施工组织设计下载简介

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预应力混凝土构件11.1 概 述11.2 施加预应力的方法11.3 预应力混凝土的材料及锚夹具11.4 张拉控制应力和应力损失11.5 预应力混凝土轴心受拉构件的计算11.6 预应力混凝土受弯构件的计算11.7 预应力混凝土构件的构造要求

1.为什么要施加预应力?

2.预应力混凝土的概念

3.预应力混凝土的分类

根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同GB 50005-2017 木结构设计标准(完整正版、清晰无水印).pdf，混凝土构件可分为：当 时，称为全预应力混凝土 ；当 时，称为有限预应力混凝土 ；当 时，称为部分预应力混凝土 ；当 时，称为钢筋混凝土 ；

4.预应力混凝土的优缺点

优点：改善结构的使用性能；提高构件的受剪承载力；提高构件卸荷后的变形和裂缝的恢复能力；提高构件的疲劳承载力；可采用高强材料。缺点：构造、施工和设计均较钢筋混凝土构件复杂；构件的延性较钢筋混凝土构件差。

对混凝土的要求:强度高； 收缩、徐变小； 快凝结、早强。≪规范≫规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于 C30；对采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋的预应力混凝土构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40 。

对钢筋的要求：强度高；具有一定的塑性；（一般要求极限伸长率 要>4％）良好的加工性能；（可焊性、镦头）与混凝土具有较好地粘结。我国目前常用的预应力钢筋：钢绞线 ：13 （公称直径8.6mm、10.8mm、12.9mm)；17 （公称直 径9.5~15.2mm)。极限抗拉强度标准值可达1570~1860N/mm2。钢丝： （公称直径4~9mm)。极限抗拉强度标准值可达1570~1770N/mm2。热处理钢筋：（公称直径6~10mm)。极限抗拉强度标准值可达1470N/mm2。

螺丝端杆锚具； 镦头锚具； 锥塞式锚具； 夹片式锚具。对锚具的要求：安全可靠，锚具本身应具有足够的强度和刚度；应使预应力钢筋在锚具内尽可能不产生滑移，以减少预应力损失；构造简单，便于机械加工；使用方便，省材料，价格低。

什么是张拉控制应力?张拉设备张拉预应力钢筋时所控制的总张拉力Np,con除以预应力钢筋截面面积Ap得到的应力称为张拉控制应力，用con表示。张拉控制应力con的取值直接影响预应力混凝土构件的使用效果。 con越高，混凝土的预压应力越大，可以使预应力钢筋充分发挥作用。但是con过高，则可能引起下列问题：为什么张拉控制应力不宜过高?con越高，构件的开裂承载力与极限承载力越接近，构件延性较差；当进行超张拉时，可能使个别钢筋的应力超过屈服强度而产生永久变形或脆断；使预应力钢筋的松驰损失增大。

根据长期设计和施工经验《规范》规定，在一般情况下，张拉控制应力不宜超过表11－1的限值。注: 预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力值不应小0.4fptk。符合下列情况之一时，表11－1中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk：要求提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；要求部分抵消由于应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。

注：1.表中的锚具变形和钢筋内缩值也可根据实测数值确定；2.其他类型的锚具变形和钢筋内缩值应根据实测数值确定。注意锚具损失只考虑张拉端

减少锚具损失l1的措施：选择锚具变形小或预应力钢筋内缩小的锚具、夹具，并尽量少用垫板，因每增加一垫板，a 值就增加1mm；增加台座长度。因l1值与台座长度成反比，采用先张法生产构件，当台座长度为100mm以上时，锚具损失l1可忽略不计。对于后张法构件曲线预应力钢筋或折线预应力钢筋的锚具损失的计算详见摩檫损失的讨论。

设对应法向压应力p的摩擦系数为m ，则由 条件可得：因为 ，，则总摩擦力为：故可得：从张拉端到计算截面对上式两边积分的：即所以

注：1.表中系数也可根据实测数据确定；2.当采用钢丝束的钢质锥形锚具及类似形式锚具时,尚应考虑锚环口处的附加摩擦损失，其值可根据实测数据确定。减少摩擦损失l2的措施：对于较长的构件可在两端进行张拉预应力钢筋；注意：两端张拉将引起锚具损失l1增加。

采用超张拉。反向摩擦影响长度lf及在lf范围内由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失值l1的计算

由于q随x的增大而增大,可近似为x的线性函数.因此可取则由于锚具变形及钢筋内缩，锚固端预应力钢筋的张拉力由A点降至B点，其差值为rs。则直线AC上任意点预应力钢筋的应力为反向摩擦损失取上述正反两个方向的摩擦系数近似相等。则直线BC上任意点的预应力钢筋的应力为在C点，即 ，上两式的预应力钢筋应力值应相等，故得

减少温差损失l3的措施：采用两次升温养护。先在常温下养护，待混凝土强度达到一定强度等级，例如达到C7.5∼C10时，再逐渐升温至规定的养护温度，此时可认为钢筋与混凝土已结成整体，两者能够一起膨胀而不引起应力损失；在钢模上张拉预应力钢筋。由于预应力钢筋锚固在钢模上，升温时两者温度相同，故可以不考虑该项损失。

注意当采用上述超张拉的应力松弛损失值时，张拉程序应符合现行国家标准 ≪混凝土结构工程施工及验收规范≫GB50204的要求；预应力钢丝、钢绞线当scon/fptk≤0.5 时，预应力钢筋的应力松弛损失值应取等于零。试验表明，钢筋应力松弛与下列因素有关：应力松弛与时间有关，第一小时可达全部松弛损失的50％左右，24小时可达80％左右，此后发展缓慢；应力松弛损失与钢材品种有关。热处理钢筋的应力松弛损失值比钢丝、钢绞线要小；张拉控制应力值越高，应力松弛损失越大，反之，则小。

减少钢筋松弛损失l4的措施：超张拉01.05scon∼ 1.1scon持荷2 ∼5min0scon因为在高应力短时间所产生的松弛损失可达到在的应力下需经过较长时间才能完成的松弛损失值。控制初应力水平钢筋松弛与初应力有关，当初应力小于0.7fptk时，松弛损失与初应力成线性关系，当初应力高于0.7fptk时，松弛损失显著增大。

注意当结构处于年平均湿度低于40％的环境下， 和 应增大30％。减少收缩徐变损失l5的措施：采用高强度等级水泥，减少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土；采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝土的密实性；加强养护，以减少混凝土收缩；采用高强混凝土。对重要的结构构件当需要考虑与时间相关的混凝土收缩、徐变及钢筋应力松弛损失值时，可按《规范》附录E进行计算。

3.预应力损失值的组合

上述的六项预应力损失，它们有的只发生在先张法构件中，有的只发生在后张法构件中，有的两种构件均有，而且是分批产生的。《规范》为了便于分析和计算，给出各阶段预应力损失值的组合表。注：先张法构件的应力松弛损失sl4在第一批和第二批损失中所占的比例如需区分，可根据实际情况确定。

考虑到各项预应力损失的离散性，实际损失值有可能比计算值高，因此《规范》规定当计算总损失值 小于下列数值时，应下列数值取用。先张法构件：后张法构件：100N/mm280N/mm2当后张法构件的预应力钢筋分批张拉时，应考虑后批张拉钢筋所产生的混凝土弹性压缩对先批张拉钢筋的影响，将先批张拉钢筋的张拉控制应力scon增加aEspc。spc为后批张拉钢筋重心初产生的混凝土法向应力。注意

4. 先张法构件预应力钢筋的传递长度

注：当采用骤然放松预应力钢筋的施工工艺时，ltr的起点应从距构件末端0.35 ltr处开始计算。

5.后张法构件端部锚固  区的局部受压承载力  计算

在锚固区中任意一点产生sx、sy和t 三种应力。随Np的逐渐增大，当拉区混凝土中的拉应变超过混凝土的极限拉应变，混凝土出现纵向裂缝，若压区承载力不足，则会导致局部受压破坏。为此，《规范》规定，设计时既要保证在张拉钢筋时锚具下混凝土不开裂和不产生过大的变形，由要求计算锚具下所需配置间接钢筋以满足局部受压承载力要求。

—混凝土轴心抗压强度设计值，在后张法预应力混凝土构件的张拉阶段验算中，应取相应阶段的混凝土立方体抗压强度 值的 值。—混凝土强度影响系数；当混凝土强度等级不超过C50时，取 ；当混凝土强度等级等于C80时，取 ，其间按线性内插法取用。—混凝土局部受压时的强度提高系数；—混凝土局部受压净面积；对后张法构件，应在混凝土局部受压面积中扣除孔道、凹槽部分的面积。—局部受压的计算底面积，可根据局部受压面积与计算底面积按同心、对称的原则确定，对常用情况可按图示11－1采用。—混凝土的局部受压面积；当有垫板时可考虑预压力沿锚具垫圈边缘在垫板中按450扩散后传至混凝土的受压面积，见图11－2示。

图 11－1图 11－2

—间接钢筋对混凝土约束的折减系数，当混凝土强度等级小于C50时，取 a=1.0 ；当混凝土强度等级为C80时，取 a=0 85 ；其间按线性内插法确定。—配置方格网或螺旋式间接钢筋内表面范围以内的混凝土核心面积（不扣除孔道面积），但不应大于Ab，且其重心应与Al的重心相重合。—间接钢筋的抗拉确定设计值；—间接钢筋的体积配筋率（核心面积Acor范围内的单位混凝土体积所含间接钢筋体积），且rv≥0.5%；当为方格网配筋时

1.先张法构件各阶段的  应力分析

施工阶段布筋张拉钢筋钢筋锚固、浇注混凝土和蒸养构件。完成第一批损失（锚具、温差、钢筋松弛）预应力钢筋：混凝土：

2.后张法构件各阶段的  应力分析

使用阶段 、 和 计算公式的形式完全相同，但计算 和 时两种方法的 是不同的。预应力钢筋从张拉直至构件破坏，始终处于高拉应力状态，而混凝土则在构件的轴向拉力达到 值以前始终处于受压状态，发挥了两材料各自的性能。预应力混凝土构件出现裂缝比钢筋混凝土构件迟得多，故构件抗裂度大为提高，但出现裂缝时的荷载值与破坏荷载值比较接近，故延性较差。当材料强度等级和截面尺寸相同时，预应力混凝土轴心受拉构件与钢筋混凝土轴心受拉构件的极限承载力相同。

3.轴心受拉构件使用  阶段的计算

—按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，，当 时，取 ；—有效受拉混凝土截面面积，轴拉构件 ；—按荷载效应标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力， ；—按荷载效应标准组合计算的轴向力值；—混凝土法向预应力等于零时，全部纵向压应力和非预应力钢筋的合力；—最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm)，当 时，取 ，当 取 ；—纵向受拉钢筋的等效直径；

注：对环氧树脂涂层带肋钢筋CJJ 101-2016 埋地塑料给水管道工程技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf，其相对粘结特性系数应按表中系数的0.8倍取用。—最大裂缝宽度限值，按《规范》环境类别取用。

4.轴心受拉构件施工阶  段的验算

【例11－1】 24m混凝土屋架下弦杆的计算

锚固端下弦端节点下弦截面钢筋网片

2) 计算预应力损失OVM夹片式锚具古雷港区南9号疏浚施工组织设计，①锚具损失②孔道摩擦损失按锚固端计算该项损失，

完成第一批损失为③预应力钢筋的应力松弛损失④混凝土收缩徐变损失spc仅考虑完成第一批损失的混凝土法向压应力。

《规范》要求故满足要求完成第二批损失为总损失