预应力混凝土梁相对界限受压区高度
钢
筋相混对凝种界限土受强压类度区等高度级
C50
钢绞线、钢丝
0.40
精轧螺纹钢筋
0.40
b
C55、 C65、 C75、 C60 C70 C80
0.38 0.36 0.35
0.38 0.36 —
12
上表中相对界限受压区高度按下式计算确定：
b
1
0.002
（1）预加应力阶段 （2）运输、安装阶段
2
１、预加应力阶段
1)预加应力阶段指从预加应力开始，至预加应力结束； 2)构件所承受的作用主要是偏心预压力Np； 3)梁自重G1、预加力Np同时参加作用。
G1
MG1
M G1
Np
pc
G1
预加应力阶段截面应力分布
Np pc + G1
3
4)本阶段的设计计算要求： （1）截面上、下缘拉、压应力不应超出规定值； （2）控制预应力筋的最大张拉应力； （3）锚固区承压承载力足够安全度，不出现纵向裂缝。
h
14
fsd As f pd Ap fcd bx fsd As ( f pd p0 ) Ap
2）基本公式
（1）受压区高度x由有下式可求解
10
2、受压区不配置预应力钢筋的矩形截面
1）计算简图
fcd
h ap as a
x
0 Md
x
fcd bx
Ap fpd Ap fsd As
As b
h0
h
a
受压区不配置预应力钢筋的矩形截面受弯构件正截面承载力计算图
11
2）基本公式
（1）求受压区高度x
fsd As f pd Ap fcd bx
为防止出现超筋梁及脆性破坏，预应力混凝土梁的 截面受压区高度x应满足《公路桥规》的规定：
13.1 概 述
分析受力阶段，了解计算目的、内容与方法。 构件受力可分为三个主要阶段：
1、施工阶段 2、使用阶段 3、破坏阶段
1
一、施工阶段
1）构件在制作、运输和安装施工中承受不同的荷载作用。 2）构件全截面参与工作并处于弹性工作阶段。 3）计算中采用混凝土的实际强度和相应的截面特性。 4）施工阶段依构件受力条件不同，又可分为：