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第一讲：预应力混凝土（PC）受弯构件的设计与计算提纲：一、截面特性计算二、预加力、预应力损失及有效预应力的计算三、持久状况正截面承载能力极限状态计算四、持久状况斜截面承载力验算五、持久状况正常使用极限状态计算六、持久状况应力验算七、短暂状况应力计算一、截面特性计算 1、 毛截面面积： A=ΣA i重心至梁顶距离：y=ΣA i y i / A对毛截面重心轴的惯性矩：I=ΣI i +ΣA i （y - y i ）2式中：A i ——各分块面积；y i ——各分块重心至梁顶距离。
2、净截面净截面=毛截面-孔道截面 3、换算截面换算截面=净截面+钢筋换算的混凝土面积 4、翼缘板有效宽度f b ′⑴T 形截面取下列三者中的最小值： f b ′i. 简支梁跨径的1/3； ii. 相邻两梁的平均间距；iii.,其中，b 为梁腹板宽度，为承托长度，为受压区翼缘悬出板的厚度。
当)122(f h h b b ′++h b f h ′3/1/<h h b h 时，上式应以代替，此处为承托根部厚度。
h b h h 3h h ⑵箱梁翼板有效宽度计算方法见规范第4.2.3条。
二、预加力、预应力损失及有效预应力的计算1、钢筋的张拉控制应力σcon对于钢丝、钢绞线，«公桥规»要求：σcon ≤0.75pk f对于精轧螺纹钢筋，«公桥规»要求：σcon ≤0.90pkf 式中：——为力筋抗拉强度标准值。
pk f 2、预应力损失值的估算«公桥规»考虑6种引起预应力损失的原因 ⑴、力筋与管道间摩擦引起的应力损失σL1 σL1=σcon [1-e-(μθ+kx)]式中：θ——张拉端至计算截面间，曲线管道部分切线的夹角之和；x——张拉端至计算截面间的水平距离；μ、k——分别为力筋与管道壁间的摩擦系数和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数,按表1采用。
系数k 和μ值 表1μ管道成型方式 k钢绞线、钢丝束精轧螺纹钢筋预埋金属波纹管 0.0015 0.2～0.25 0.50 预埋塑料波纹管 0.0015 0.14～0.17—— 预埋铁皮管 0.0030 0.35 0.40 预埋钢管 0.0010 0.25 —— 抽心成型0.00150.550.60⑵、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失σL2 σL2=E L L Δy式中：ΔL——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值； L——张拉端至锚固端之间的距离； E p ——力筋弹性模量。
《结构设计原理》复习资料第二篇 预应力混凝土结构第十二章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料一、学习重点预应力混凝土能够有效、合理地利用高强度材料，减小截面尺寸，减轻了结构自重，从而可大大提高结构的抗裂性、刚度、耐久性，从本质上改善了钢筋混凝土结构，使混凝土结构得到广泛的应用。
施加预应力的方法主要有先张法和后张法。
施工工艺不同，建立预应力的方法也就不同。
先张法主要是靠粘结力传递并保持预加应力的。
预应力混凝土结构中，预压应力的大小主要取决于钢筋的张拉应力。
要能有效地建立预应力，则必须采用高强度钢材和较高等级的混凝土。
二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题： 需要带裂缝工作 和 无法充分利用高强材料的强度 。
2、将配筋混凝土按预加应力的大小可划分为如下四级： 全预应力 、 有限预应力 、 部分预应力 和 普通钢筋混凝土结构 。
3、预加应力的主要方法有 先张法 和 后张法 。
4、后张法主要是靠 工作锚具 来传递和保持预加应力的；先张法则主要是靠 粘结力 来传递并保持预加应力的。
5、锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： 依靠摩阻力锚固的锚具 、 依靠承压锚固的锚具 和 依靠粘结力锚固的锚具 。
6、夹片锚具体系主要作为锚固 钢绞线筋束 之用。
7、国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种： 抽拔橡胶管 和 螺旋金属波纹管 。
8、预应力混凝土结构的混凝土，不仅要求高强度，而且还要求能 快硬 、 早强 ，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板等利用率。
9、影响混凝土徐变值大小的主要因素有 荷载集度 、 持荷时间 、 混凝土的品质 与 加载龄期 以及 构件尺寸 和 工作环境 等。
10、国内常用的预应力筋有： 冷拉热轧钢筋 、 热处理钢筋 、 高强度钢丝 、 钢绞线 、 冷拔低碳钢丝 。
（二）名词解释1、预应力混凝土────所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。
第14章 部分预应力混凝土受弯构件预应力混凝土结构，早期都是按照全预应力混凝土来设计的。
根据当时的认识，预应力的目的只是为了用混凝土承受的预压应力来抵消使用荷载引起的混凝土拉应力。
混凝土不受拉，当然就不会出现裂缝。
这种在使用荷载作用下必须保持构件截面混凝土受压的设计，通常称为全预应力设计，“零应力”或“无拉应力”则为全预应力混凝土的设计基本准则。
全预应力混凝土结构虽有抗裂刚度大，抗疲劳，防渗漏等优点，但是在工程实践中也发现一些严重缺点，例如，主梁的反拱变形大，以至于桥面铺装施工的实际厚度变化较大，易造成桥面损坏，影响行车顺适；当预加力过大时，锚下混凝土横向拉应变超出了极限拉应变，易出现沿预应力钢筋纵向不能恢复的裂缝。
部分预应力混凝土结构的出现是工程实践的结果，它是介于全预应力混凝土结构和普通钢筋混凝土结构之间的预应力混凝土结构。
部分预应力混凝土结构在工程中不仅充分发挥预应力钢筋的作用，而且注意了利用非预应力钢筋的作用，从而节省了预应力钢筋，进一步改善了预应力混凝土的使用性能。
同时，它也促进了预应力混凝土结构设计思想的重大发展，使设计人员可以根据结构使用要求来选择预应力度的高低，进行合理的结构设计。
在第13章介绍的内容基础上，本章先介绍部分预应力混凝土结构的受力性能，然后着重介绍B 类预应力混凝土受弯构件的计算与设计特点及方法。
14.1 部分预应力混凝土结构的受力特性《公路桥规》按预应力度λ的不同，将预应力混凝土结构分为两类：全预应力混凝土结构和部分预应力混凝土结构。
全预应力混凝土结构指构件在作用（或荷载）短期效应组合下控制的正截面的受拉边缘不出现拉应力的预应力混凝土结构，其1λ≥；部分预应力混凝土结构指构件在作用（或荷载）短期效应组合下控制的正截面的受拉边缘可出现拉应力的预应力混凝土结构，其10λ>>。
《公路桥规》对部分预应力混凝土结构分为A 类构件和B 类构件这两类,详见第12.1.2节。
可编辑修改精选全文完整版第十二章12-1何谓预应力混凝土？为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件产生的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。
预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚1、提高了构件的抗裂度和刚度2、可以节约材料和减轻结构的自重3、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力4、结构质量安全可靠5、可以提高结构的耐疲劳性能6、预加应力的方法更有利于装配式混凝土结构的推广，亦可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。
在承受外荷载前，预先引入永久内应力（预加应力）以降低荷载应力或改善工作性能的配筋混凝土。
预加应力的大小和分布规律，与外荷载产生的应力大小和分布规律相反，使之可以抵消由于外荷载产生的全部或部分拉应力。
这样有预应力与外荷载产的应力叠加后，根据事先预加应力的大小，可使结构在使用状态下不出现拉应力、或推迟裂缝的出现，或将裂缝宽度控制在一定的限度内，这就是预应力的基本原理。
12-2什么是预应力度？对预应力混凝土构件如何分类？公路桥规将受弯构件的预应力度入定义为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。
第I类：全预应力混凝土结构入》=1第II类：部分预应力混凝土结构 0《入《1第III类：钢筋混凝土结构入=012-3预应力混凝土结构有什么优缺点？优点：1提高了构件的抗裂度和刚度。
2可以节省材料，减少自重。
3可以减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。
4结构质量安全可靠。
5预应力可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。
此外，预应力还可以提高结构的耐疲劳性能。
学习情境4 预应力混凝土受弯构件设计习题及答案一、填空题1．预应力混凝土结构按张拉钢筋与浇注混凝土次序的先后可分为和，不需要永久性张拉台座的是法。
2．预应力混凝土结构计算的张拉控制应力是指张拉时，张拉设备（如千斤顶）所指示的除以所得出的应力值。
3．《桥规》规定：公里桥梁预应力混凝土结构的混凝土标号不低于号，当采用碳素钢丝、钢绞线、V级钢筋作为预应力筋时，混凝土标号不宜低于号，其目的是为了。
4．先张法预应力混凝土构件是靠预应力钢筋与之间的来传递预应力的。
后张法的张拉力由承受。
5．所谓预应力，即为在之前，已经在构件上施加。
具有这种状态的钢筋混凝土结构，称为预应力混凝土结构。
6．预应力混凝土受弯构件从张拉钢筋到受荷破坏大致可分为四个受力阶段，即、、和破坏阶段。
7．纵向预应力钢筋布置的形式有、、。
8.《桥规JTG D62》根据预应力大小的程度（严格定义为预应力度），将预应力混凝土划分为和两大类。
9.部分预应力混凝土分为和两种情况。
10.对混凝土施加预应力。
从施工工艺上有和之分。
11.目前预应力混凝土结构中所用的锚、夹具种类很多，但从原理上分只有三种：即、、。
二、选择题1．后张法预应力混凝土施工是利用（）进行预应力钢筋的张拉。
A．构件本身作为张拉台座； B．临时设置的张拉台座；C．模板支架作为张拉台座； D．预制场永久性的张拉台座2．后张法预应力混凝土施工中，制孔器的抽拔时间应在（）。
A．混凝土浇注之后、初凝之前； B．混凝土初凝之后、终凝之前；C．混凝土终凝之后、硬化之前； D．混凝土硬化之后、强度达到设计强度50％之前3．先张法钢筋；当采用多根张拉时，为了（），必须在张拉前调整初应力，初应力值一般为张拉值的10％。
A．提高预应力钢筋的屈服强度； B．拉直预应力钢筋；C．使每根预应力筋的应力一致； D．减小预应力损失4．预应力钢筋锚固后外露长度不宜小于（）A．2cm B．3cm C．4cm D.5cm5．后张预应力构件在穿束管道成型时，金属管道接头处，使用套管连接，套管长度应为被连接管道内径的（）A．2-3倍 B．2-4倍 C．5-7倍 D7-9倍6．按施工规范，混凝土强度不低于设计强度的（）时，才可张拉预应力筋。
第六章 轴心受压构件的正截面承载力计算二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土轴心受压构件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分为两种： 普通箍筋柱 和 螺旋箍筋柱 。
2、普通箍筋的作用是： 防止纵向钢筋局部压屈、并与纵向钢筋形成钢筋骨架，便于施工 。
3、螺旋筋的作用是使截面中间部分（核心）混凝土成为约束混凝土，从而提高构件的 强度 和 延性 。
4、按照构件的长细比不同，轴心受压构件可分为 短柱 和 长柱 两种。
5、在长柱破坏前，横向挠度增加得很快，使长柱的破坏来得比较突然，导致 失稳破坏 。
6、纵向弯曲系数主要与构件的 长细比 有关。
（二）判断题1、长柱的承载能力要大于相同截面、配筋、材料的短柱的承载能力。
………………【×】2、在轴心受压构件配筋设计中，纵向受压钢筋的配筋率越大越好。
…………………【×】3、相同截面的螺旋箍筋柱比普通箍筋柱的承载力高。
…………………………………【√】（三）名词解释1、纵向弯曲系数────对于钢筋混凝土轴心受压构件，把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。
（四）简答题1、轴心受压构件的承载力主要由混凝土负担，设置纵向钢筋的目的是什么？答：协助混凝土承受压力，减小构件截面尺寸；承受可能存在的不大的弯矩；防止构件的突然脆性破坏。
第七章 偏心受压构件的正截面承载力计算二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土偏心受压构件随着偏心距的大小及纵向钢筋配筋情况不同，有以下两种主要破坏形态： 大偏心受压破坏（受拉破坏） 和 小偏心受压破坏（受压破坏） 。
2、可用 受压区界限高度 或 受压区高度界限系数 来判别两种不同偏心受压破坏形态，当b ξξ≤时，截面为 大偏心受压 破坏；当ξ>b ξ时，截面为 小偏心受压 破坏。
3、钢筋混凝土偏心受压构件按长细比可分为 短柱 、 长柱 和 细长柱 。
4、实际工程中最常遇到的是长柱，由于最终破坏是材料破坏，因此，在设计计算中需考虑由于构件侧向挠度而引起的 二阶弯矩 的影响。
