1、混凝土结构混凝土结构Concrete Structure第十章第十章 预应力混凝土构件计算预应力混凝土构件计算Prestressed Concrete Structure本节习题本节习题本节例题本节例题第十章第十章 预应力混凝土构件预应力混凝土构件10.1 10.1 概概 述述10.2 10.2 预应力混凝土轴心受拉构件承载力预应力混凝土轴心受拉构件承载力10.3 10.3 预应力混凝土受弯构件承载力预应力混凝土受弯构件承载力10.4 10.4 预应力混凝土构件的构造要求预应力混凝土构件的构造要求10.5 10.5 部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土10.
2、6 10.6 平衡荷载设计法的概念平衡荷载设计法的概念第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件预应力混凝土构件受力性能分析10.6 轴心受拉构件受力性能分析一、施工阶段一、施工阶段 1、先张法构件、先张法构件Pre-tension放张前放张前放张后放张后完 成 第 二完 成 第 二批损失批损失plIconIpAN)(0pcIElconpIIpcIcppIcpcIAA平衡条件平衡条件00)(ANAAAIppEcplIconpcIpcIIcpcIIElIIlconpIIIpcIIElcon00)(ANAAAIIppEcplconpcII第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1
3、 轴心受拉构件预应力混凝土构件受力性能分析10.6 轴心受拉构件受力性能分析一、施工阶段一、施工阶段 1、先张法构件、先张法构件Pre-tension放张前放张前放张后放张后完 成 第 二完 成 第 二批损失批损失plIconIpAN)(0pcIElconpIIpcIcppIcpcIAA平衡条件平衡条件00)(ANAAAIppEcplIconpcIpcIIc第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件00)(ANAAAppEcplconpcpcElconp式中式中 l、pc、p 和和Np0为为概括符号概括符号，即按不同的阶段，即按不同的阶段代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋
4、合力代表相应阶段的预应力损失、应力和预应力筋合力取值即可。取值即可。第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件2、后张法构件、后张法构件Post-tension 如所有钢筋同时张拉，则如所有钢筋同时张拉，则后张法构件无弹性压缩应力损失后张法构件无弹性压缩应力损失(le=0)。因此扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与混因此扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与混凝土承受的压力平衡凝土承受的压力平衡，故由平衡条件，采用概括符号可得混凝，故由平衡条件，采用概括符号可得混凝土的预压应力，土的预压应力，cpcplconpcANAA)(lconp第十章 预应力混凝土构件受力性能分析1
5、0.1 轴心受拉构件先张法先张法00)(ANAAAppEcplconpcpcElconpplconpAN)(0后张法后张法cpcplconpcANAA)(lconpplconpAN)(有无弹性压缩损失有无弹性压缩损失 le是先张法与后张法计算公式的差异所在是先张法与后张法计算公式的差异所在假定两张拉方法的假定两张拉方法的 con和和 l 相同，则相同，则Np0和和Np的数值相等，但的数值相等，但先张法构件有弹性压缩损失，而后张法构件无弹性压缩损失先张法构件有弹性压缩损失，而后张法构件无弹性压缩损失，故得到的故得到的 pc不等，先张法小于后张法。不等，先张法小于后张法。预应力筋预应力筋中应力也不
6、相等，先张法的预应力筋应力除需扣除中应力也不相等，先张法的预应力筋应力除需扣除 l外，还要扣除弹性压缩损失，而后张法构件则仅需扣除外，还要扣除弹性压缩损失，而后张法构件则仅需扣除 l。第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件二、使用阶段二、使用阶段虽然虽然先张法先张法和和后张法后张法在施工阶段的应力计算有所差别，但混在施工阶段的应力计算有所差别，但混凝土中建立起预压应力凝土中建立起预压应力 pc后开始施加外荷载，后开始施加外荷载，两者的受力过两者的受力过程是相同的程是相同的。由于混凝土预先受到预压应力由于混凝土预先受到预压应力 pc，因此轴向拉力，因此轴向拉力N产生的拉产生的
7、拉应力应力 c，需先抵消需先抵消 pc，才能使混凝土进入受拉。，才能使混凝土进入受拉。故在达到混凝土抗拉强度故在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学用换算之前，可按弹性材料力学用换算截面方法确定的截面拉应力，即截面方法确定的截面拉应力，即0ANccEp预应力筋的应力增量预应力筋的应力增量pcpccAN0cEpcElconp先cElconp后第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件1、消压状态、消压状态00pcpccAN当当 时时00ANpc消压轴力消压轴力lconp0先先pcElconp0后后消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念消压状态是预应力混凝土构件计
8、算中的一个重要概念，它相当，它相当于非预应力构件的起始状态。于非预应力构件的起始状态。从消压状态开始，以后荷载增量（从消压状态开始，以后荷载增量（N-N0）产生的应力增量与）产生的应力增量与非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。plconppAAN)(00先张法先张法ppcElconppAAN)(00后张法后张法第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件2、开裂轴力：、开裂轴力：tkpcpccfAN0当 时000)(AfNAfNtktkpccrtkEppf03、开裂后、开裂后：NNcr，在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即在
9、裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即 00pppANNNANppANN0相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢筋应力。将该应力增量代替筋应力。将该应力增量代替裂缝宽度裂缝宽度计算计算公式中的钢筋应力公式中的钢筋应力 ss后，即可计算预应力后，即可计算预应力构件的裂缝宽度。构件的裂缝宽度。ppANN00第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件4、极限轴力：、极限轴力：当预应力筋的应力达到起抗拉强度时，达到极限轴力当预应力筋的应力达到起抗拉强度时，达到极限轴力ppyuAfN 第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件pIIpcc施加轴力前pcEpIIp00c消压状态N0N0tkEppf0tkcf开裂轴力NcrNcrpppANN00开裂后NNcrNNcrpypf极限轴力NuNu第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件先张法构件第十章 预应力混凝土构件受力性能分析10.1 轴心受拉构件后张法构件
