正常使用极限状态验算及耐久性设计.ppt

主要内容： 　　预应力混凝土的概念及其与普通钢筋混凝土的区别 　　预应力混凝土构件（包括轴心受拉、受弯构件）设计 　　构造要求 重点： 　　预应力混凝土的基本概念 　　各项预应力损失的意义、计算方法、减小措施 　　预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法 1　 一般概念 预应力混凝土（prestressed concrete）是在混凝土构件承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力。这种预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因而可减少甚至避免裂缝的出现。 2　 施加预应力的方法 通常通过机械张拉钢筋给混凝土施加预应力。按照施工工艺的不同，可分为先张法和后张法两种。 　先张法 在浇灌混凝土之前张拉预应力钢筋，故称为先张法（pretensioning type）。可采用台座长线张拉或钢模短线张拉。 先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。 第九章 预应力混凝土构件 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 平衡条件为 代入可得 上式可作为使用阶段对构件进行抗裂验算的依据。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　加荷直至构件破坏 贯通裂缝截面相应的轴向拉力极限值（即极限承载力），如图所示。 极限状态 由平衡条件可得 上式可作为使用阶段对构件进行承载能力极限状态计算的依据。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 2　 后张法轴心受拉构件 　　 施工阶段 应力图形如图所示，构件任一截面各部分应力亦为自平衡体系。 后张法构件截面预应力 平衡方程为 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 在构件上张拉预应力钢筋至 ，同时压缩混凝土 代入平衡方程可解得 当 （张拉端）时， 达最大值，即 上式可作为施工阶段对构件进行承载力验算的依据。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 完成第一批预应力损失 代入平衡方程解得 这里的 用于计算 。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 完成第二批预应力损失 代入平衡方程，可解得 即为后张法构件中最终建立的混凝土有效预压应力。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 使用阶段 相应时刻的应力图形与先张法构件的相同，外荷载产生的轴向拉力符号也相同。相应计算公式如下： 注意：后张法中 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 3　 先、后张法计算公式的比较 　　 钢筋预应力 无论先、后张法，非预应力钢筋任何相应时刻的应力公式形式均相同；预应力钢筋应力公式中，后张法比先张法的相应时刻应力多 。 　　 混凝土预应力 施工阶段，两种张拉方法的 、 公式形式相似，差别在于：先张法公式中用构件的换算截面面积 ，而后张法用构件的净截面面积 。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　轴向拉力 使用阶段，构件在各特定时刻的轴向拉力 ， 及 的公式形式均相同。无论先、后张法，均采用构件的换算截面面积 计算。 由 可知，预应力混凝土构件比同条件的普通钢筋混凝土构件的开裂荷载提高了 。 9.4 预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算 第九章 预应力混凝土构件 为了保证预应力混凝土轴心受拉构件（uniaxial tensile member of prestressed concrete）的可靠性（reliability），除要进行构件使用阶段的承载力（load-carrying capacity）计算和裂缝控制（crack control）验算外，还应进行施工阶段（制作、运输、安装）的承载力验算，以及后张法构件端部混凝土的局部受压验算。 1　使