14.3.1

B类构件在使Βιβλιοθήκη 阶段的截面 正应力计算允许开裂的B类预应力混凝土受弯构件与全预应力 混凝土及A类预应力混凝土受弯构件在使用阶段的 计算不同点在于截面已开裂。开裂截面的中性轴 位置和有效截面的几何特性，不仅取决于材料与 截面尺寸，而且还取决于Nc与横向荷载的大小和 位置，Ap，As等的多少，计算复杂

4)非预应力钢筋的主要作用是： （1）协助受力。 （2）承受意外荷载。 （3）改善梁的正常使用性能和增加梁的承受能力。

§14.3

PPC受弯构件的计算
验算内容：正斜截面强度，施工阶段的工作应力， 变形与裂缝度（B类），合理确定预应力度，疲劳 验算等。正、斜截面强度计算。预应力及损失值 计算，变形计算，局部承压计算，开前的应力计 算同全预应力砼。本节主要介绍在使用荷载作用 下B类构件计算中的一些特殊问题
§14 部分预应 力砼受弯构件 （PPC）
概

述

前一章讲述PC构件设计，规定施加和使用阶段不 允许出现裂缝，全截面参与工作，此类结构称为 全预应力混凝土结构。全预应力砼结构具有刚度 大，耐疲劳、防渗漏的优点，但也有特点：反拱 度大影响使用，预加力过大，产生裂缝 后来有人提出，预应力构件在全部使用荷载下允 许混凝土出现拉应力，甚至出现微细裂缝的更为 具体的部分预应力设计概念,很长时间得不到承认 （如弗烈西奈一直坚持要么预应力砼，要么钢筋 混凝土，二者之间不存在其它形式）后来人们渐 渐认识到部分预应力砼的优点并接受。
p

弹性分析法是根据内力平衡和应变协调两个条件 通过试算分析开裂截面的方法。


2）给定弯矩直接求出开裂截面应力的消压分析法 部分预应力混凝土梁截面开裂后的应力状态，与 钢筋混凝土大偏压相近，但钢筋混凝土大偏压， 受荷前截面各应力为零。可按材力有关公式计算 σp和σs。PPC构件，开裂时应力不等于零。因Np 作用。 PPC构件的计算，考虑Np引起的截面应力特点，以 计算方法上进行某些处理，将截面上由Np引起的 应力退压成零应力状态，暂时先消除Np的影响， 就可以借助大偏压构件的计算方法求解σp和σs。

3)实现部分预应力，可行的方法主要以下三种： （1）全部采用高强钢筋，将其中的一部分拉到最大 容许张拉应力，保留一部分作为非预应力钢筋， 这样可以节省锚具和张拉工作量。 （2）将全部预应力钢筋都张拉到一个较低的应力水 平。 （3）用普通钢筋（例如热轧HRB335、HRB400级钢筋） 来代替一部分预应力高强钢筋。 对于B类预应力混凝土构件，采用第三种配筋方法 （混合配筋）最多。

我国1981年提出了《部分预应力砼结构设计建 议》，公桥规中也对部分预应力砼构件和构造制 定了有关规定。 本章内容 1.部分预应力砼的概念及受力特性 2.部分预应力混凝土受弯构件的计算与规定

§14.1 部分预应力混凝土结构的受力特性
不同预应力程度条件下的荷载—挠度曲线（同Mu 的PC、PPC、RC梁） PPC的受力特性介于PC，RC梁之间M较小，同PC梁， 但反拱fyb小，M至B点，外M下挠度等于反拱度， 梁挠度为零，但受拉边缘σh≠0 M增至C点，M=Mo，消压弯矩，下边缘σh=0，后同 钢筋混凝土梁，M增至D点混凝土边缘拉应力达到 极限抗拉强度，随M增加至D点开裂M=Mf M至E，挠度增加很快，钢筋屈服 M至F，达到承载能力而破坏
§14.2 部分PC结构的发展与特点


1)发展 (1)1939年，奥地利的V· Emperger就提出了引进少 量非预应力钢筋以改善裂缝和挠度性能的部分预 应力的概念。而后，英国的P· W· Abeles又一步提 出，在全部使用荷载下允许混凝土出现拉应力， 甚至出现微细裂缝的更为具体的部分预应力设计 概念。 (2)1962年在意大利罗马召开的欧洲混凝土委员会 和国际预应力混凝土协会（CEB-FIP）联合会议上， 首先提出了将全预应力混凝土和钢筋混凝土之间 的中间状态连贯起来的设计思想。

１）开裂截面的弹性分析法
混凝土压应力的合力（Nc）为
NC 0.5 C bx 0.5Ec cbx
预应力钢筋与普通钢筋的拉应变可用开裂截面受 压区高度X和上边缘混凝土压应变εC分别表达如 下： hp x hs x p pe ce c ( ) s c( ) x x
1)经济性较节省，省钢筋、锚具 2)改善结构性能 （1）预加力小，反拱度小，锚下局部应力下降 （2）未裂前刚度大，裂后刚度降低，但卸载后，部 分恢复，比钢筋砼优 （3）部分预应力砼配置了非预应力筋，提高了延性 和抗震能力 后来部分预应力设计概念被广泛地接受，费烈西 奈说：预应力结构在能节省大量建设资金的前提 下，产生适度的裂缝是可以接受的


应变 pe 和 ce 分别为预应力梁在承受自重荷载 作用和外荷载作用之前，预应力筋中的有效拉应 力和它周围混凝土的压应变。 预应力筋和普通的拉应力的合力分别为
hp x Tp ApEp p ApE pe ce c ( ) x hs x Ts AsEs s AsEs c ( ) x
(3)中国土木工程学会于1981年提出了《部分预应 力混凝土结构设计建议》。 2)部分预应力混凝土结构的优点简述如下： (1）节省预应力钢筋与锚具 (2）改善结构性能 ①由于预应力的减少，构件由弹性变形和徐变变形 所引起的反拱度减小，锚下的混凝土的局部应力 降低。 ②构件开裂前刚度较大，而开裂后刚度降低，但卸 载后，刚度部分恢复，裂缝闭合能力强，故综合 使用性能优于普通钢筋混凝土。
PPC构件应力状态分3个阶段
1.有效预加力N p作用下的应力 2.消压状态下的应力 3.使用荷载作用下的应力

14.3.2裂缝宽度计算 1）裂缝宽度的计算方法 对使用阶段允许出现裂缝的预应力混凝土B类受弯 构件，《公路桥规》采用的最大裂缝宽度计算式 为