(c)预压力与外荷载共同作用
问题：钢筋混凝土结构不能充分利用高强钢筋！
（3）预加应力的目的是荷载平衡
20预20/先11/施8 加与使用相反的工程荷结载构设，计原抵理消部分或全部外荷载
第70讲:预应力混凝土结构的原理 (3/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （2/5）
3、预加应力的效果 （1）预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁的比较 裂缝及变形：裂缝迟、裂宽小；刚度大，反拱，挠度很小。 钢筋应力变化（工作机理） 相同处：弯矩由钢筋和混凝土合力组成的力矩平衡 不同处：RC梁主要靠钢筋应力的增加,内力臂的变化不大
工程结构设计原理
第71讲：预应力混凝土结构的原理 (2) 上一讲的内容
1、预应力的概念和作用 2、预应力混凝土构件和非预应力混凝土构件的异同处
照施工方法分、按照应力程度分、按照粘结状态分
2020/11/8
工程结构设计原理
第71讲：预应力混凝土结构的原理 (8/16) 三、张拉控制应力和预应力损失 （1/5）
1 张拉控制应力con （1）定义：张拉设备控制的总张拉力除以预应力钢筋面积 （2）要求 不宜过低：使混凝土获得较高的预压应力 不宜过高：构件开裂时的荷载与破获时的荷载接近
施工时(一束中)可能个别钢筋屈服或断裂 规定：最小值：不宜小于0.4fptk
最大值：与材料和施工方法有关
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工程结构设计原理
PC梁主要靠内力臂增加，预应力筋处于高应力 裂缝闭合：超载时可能开裂，但卸载后裂缝会闭合 预应力被克服后：没有本质的不同，承载力与RC相同 材料：预应力构件能较充分地利用高强材料
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第70讲:预应力混凝土结构的原理 (4/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （3/5）
特点：先、后张法均有，与位置有关，瞬时完成
计算模式
l2
con (1
1 ex
)
减少措施：两端张拉，超张拉 加热养护时预应力筋与承拉设备间温差引起的预应力损失 原因：T砼未成型,钢筋伸长(变松)，T共同变形 特点：先张法有，与升温时砼结硬程度有关 计算方法： l3 Est 2t 减少措施：两次升温，在钢模上张拉（共同升温）
第70讲:预应力混凝土结构的原理 (7/16) 二、 预应力混凝土材料及锚夹具（1/1）
1 预应力混凝土材料 （1）混凝土：高强度 、低徐变 、低收缩 （2）预应力筋：高强度、低松驰、具有一定的塑性 （3）灌浆材料（一般采用纯水泥浆）：强度、 流动性 2、预应力混凝土结构的锚夹具 （1）锚具和夹具 夹具：能够重复使用的 锚具：留在构件上不再取下的 （2）几种预应力筋常用的锚具
（2）预应力混凝土结构的优点 不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，提高结构的耐久性 合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土 提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围扩大 施加预应力是对结构作了一次检验，有利于保证质量 重复荷载下的抗疲劳性能较好。 具有良好的裂缝闭合性能。 提高抗剪性能
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第70讲:预应力混凝土结构的原理 (5/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （4/5）
4、预加应力的方法 （1）先张法 方法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋 主要工序：张拉钢筋并临时锚固；制作构件；放松钢筋 预应力传递：通过预应力筋与混凝土之间的粘结力 （2）后张法 方法：直接在成型的构件上张拉预应力筋 主要工序：
特点：先、后张法均有，张拉端有锚固端无，瞬时完成
计算模式：（对直线钢筋）： l1
a l
Es
减少措施：减少垫片数量，增加台座的长度
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第71讲：预应力混凝土结构的原理 (10/16) 三、张拉控制应力和预应力损失 （3/5）
钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失
原因：预应力钢筋与孔道壁（转向装置）之间的摩擦作用
第71讲：预应力混凝土结构的原理 (9/16) 三、张拉控制应力和预应力损失 （2/5）
2、预应力损失
（1）定义及影响
定义：由于工艺和材料等原因，初始预应力在将不断降低
影响：会降低预应力的效果
（2）损失原因、特点、影响因素、计算方法和减少措施
锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失
原因：锚具变形、缝隙压缩和钢筋在锚具中内缩滑移等
1、预应力的概念
（1）预应力：受荷载前预先对混凝土施加（压）应力
（2）工作原理：预压力可减少甚至抵消荷载产生的拉力
2 施加预应力的目的 （1）将混凝土变成弹性材料
(a)预压力作用下
预应力是改变混凝土性能的手段
无裂缝混凝土可用材料力学方法
(b)外荷载作用下
（2）利于使用高强钢材
极限状态：承载力、裂缝、挠度
制作构件并预留孔道；直接在构件上张拉；用锚具锚固 预应力传递：锚具等
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锚具
凹槽
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第70讲:预应力混凝土结构的原理 (6/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （5/5）
5、预应力混凝土分类 （1）按照预应力程度分 全预应力混凝土 定义：在使用荷载作用下受拉区不出现拉应力 优点：抗裂性好、刚度大和抗疲劳性能好 缺点：费钢材；反拱大；预拉区开裂；延性差；施工费高 部分预应力混凝土 定义：在使用荷载作用下受拉区已出现拉应力或裂缝的 优点：克服全预应力构件的不足，可合理控制裂缝 （2）按照预应力筋与混凝土之间的粘结状态分 有粘结: 预应力筋沿全长与周围混凝土粘结 无202粘0/1结1/8：预应力筋沿全长工程与结构混设凝计原土理 不粘结、发生相对滑动
结构设计原理
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第70讲:预应力混凝土结构的原理 (1/16) 内容提要（1/1）
一、预应力混凝土的基本概念 二、预应力混凝土材料及锚夹具 三、张拉控制应力和预应力损失 四、预应力的传递和局部承压 五、本章要点
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第70讲:预应力混凝土结构的原理 (2/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （1/5）
群锚锚具 JM型锚具 螺丝端杆锚具 镦头锚具 弗式锚具
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工程结构设计原理
第70讲:预应力混凝土结构的原理 （1） 下一讲的主要内容
1、预应力的损失 2、局部承压的验算
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第 七十一 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
2020/11/8