全预应力混凝土构件

第十章 预应力混凝土构件

本章要求

1、预应力混凝土的基本概念，了解预应力混凝土构件工作的原理。 2、了解预应力的施加方法和对钢材及混凝土材料的要求。

3、掌握各项预应力损失产生的原因及各项损失减小的措施和各项损失的不同组合。 4、熟练掌握预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算方法。

5、掌握预应力混凝土受弯构件在受力后的强度、刚度。裂缝及设计计算方面的联系和区别。 6、掌握部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土的基本概念。 7、熟悉预应力混凝土构件的构造要求。 第一节 预应力混凝土结构原理及计算规定 一、预应力混凝土的概念

普通钢筋混凝土构件，在各种荷载作用下，一般都存在混凝土的受拉区。而混凝土本身的抗拉强度及极限拉应变却很小（混凝土抗拉强度约为抗压强度1/10，抗拉极限应变约

-3

为极限压应变的1/12）。其极限拉应变约为（0.1~0.15）×10，因此，对使用上不允许出现裂缝的构件，受拉钢筋的应力仅为20~30N/mm（

），对于允许开裂的构件，当裂缝宽度限制在0.2~0.3

时，受拉钢

2

筋的应力也只能在左右。所以，如果采用高强度的钢筋，在使用阶段钢筋达到

-3

屈服时其拉应变很大，约在2×10以上，与混凝土极限拉应变相差悬殊，裂缝宽度将很大，无法

第十章 预应力混凝土构件

本章要求

1、预应力混凝土的基本概念，了解预应力混凝土构件工作的原理。 2、了解预应力的施加方法和对钢材及混凝土材料的要求。

3、掌握各项预应力损失产生的原因及各项损失减小的措施和各项损失的不同组合。 4、熟练掌握预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算方法。

5、掌握预应力混凝土受弯构件在受力后的强度、刚度。裂缝及设计计算方面的联系和区别。 6、掌握部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土的基本概念。 7、熟悉预应力混凝土构件的构造要求。 第一节 预应力混凝土结构原理及计算规定 一、预应力混凝土的概念

普通钢筋混凝土构件，在各种荷载作用下，一般都存在混凝土的受拉区。而混凝土本身的抗拉强度及极限拉应变却很小（混凝土抗拉强度约为抗压强度1/10，抗拉极限应变约

-3

为极限压应变的1/12）。其极限拉应变约为（0.1~0.15）×10，因此，对使用上不允许出现裂缝的构件，受拉钢筋的应力仅为20~30N/mm（

），对于允许开裂的构件，当裂缝宽度限制在0.2~0.3

时，受拉钢

2

筋的应力也只能在左右。所以，如果采用高强度的钢筋，在使用阶段钢筋达到

-3

屈服时其拉应变很大，约在2×10以上，与混凝土极限拉应变相差悬殊，裂缝宽度将很大，无法

9 预应力混凝土构件

本章提要

本章主要介绍预应力混凝土的基本原理、预应力混凝土结构构件的基本计算规定、预应力混凝土轴心受拉构件的设计、预应力混凝土构件的构造要求。重点是预应力混凝土构件的设计原理和构造要求。

本 章 内 容

9.1 概述

9.2 预应力混凝土结构的材料

9.3 预应力混凝土结构构件的基本计算规定 9.4 预应力混凝土轴心受拉构件 9.5 预应力混凝土结构的构造要求

9.1 概述

9.1.1 普通钢筋混凝土结构的缺点

混凝土受拉构件、受弯构件、大偏心受压构件等，在各种荷载作用下，都存在受拉区。当荷载不是太大时，上述构件中将出现裂缝。

混凝土的极限抗拉应变值εctu大约为0.00015，则钢筋应力在开裂时的值约为: σs=Esεs=Esεctu=2×105×0.00015=30N/mm2

钢筋混凝土构件的另一大缺点是不能采用高强度钢筋。 

最后一点是：提高混凝土强度等级对构件抗裂性所起的作用也是极其有限的，因为各等级混凝土的极限抗拉应变相差不大；增加构件截面尺寸能提高抗裂性，但所需混凝土多，构件自重大。

9.1.2 预应力混凝土的基本原理

所谓预应力混凝土就是在混凝土构件承

第十章 预应力混凝土结构

第十章 预应力混凝土结构Prestressed Concrete Structure

10.1 预应力混凝土结构的概念一、钢筋混凝土结构的缺欠

qk=10kN/m

L0跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200³450mm2,作用均布活 荷载标准值qk=10kN/m,均布恒荷载gk=5kN/m。10.1 预应力混凝土的概念 1

第十章 预应力混凝土结构

L0 b³h 自重 gk M fy AsMs

5.2m 200³450 5kN 67.6kN.mⅡ级 310

跨度增加一倍 10.4m 400³900 20kN 513.96kN.mⅡ级 310

跨度增加两倍 20.8m 800³1900 80kN 5948.8kN.mⅡ级 310

采用高强钢筋 5.2m 200³450 5kN 67.6kN.m冷拉Ⅳ级 580

[f]=

L0 300

sss [wmax]=0.3

603mm2 50.7kN.m L 16.4= 0 317 232MPa 0.25

2106mm2 405.6kN.m L 38.1= 0 273

12650mm2 4867.2kN.m L 88.8= 0 234

308mm2 5

9 预应力混凝土构件

本章提要

本章主要介绍预应力混凝土的基本原理、预应力混凝土结构构件的基本计算规定、预应力混凝土轴心受拉构件的设计、预应力混凝土构件的构造要求。重点是预应力混凝土构件的设计原理和构造要求。

本 章 内 容

9.1 概述

9.2 预应力混凝土结构的材料

9.3 预应力混凝土结构构件的基本计算规定 9.4 预应力混凝土轴心受拉构件 9.5 预应力混凝土结构的构造要求

9.1 概述

9.1.1 普通钢筋混凝土结构的缺点

混凝土受拉构件、受弯构件、大偏心受压构件等，在各种荷载作用下，都存在受拉区。当荷载不是太大时，上述构件中将出现裂缝。

混凝土的极限抗拉应变值εctu大约为0.00015，则钢筋应力在开裂时的值约为: σs=Esεs=Esεctu=2×105×0.00015=30N/mm2

钢筋混凝土构件的另一大缺点是不能采用高强度钢筋。 

最后一点是：提高混凝土强度等级对构件抗裂性所起的作用也是极其有限的，因为各等级混凝土的极限抗拉应变相差不大；增加构件截面尺寸能提高抗裂性，但所需混凝土多，构件自重大。

9.1.2 预应力混凝土的基本原理

所谓预应力混凝土就是在混凝土构件承

第9章 预应力混凝土结构构件计算

1．何谓预应力混凝土结构？

答：所谓预应力混凝土结构，就是在外荷载作用之前，先对混凝土施加压力，造成人为的应力状态，它所产生的预压应力能抵消外荷载所引起的部分或全部拉应力?。这样，在外荷载作用下，裂缝就能延缓或不会产生，即使出现了裂缝，裂缝宽度也不致过大。

2．与非钢筋混凝土结构相比较，预应力混凝土结构主要有哪几方面的优点？ 答：与非钢筋混凝土结构相比较，预应力混凝土结构主要有以下几方面的优点： （1）预应力混凝土结构在使用荷载作用下不出现裂缝或推迟裂缝的出现，在同样的荷载下，能减小裂缝宽度，因此也提高了构件的刚度，增加结构的耐久性。如用在处于腐蚀性介质和潮湿环境中的结构以及海洋工程结构中，可根本解决裂缝问题，对水工建筑物的意义尤为重大。

（2）预应力混凝土结构可以合理、有效地利用高强钢筋?和高强混凝土，从而节省材料，减轻结构自重，可建造大跨度结构。

（3）施加纵向预应力可延缓斜裂缝的形成，使受剪承载力得到提高。 （4）预应力可以降低钢筋的疲劳应力比，因而提高了构件的抗疲劳性能。 3．根据预应力对构件裂缝控制程度不同预应力混凝土结构可分成哪几类，各有何特点？ 答：根据预应力对构件裂缝控制程度不同预应力混凝土

预应力课件

5 预应力混凝土构件承 载能力极限状态计算本章为重点章节， 本章为重点章节，主要介绍 了受弯、受拉、受剪、受扭、 了受弯、受拉、受剪、受扭、截 面计算，局压承载力和冲切承载 面计算， 力计算，以及构件的疲劳验算。 力计算，以及构件的疲劳验算。 重点掌握： 重点掌握：各种不同受力形 式的截面计算， 式的截面计算，局压和冲切承载 力计算及疲劳验算。 力计算及疲劳验算。

预应力课件

5.1 一般规定《混凝土结构设计规范-2002》 5.2 受弯截面计算 5.3 受拉截面计算 5.4 受剪截面计算 5.5 受扭截面计算 5.6 局压承载力计算 5.7 受冲切承载力计算 5.8 疲劳验算

预应力课件

5.1 《规范-2002》一般规定5.1.1 基本假定 (1)混凝土构件截面应变保持平面； (2)不考虑混凝土的抗拉强度； (3)混凝土受压的应力-应变关系满足响应的假设(P62)。 5.1.2 受压区混凝土的等效矩形应力图 5.1.3 相对界限受压区高度的计算 5.1.4 纵向钢筋应力计算 5.1.5 由预应力产生的混凝土法向应力与预应力筋应力计算 5.1.6 预应力筋与非预应力筋的合力及合力的偏心矩

预应力课件

5.2 预应力混凝土受弯构件的计算5.2.

预应力混凝土管桩系指预应力高强混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）和预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）。预应力砼管桩基础，因其在施工中具有低噪声、无污染、施工快等特点，在工程上越来越得到广泛应用。为了保证其施工质量，在预应力管桩的施工前和施工过程中，应对其进行控制。根据对预应力管桩施工监理工作的实践总结，特拟定预应力砼管桩基础监理要点，供监理工程师在工作中参考、使用。

一、预应力砼管桩基础施工相关标准及技术规范

1、建筑桩基技术规范JGJ94-94；

2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001；

3、建筑地基与基础施工质量验收规范GB50202-2002；

4、砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002；

5、砼强度检验评定标准GBJ107-87；

6、先张法预应力砼管桩GB13476-1999；

7、预应力混凝土管桩（图集）03SG409.

二、施工准备：

1、场地要求：

1）施工场地的动力供应，应与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配，其供电电缆应完好，以确保其正常供电和安全用电。

2）施工场地已经平整，其场地坡度应在10%以内，并具有与选用的桩机机型相适应的地耐力，以确保在管桩施工时地面不致沉陷过大或桩机倾斜超限，影响

预应力混凝土管桩系指预应力高强混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）和预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC）。预应力砼管桩基础，因其在施工中具有低噪声、无污染、施工快等特点，在工程上越来越得到广泛应用。为了保证其施工质量，在预应力管桩的施工前和施工过程中，应对其进行控制。根据对预应力管桩施工监理工作的实践总结，特拟定预应力砼管桩基础监理要点，供监理工程师在工作中参考、使用。

一、预应力砼管桩基础施工相关标准及技术规范

1、建筑桩基技术规范JGJ94-94；

2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001；

3、建筑地基与基础施工质量验收规范GB50202-2002；

4、砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002；

5、砼强度检验评定标准GBJ107-87；

6、先张法预应力砼管桩GB13476-1999；

7、预应力混凝土管桩（图集）03SG409.

二、施工准备：

1、场地要求：

1）施工场地的动力供应，应与所选用的桩机机型、数量的动力需求相匹配，其供电电缆应完好，以确保其正常供电和安全用电。

2）施工场地已经平整，其场地坡度应在10%以内，并具有与选用的桩机机型相适应的地耐力，以确保在管桩施工时地面不致沉陷过大或桩机倾斜超限，影响

. .

页脚第六章预应力混凝土工程练习题

一填空题：

1所谓先法：即先，后的施工方法。

2预留孔道的方法有：、、。

3预应力筋的拉钢筋方法可分为、。

4台座按构造形式的不同可分为和。

5 常用的夹具按其用途可分为和。

6 锚具进场应进行、和。

7 常用的拉设备有、、和

以及。

8 电热法是利用钢筋的的原理，对通以

的强电流。

9 无黏结预应力钢筋铺放顺序是：先再。

10 后法预应力钢筋锚固后外露部分宜采用方法切割，外露部分长度不宜

小于预应力钢筋直径的，且不小于。

二单选题:

1预应力混凝土是在结构或构件的（）预先施加压应力而成

A受压区 B受拉区 C中心线处 D中性轴处

2预应力先法施工适用于（）

A现场大跨度结构施工 B构件厂生产大跨度构件

C构件厂生产中、小型构件 D现在构件的组并

3先法施工时，当混凝土强度至少达到设计强度标准值的（）时，方可放

A50% B75% C85% D100%

4后法施工较先法的优点是（）

A不需要台座、不受地点限制 B 工序少

C工艺简单 D锚具可重复利用

5无粘结预应力的特点是（）

A需留孔道和灌浆 B拉时摩擦阻力大

C易用于多跨连