预应力混凝土构件的设计课件.ppt

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1、第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级第十一章预应力混凝土构件的设计主要讨论预应力混凝土受弯构件的设计第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级一、预应力混凝土的分类P.2721、全预应力混凝土在使用荷载下，截面不出现拉应力，sc-spc≤0对于受弯构件有M≤M02、有限预应力混凝土在使用荷载下，截面出现拉应力，但未达到混凝土的抗折强度，sc-spc≤gmftk对于受弯构件有M0≤M≤Mcr3、部分预应力混凝土使

2、用荷载大于开裂荷载，即，M>Mcr构件出现裂缝，但最大裂缝宽度控制在容许范围内。第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级◆在预应力混凝土发展的早期，大多按全预应力混凝土来设计。◆抗裂性高、抗疲劳性能好、刚度大、设计计算简单◆适用于对抗裂有很高要求的结构，如有防渗漏要求的压力容器（核反应堆压力容器和安全壳）、储液罐和在严重腐蚀环境下需防止钢材锈蚀的结构，以及承受高频反复荷载易产生疲劳破坏的结构。◆但全预应力混凝土也存在着以下的缺点：⑴对抗裂要求过高，导致预应力筋配筋量往往由抗裂要求控

3、制，而不是由承载力条件确定；⑵反拱过大，特别是在恒载小、活荷载大的情况下，混凝土处于长期高预压应力状态，引起徐变和反拱不断增长，以致影响结构的正常使用；⑶从开裂到破坏的过程很短，且破坏后延性小；⑷施加预应力大，对张拉设备、锚具等有较高的要求，制作费用高。第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级◆事实上，结构产生的裂缝不仅仅是荷载的原因，温度、收缩徐变以及其他因素产生的变形受到约束时（如沉降、水化热等），都可能使全预应力混凝土构件产生裂缝，有的还比较严重。◆此外全预应力混凝土构件中，

4、由于局部高压应力会产生横向拉应力、剪力和扭转的产生斜拉应力等也会产生裂缝。因此，要完全靠预应力来保证结构中不出现裂缝，不仅技术很难做到，而且在经济上也是不合理的。第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级◆另一方面，近年来对裂缝控制的研究表明，细微裂缝宽度对结构耐久性并无影响。◆而且施加预应力的构件，即使出现裂缝，当活荷载移去后，裂缝还可以闭合，裂缝的开展是短暂的。因此，从满足结构功能要求的角度，很多情况不必采用全预应力混凝土。◆适当降低预压应力，容许混凝土出现拉应力或开裂，作成有限

5、预应力或部分预应力混凝土，可以使设计更加合理和经济。◆采用有限预应力或部分预应力混凝土可以节约预应力钢材、有效地控制反拱、提高延性，部分的开裂产生的刚度降低，也有助于结构内力的调整，以减小由于约束变形（如温差、不均匀沉降等）而产生的内力。第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级预应力度l≥1：全预应力混凝土l=0：钢筋混凝土1>l>0：部分预应力混凝土第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级三、裂缝控制等级《规范》根据环境条件，对结构构件正截面的裂缝控

6、制分为三个等级：一级：严格要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘不应产生拉应力。二级：一般要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值ftk，而按荷载准永久组合计算时，构件受拉边缘不应产生拉应力。三级：允许出现裂缝的构件，按荷载标准组合并考虑荷载长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度应满足规定的限值。第十一章预应力混凝土构件的设计11.8预应力混凝土的分类及裂缝控制等级第十一章预应力混凝土构件的设计11.9截面形状与高跨比11.9截面形状与跨高比

7、预应力混凝土受弯构件常用的截面形状有：矩形、工字形、T形、箱形和Π形等。第十一章预应力混凝土构件的设计11.9截面形状与高跨比第十一章预应力混凝土构件的设计11.9截面形状与高跨比◆矩形截面外形简单，模板最省。但核心区域小，自重大，受拉区混凝土对抗弯不起作用，截面有效性差。一般适用于实心板和一些短跨先张预应力混凝土梁。◆工形截面核心区域大，预应力筋布置的有效范围大，截面材料利用较为有效，自重较小。但应注意腹板应保证一定的厚度，以使构件具有足够的受剪承载力，便于混凝土的浇筑。◆箱形截面和工形截面具有同样的截面性质

8、，并可抵抗较大的扭转作用，常用于跨度较大的公路桥梁。◆预应力混凝土受弯构件的挠度变形控制容易满足，因此跨高比可取得较大。但跨高比过大，则反拱和挠度会对预加外力的作用位置以及温度波动比较敏感，对结构的振动影响也更为显著。一般预应力混凝土受弯构件的跨高比可比钢筋混凝土构件增大30%。第十一章预应力混凝土构件的设计11.10预应力筋数量的确定11.10预应力筋数量的确定第十一章预应力混凝土构