建筑结构（上册） 9 预应力混凝土构件.pdf

99 预应力混凝土构件预应力混凝土构件 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力混凝土轴心受拉构件的设计、、预应力混凝土预应力混凝土 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 概述概述 99.22 预应力混凝土结构的材料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 99.55 预应力混凝土结构的构造要求预应力混凝土结构的构造要求 9.1 概述 99.11.11 普通钢筋混凝土结构的缺点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 是太大时是太大时，，上述构件中将出现裂缝上述构件中将出现裂缝。。 混凝土的极限抗拉应变值ε 大约为0.00015，则 ctu 钢筋应力在开裂时的值约为钢筋应力在开裂时的值约为: 　 5 2 σ=E ε=E ε =2 ×10 ×0.00015=30N/mm ss ss ss ss ctuctu 钢筋混凝土构件的另一大缺点是不能采用高强 度钢筋度钢筋。　 最后最后一点是点是：：提高混凝土强度等级对构件抗裂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的极限抗拉应变相差不大；增加构件截面尺寸能提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。 9.1.29.1.2 预应力混凝土的基本原理预应力混凝土的基本原理 所谓预应力混凝所谓预应力混凝土就是在混凝就是在混凝土构件承受使用构件承受使用 荷载前的制作阶段，预先对使用阶段的受拉区施加 压应力压应力，造成造成一种人为的应力状态种人为的应力状态。 当构件承受使用荷载而产生拉应力时，首先要 抵消混凝土的预压应力，然后随着荷载的增加，受 拉区混凝土产生拉应力拉区混凝土产生拉应力。。因此因此，，可推迟混凝土裂缝可推迟混凝土裂缝 的出现和开展，以满足使用要求。这种在结构构件 承受荷载以前预先对受拉区混凝土施加压应力的结承受荷载以前预先对受拉区混凝土施加压应力的结 构构件，就称为预应力混凝土构件。　 如图9.1所示，一简支梁在承受外荷载之前，预 先在梁的受拉区施加一对大小相等、方向相反的集 中力中力PP,则构件各截面的应力分布则构件各截面的应力分布如图如图99.1(a)1(a)，，下边混下边混 凝土纤维的压应力为σ ； pc 仅在使用荷载作用下仅在使用荷载作用下，梁跨中截面应力分布梁跨中截面应力分布如如 图9.1(b)，跨中截面下边缘混凝土的拉应力为σ； t 当两种应力状态相互叠加时（如图9.1(c)所示) ， 梁跨中下边缘的应力可能是数值很小的拉应力梁跨中下边缘的应力可能是数值很小的拉应力，，也也 可能是压应力，甚至应力为零，视施加压力P和荷载 的相对大小而定的相对大小而定。 图9.1 预应力混凝土构件 9.1.39.1.3 预应力混凝土的受力特征预应力混凝土的受力特征 图9.2为两根梁的荷载 挠度曲线对比图。从图 9.2可知预应力混凝土构件具有如下受力特征：　 （（11））对混凝土构件施加预应力可以提高构件的对混凝土构件施加预应力可以提高构件的 抗裂性。　 （2 ）预应力的大小可人为地根据需要调整。　 （（33 ））在使用荷载作用下在使用荷载作用下，，构件在开裂前处于弹构件在开裂前处于弹