第三讲预应力钢束估束及布置.pptx

(四)预应力钢束的估算及其布置1．跨中截面钢束的估算和确定根据《公预规》规定，预应力梁应满足承载能力极限状态的强度要求和正常使用极限状态正截面抗裂性要求。

以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的配束。

(1)按承载能力极限状态强度要求估算钢束数根据《公预规》第 5.1.3 条，在极限状态下，受压区混凝土达到极限强度应力图示呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度则钢束数的估算公式为：式中承载能力极限状态的跨中最大弯矩，按表8取用；——经验系数，对于带下马蹄T梁，一般采用，本算例取——预应力钢绞线的设计强度——单根钢绞线面积(2)按正常使用极限状态正截面抗裂性要求估算《公预规》第 6.3.1 条：全预应力砼预制构件，正截面砼拉应力需满足：——频遇组合计算的弯矩值——使用阶段预应力钢筋永存应力的合力——预应力钢筋合力作用点至截面形心距离——毛截面形心至下缘距离——预应力钢筋合力作用点至下缘距离——砼大毛截面面积——砼毛截面对计算边缘弹性抵抗矩——毛截面对其形心的惯性矩由前述公式可得：根据以上计算结果，取两计算结果的最大值为设计值。

《公预规》第 9.4.9 条：管道内径的截面面积不应小于两倍预应力钢筋截面面积。

反算内径应>50mm。

选用内径为 70mm(外径 77mm)的金属波纹管。

2．预应力钢束布置(1)跨中截面及锚固端截面的钢束位置①跨中截面钢束位置对于跨中截面，在保证布置预留管道构造要求的前提下，尽可能使钢束群重心的偏心距大些。

本算例采用内径 70mm、外径 77cm 的预埋金属波纹管，根据《公预规》9.1.1 条规定，管道至梁底和梁侧净距不应小于 3cm 及管道直径的 1/2。

根据《公预规》9.4.9 条规定，水平净距不应小于 4cm 及管道直径的 0.6 倍，对于预埋管在直线管道的竖直方向可将管道重叠。

根据以上规定，跨中截面的细部构造如图 15 所示。

预应力钢束的估算与布置在现代建筑和桥梁工程中，预应力技术得到了广泛的应用。

预应力钢束作为预应力结构中的关键组成部分，其合理的估算与布置对于结构的安全性、经济性和耐久性具有至关重要的意义。

一、预应力钢束估算的基本原理预应力钢束的估算主要基于结构的受力分析和设计要求。

首先，需要明确结构在使用过程中所承受的各种荷载，包括恒载（如自重）、活载（如人员、车辆等）以及可能的特殊荷载（如风载、地震作用等）。

然后，根据结构的几何形状、材料特性和约束条件，运用力学原理进行结构分析，计算出在不同荷载组合下结构各部位的内力（如弯矩、剪力、轴力等）。

在估算预应力钢束的数量和规格时，通常需要考虑预应力的效应，即通过施加预应力来抵消或减小结构在使用荷载下的拉应力，从而提高结构的承载能力和抗裂性能。

一般来说，预应力钢束所提供的预应力应足以平衡结构在最不利荷载组合下的拉应力，并留有一定的安全储备。

二、预应力钢束估算的方法1、经验公式法这是一种较为简便的估算方法，基于大量的工程实践经验和统计数据，得出了一些适用于特定结构类型和跨度的经验公式。

例如，对于常见的预应力混凝土梁，可根据梁的跨度、截面尺寸和荷载情况，利用经验公式初步估算预应力钢束的数量和面积。

然而，经验公式法具有一定的局限性，其适用范围有限，对于特殊的结构形式或复杂的荷载条件，可能会产生较大的误差。

2、荷载平衡法荷载平衡法是一种较为精确的估算方法。

它的基本思想是通过预应力钢束所产生的等效荷载来平衡结构在使用荷载下的内力。

具体来说，首先计算出结构在使用荷载下的内力分布，然后根据预应力钢束的布置形式和预应力大小，计算出预应力钢束所产生的等效荷载，通过调整预应力钢束的数量和布置，使得等效荷载与使用荷载下的内力达到平衡。

这种方法需要对结构的力学性能有深入的理解，计算过程相对复杂，但能够得到较为准确的估算结果。

3、有限元分析法随着计算机技术的发展，有限元分析方法在预应力钢束估算中得到了越来越广泛的应用。

第5章预应力钢束的估算与布置在计算中使用的组合结果并不是桥梁的真实受力。

确定钢束需要知道各截面的计算内力，而布置好钢束前又不可能求得桥梁的真实受力状态，故只能估算。

此时与真实受力状态的差异由以下四方面引起：①未考虑预加力的作用；②未考虑预加力对徐变、收缩的影响；③未考虑（钢束）孔道的影响；④各钢束的预应力损失值只能根据经验事先拟定。

5.1 估算依据根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定，估算数量时，应满足以下三方面要求：1）正常使用极限状态下的应力要求（6.3.1）；2）承载能力极限状态下的强度要求（5.2.2）；3）施工阶段的应力要求（7.2.8）。

本次设计要求第一种种方法进行估算。

由于此时还无法求知二次内力等等，估束时可将前面计算的弯矩内力乘以1.25作为估束依据。

1．钢绞线规格采用7Φ5，锚具采用OVM15型，以下为常用锚具尺寸：表5-1 锚具表2．后张法预应力混凝土构件，预应力钢筋的净间距及预应力钢筋的预留管道应符合下列要求：1)采用抽拔橡胶管成型的管道，其净间距不应小于4cm ，对于大吨位的预应力筋，不小于管道直径。

2)采用预埋铁皮套管，其水平净距不应小于4cm ，竖直方向在水平段可两套叠置，叠置套管的水平净距也不应小于4cm 。

管道至构件顶面或侧面边缘的净距不应小于3.5cm ，至构件底边缘净距不小于5cm 。

3)曲线预应力钢绞线弯曲半径不小于4m ，弯起角不大于30o 。

4)锚下应设置厚度大于15mm 的钢板和钢筋网。

5.2 预应力筋的估算方法按正常使用状态计算时，拉应力满足要求估算下限；压应力满足要求估算上限。

图5-1 内力简图规范（JTG D62-2004的6.3.1条）规定，对于抗裂验算， 写成计算式为： 在最大弯矩Mmax 作用下，截面上、下翼缘混凝土应力满足08.0m a x ≥-下下W M y σ 或 max8.0M W y ≥下下σ （5-1）在最小弯矩Mmin 作用下，截面上、下翼缘混凝土应力满足08.0min ≥+上上W M y σ或min8.0M W y -≥上上σ （5-2） 可将上式改为：上上W M y min8.0-≥σ （5-3）下下W M y max 8.0≥σ （5-4）e 上N y 下e 下Y 上 Y 下M min M ma+++----+--Mmin合成式中，上y σ、下y σ——由预应力在截面上缘和下缘所产生的应力；W 上、W 下——分别截面为上、下翼缘抗弯模量（可按毛截面考虑）； m a x M 、 m in M ——荷载最不利组合时的计算截面内力，当为正弯矩时 取正值，当为负弯矩时取负值，且按代数值取大小。

预应力钢束估算及布置预应力钢束是一种用于加固混凝土结构的材料，通过施加预先设定的张力，使混凝土结构在使用过程中能够承受更大的荷载。

预应力钢束的估算和布置是预应力混凝土结构设计中非常重要的一环，下面将对其进行详细介绍。

一、预应力钢束估算预应力钢束的估算需要考虑以下几个因素：1.荷载：预应力钢束的估算需要根据混凝土结构所承受的荷载来确定。

荷载的大小和分布情况对预应力钢束的估算有着重要的影响。

2.混凝土强度：混凝土的强度对预应力钢束的估算也有着重要的影响。

强度越高的混凝土需要使用更多的预应力钢束来加固。

3.预应力钢束的材质和规格：预应力钢束的材质和规格也是估算的重要因素。

不同材质和规格的预应力钢束所能承受的荷载不同，需要根据具体情况进行选择。

4.预应力钢束的张力：预应力钢束的张力也是估算的重要因素。

张力越大的预应力钢束所能承受的荷载也越大。

在进行预应力钢束估算时，需要根据具体情况进行综合考虑，确定最终的预应力钢束数量和布置方案。

二、预应力钢束布置预应力钢束的布置需要考虑以下几个因素：1.荷载：预应力钢束的布置需要根据混凝土结构所承受的荷载来确定。

荷载的大小和分布情况对预应力钢束的布置有着重要的影响。

2.混凝土结构的形状和尺寸：混凝土结构的形状和尺寸也是预应力钢束布置的重要因素。

不同形状和尺寸的混凝土结构需要采用不同的预应力钢束布置方案。

3.预应力钢束的张力：预应力钢束的张力也是布置的重要因素。

张力越大的预应力钢束需要采用更加密集的布置方案。

4.预应力钢束的间距和跨度：预应力钢束的间距和跨度也是布置的重要因素。

不同间距和跨度的预应力钢束需要采用不同的布置方案。

在进行预应力钢束布置时，需要根据具体情况进行综合考虑，确定最终的预应力钢束布置方案。

预应力钢束估算和布置是预应力混凝土结构设计中非常重要的一环，需要根据具体情况进行综合考虑，确定最终的预应力钢束数量和布置方案。