第四章 軸心受拉構件和受彎構件分析

13.1軸心受拉構件第四章預應力混凝土構件受力性能分析本章要點1軸心受拉構件從施加預應力開始到構件破壞，對應各階段的混凝土和鋼筋的應力狀態分析；2受彎構件從施加預應力開始到構件使用階段，相應的混凝土和鋼筋的應力狀態分析。13.1軸心受拉構件第一節軸心受拉構件受力性能分析一、施工階段1、先張法構件Pre-tension放張前放張后完成第二批損失平衡條件13.1軸心受拉構件第一節軸心受拉構件受力性能分析一、施工階段1、先張法構件Pre-tension放張前放張后完成第二批損失平衡條件13.1軸心受拉構件式中sl、spc、sp和Np0為概括符號，即按不同的階段代表相應階段的預應力損失、應力和預應力筋合力取值即可。13.1軸心受拉構件后張法構件相應各階段的具體表達式（1）完成第一批損失后（2）完成第二批損失后預應力鋼筋應力混凝土預壓應力混凝土預壓應力預應力鋼筋應力13.1軸心受拉構件先張法后張法◆有無彈性壓縮損失sle是先張法與后張法計算公式的差異所在◆假定兩張拉方法的scon和sl

相同，則Np0和Np的數值相等，但先張法構件有彈性壓縮損失，而后張法構件無彈性壓縮損失，故得到的spc不等，先張法小于后張法。◆預應力筋中應力也不相等，先張法的預應力筋應力除需扣除sl外，還要扣除彈性壓縮損失，而后張法構件則僅需扣除sl。13.1軸心受拉構件二、使用階段◆雖然先張法和后張法在施工階段的應力計算有所差別，但混凝土中建立起預壓應力spc后開始施加外荷載，兩者的受力過程是相同的。◆由于混凝土預先受到預壓應力spc，因此軸向拉力N產生的拉應力sc，需先抵消spc，才能使混凝土進入受拉。◆故在達到混凝土抗拉強度ftk之前，可按彈性材料力學用換算截面方法確定的截面拉應力，即預應力筋的應力增量先后13.1軸心受拉構件1、消壓狀態當

時消壓軸力先后消壓狀態是預應力混凝土構件計算中的一個重要概念，它相當于非預應力構件的起始狀態。從消壓狀態開始，以后荷載增量（N-N0）產生的應力增量與非預應力混凝土構件從零開始加荷產生的應力類似。先張法后張法13.1軸心受拉構件2、開裂軸力：當時3、開裂后：N>Ncr，在裂縫截面軸力全部由預應力筋承擔，即相當于鋼筋混凝土構件直接加載產生的鋼筋應力。將該應力增量代替裂縫寬度計算公式中的鋼筋應力sss后，即可計算預應力構件的裂縫寬度。13.1軸心受拉構件4、極限軸力：

當預應力筋的應力達到起抗拉強度時，達到極限軸力13.1軸心受拉構件13.1軸心受拉構件先張法構件軸心受拉構件預應力鋼筋應力和混凝土應力的發展全過程13.1軸心受拉構件后張法構件構件軸心受拉構件預應力鋼筋應力和混凝土應力的發展全過程13.2受彎構件第二節受彎構件受力性能分析一、施工階段1、先張法構件13.2受彎構件第二節受彎構件受力性能分析一、施工階段1、先張法構件13.2受彎構件13.2受彎構件2、后張法構件13.2受彎構件二、使用階段◆無論是先張法還是后張法，施加外彎矩M后，預應力筋與混凝土是共同變形的。◆因此在達到混凝土抗拉強度ftk之前，可按彈性材料力學按換算截面慣性矩I0來確定由彎矩產生的截面應力，即拉為正13.2受彎構件1、消壓彎矩M0

當外彎矩M產生的截面受拉邊緣的拉應力sc恰好抵消混凝土的預壓應力spc時，這時的彎矩稱為消壓彎矩M0，W0b為換算截面對受拉邊緣的彈性抵抗矩梁底邊應力13.2受彎構件2、開裂彎矩Mcr對預應力受彎構件，開裂彎矩有以下兩種考慮（1）按彈性材料計算不考慮受拉區混凝土的塑性，即構件截面上混凝土應力按直線分布，如圖所示則加荷至受拉邊緣混凝土應力等于解得13.2受彎構件（2）考慮受拉區混凝土的塑性取受拉區混凝土英里圖形為梯形，受拉混凝土極限拉應變為按平截面應變假定，可以確定混凝土構件的截面抵抗矩塑性影響系數基本值則混凝土構件的截面抵抗矩塑性系數為13.2受彎構件13.2受彎構件3、假想全截面消壓狀態◆預應力混凝土構件的全截面消壓狀態，相當于鋼筋混凝土構件的起始受力狀態，在計算概念上很重要，且對分析使用階段和極限彎矩的截面應力有很大幫助。◆因為在施加彎矩M的過程中，預應力混凝土受彎構件不會出現如同軸心受拉構件的全截面消壓狀態。故將產生全截面消壓狀態的受力情況稱為假想全截面消壓狀態。13.2受彎構件3、假想全截面消壓狀態◆預應力混凝土構件的全截面消壓狀態，相當于鋼筋混凝土構件的起始受力狀態，在計算概念上很重要，且對分析使用階段和極限彎矩的截面應力有很大幫助。◆因為在施加彎矩M的過程中，預應力混