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《预应力混凝土结构设计原理》是同济大学李国平教授撰写的一部系统介绍预应力混凝土结构基本理论与设计方法的专业教材。该书内容全面、结构清晰，涵盖了预应力混凝土的基本概念、材料性能、受力分析、设计原则及构造要求等方面，适用于土木工程专业本科生和研究生教学，也可作为工程技术人员的参考用书。

全书从预应力的基本原理入手，详细介绍了预加应力的方法及其对混凝土结构性能的改善作用，重点阐述了预应力损失的种类与计算方法、受弯构件和受压构件的承载力计算、正常使用极限状态验算等内容。同时，书中结合我国现行相关规范，提供了典型的设计例题和实用设计步骤，增强了理论与实践的结合。

该书语言简明扼要公路40米箱梁扣件式钢管满堂支架施工方案，逻辑严谨，注重基础理论与工程应用的统一，有助于读者深入理解预应力混凝土结构的工作机理和设计思路，是学习和掌握预应力混凝土结构设计的重要参考资料。

因此，对于采用蒸汽养护或处于高温状态工作的预应力混凝士构件，应考虑温度对预应力 松弛的影响。 预应力钢材松弛损失的差别较大，低合金钢热轧租钢筋的松弛值是相对最小的，热处理钢

钢筋容许应力幅度Ao（MPa）

这里的容许应力幅度△o是一种特征疲劳强度，其定义为：在0mx=0.85fo.2应力作用下经 ×10次循环所得试验值的10%分位值。 经刻痕、扭转处理的或带有横肋的预应力筋，都会降低其疲劳强度。

这里的容许应力幅度△a是一种特征疲劳强度，其定义为：在0mx=0.85fo.2应力作用下经 2×10次循环所得试验值的10%分位值。 经刻痕、扭转处理的或带有横肋的预应力筋，都会降低其疲劳强度。

先张法依靠预应力筋回缩力和其与混凝士之间的粘结力形成预应力体系。 一般先张法所用的预应力筋为：高强钢丝、直径较小的钢绞线和小直径的冷拉钢筋等、 先张法的工艺简单、工序少、效率高、质量易保证，且能省去锚固预应力筋所用的永久锚 具，但需要专门的张拉台座，基建投资较大，还须考虑交通运输条件。预应力筋一般采用直线 或折线布置，适宜于预制大批生产的中小型构件

)制造台座：b)预应力筋张拉：c)混凝土施工:d)预应

11眉张法预应力工艺流程

（4）根据设计取用的预应力筋种类、预压力大小及布束的需要选择锚具体系； （5）预应力筋张拉操作方便，设备简单。 根据我国国家标准（GB/T14370一93），按照使用要求，锚具的锚固性能分为两类：I类锚具 适用于承受动、静荷载的预应力混凝十结构；ⅡI类锚具一仅适用于有粘结预应力混凝土 结构中预应力筋应力变化不大的部位。锚具的锚固性能分类依据静载锚固性能，并由预应力 筋组装件静载试验测定的锚具效率系数7。和达到实测极限拉应力时的总应变确定：其 中，锚具效率系数n按下式计算：

Fapl 7a= 7Fau

7≥0.95,apu≥2.0% N:≥0.90,Eam≥ 1.7%

夹具的静载锚固性能，由夹具组装件静载试验测定的夹具效率系数7确定

式中：F一夹具组装件的实测极限拉力； 其余符号意义同前： 夹具的静载锚固性能应符合7≥0.95。 预应力锚固体系的其它·些技术要求及性能可参见有关规范和标准，此不赘述。 下面简略介绍几种国内外常用的锚固体系，其中主要介绍锚具部分。

或45号钢冷作铣制而成，一般不得锻造加工，使用前应逐个进行电磁探伤检验，不得 暗伤。锚塞用45号优质碳素结构圆钢经热处理制成。除保证锚圈和锚塞的强度外 他们的硬度，要求锚塞的洛氏硬度为HRC55～58单位，硬度要稍大于钢丝，锚圈的硬 低于钢丝，这样在顶塞后，锚塞齿纹能压入钢丝表面，咬住钢丝并将钢丝嵌入锚圈内，

获得可靠的锚固。 预应力筋张拉时需要特制的双作用或三作用千广顶。利用主缸进油张拉钢丝、小缸进油 顶紧锚塞，则为双作用千斤顶；利用上缸复位时预出卡模以放松钢丝的，则为三作用干斤顶。 目前在后张法预应力混凝土结构中常用的锥形锚，主要用于锚固18根p5mm和24根95mrm的 高强钢丝束（简称18丝和24丝）、但这种锚固高强钢丝的锚具，在国内使用己逐渐减少。 锥形锚具的尺寸较小，便于分散布置。缺点是钢丝向缩量较大，所引起的应力损失亦人 并且无法重复张拉和接长

4mm以下的钢筋束。它的工作原理是将预应力筋穿过锚杯的蜂窝眼后，用专门的镇 网筋或钢丝的端头镦粗，这样镦粗头的预应力束直接锚固在错杯上，将王斤顶拉杆旋，

内螺纹后可进行张拉，待锚杯带动钢筋或钢丝伸长到设 计需要时，将锚圈沿锚杯外的螺纹旋紧顶在构件表面 于是锚圈通过支承垫板将预压力传到混凝土体上。 国内研制成的镦头锚具，可以锚固直径5mm的高 强度钢丝12～110根，锚固直径7mm高强钢丝12~48 根，钢丝强度有1570MPa和1670MPa两种。 镦头锚具的优点是操作简便迅速，不会出现锥形锚 易发生的“滑丝”现象，故不发生相应的预应力损失。与 锥形锚具相比，一般可节约高强度预应力钢丝20%以

的端部而形成最简单的锚具。同济大学桥梁工程系试制成的轧丝锚具采用了冷滚压工艺一 即一种无切削的加工方法，在预应力钢筋端部滚压加工过程中，并不减少钢筋的体积，只是通 过钢筋表层金属的塑性变形而形成螺纹的牙峰和牙槽。滚压可利用普通车床进行，并配有拧 紧螺帽的扳手工具，通过旋紧螺帽的圈数测定引伸量。由于轧丝锚经济效益高，所以得到广泛 应用。缺点是有时螺纹不易咬紧而需用双螺母。 轧丝锚制作简单，用钢量最省，张拉操作方便，锚固作用明确可靠，锚具的预应力损失小， 适用于短小预应力混凝土构件。亦能用简单的套筒加以接长，还具有能多次重复张拉与放松 的优点。

在千斤顶后部的锚固器内，千斤顶复位后前端再次锁定，后端自动放松，这样周面复 ，直至获得所需的张拉力。

于顶是预应力混凝土结构张拉预应力筋的主要设备。目前，国内外的张拉设备均与销 自配合，可以参考有关的资料，此不赘述

第三章预应力及预应力损失计算

沿预应力混凝土构件长度方向，预应力筋中预拉应力的大小并不是一个恒定值，由于受到 施工因素、材料性能及环境条件的影响，在施工和使用过程中往往会逐渐减小，从而也使混凝 土中的预压应力相应减小，预应力筋中这种预拉应力减小的现象称为预应力损失。 根据构件荷载需要而设计的预应力筋中的预拉应力，应是扣除预应力损失后的有效预应 力。因此，一方面要确定预应力筋张拉时的初始应力（一般称为张拉控制应力），另一方面要正 确估算预应力损失值，然后根据两者之差确定有效预应力值。值得注意的是，有效预应力值过 大或过小对结构都是有害的，这是因为预应力筋的作用除加劲外更主要的还有施力作用。如 果对预应力损失估计过高，实际上混凝1必须承受过高的持续压应力，甚至产生过大的反拱 度，对结构安全和使用都不利。所以，对预应力损失必须作出与结构重要性相称的尽可能合理 的估计。对于跨度较大和体系较复杂的预应力混凝十结构，一般应分时段计算，考虑与时间相 关的各种损失的相依关系，以精确估算预应力损失值；对于一些重要结构或采用新的施工方法 时，则需要通过试验来取得各项预应力损失的估算值，以便更能符合实际的损失值。

第一节预应力筋张拉控制应力

擦、松弛和分批张拉弹性压缩等因素引起的预应力损失，采取超过张拉控制应力的张拉；为了 提高构件在制作和吊运中的抗裂性，以及对于在使用阶段的受压区所布置的预应力筋等，也采 取适当提高张拉应力的超张拉。但在任何情况下，预应力筋中的最大控制张拉应力：钢丝和钢 绞线不应超过0.80f，冷拉粗钢筋不应超过0.95fk：另·方面，为了充分发挥预应力钢材的 作用、克服预应力损失而留有足够的有效预应力，钢丝、钢绞线和热处理钢筋的最低张拉控制 应力不应小于0.40fk，冷拉粗钢筋的最低张拉控制应力不应小于0.50fk

在预应力混凝土构件中引起预应力损失的原因很多，产生的时间也先后不一，先张法和后 张法两种不同工艺产生的预应力损失也不完全相同。在预应力筋的应力计算时，一般应考虑 由下列因素引起的预应力损失，即： 预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失1； 锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失2； 混凝土加热养护时，预应力筋和台座之间温差引起的应力损失3； 混凝土弹性压缩引起的应力损失4； 预应力筋松弛引起的应力损失s； 混凝土收缩和徐变引起的应力损失60 此外，还需根据实际情况考虑可能出现的预应力损失，如预应力筋与锚具口之间的摩擦 先张法台座的弹性变形等其它损失。 上述六项预应力损失是常见的，应力损失的编号大致根据预应力损失出现的先后为序，计 算时必须根据所采用的工艺（后张法或先张法）来选择相关的损失项目。各种预应力损失最好 是根据试验数据确定，不过这一点往往不易做到。 引起预应力损失的原因，如上所述，与施工、材料性能及环境影响有关，因此各项预应力损 失发生的次序和完成的时间是各不相同的。下面对各项应力损失的性质、特点和计算方法分 别进行讨论。

预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损

在曲线段内，假设预应力筋与孔 道内壁相贴，并取微段预应力筋d7为 脱离体，设相应的弯曲角为d0，弯道 在此处的半径为R，则dl=Rdθ。 若预应力筋与孔壁间的摩擦系数为 μ，则预应力筋对孔道内壁的法向压 力F面引起的摩擦力为：

相贴，在直线部分取微段预应力筋di为脱离体，并假定其相应的弯曲角为d92，则预应力筋与 微段孔壁间的法向压力产生的摩擦力为：

令k=μ/R,为孔道设计位置偏差系数，则

3.预应力筋计算截面处因摩擦力引起的应力损失值o 弯道部分微段d/内的总摩擦力为上述两部分之和道路及排水施工组织设计方案，即

dN = dN + dN

偏差系数k和座擦系数：

电热后张法可不计摩擦引起的损失

此项应力损失，与锚具和拼接块件接缝的类型有关。在后张法预应力混凝土结构中，当张

拉结束并开始锚固时，锚具本身将因受到很人的压力而变形，锚下垫板缝隙也将被压密而变 形，从而引起应力损失；锥形锚具是在预应力筋张拉到控制应力后，靠千斤顶活塞回油才顶塞 锚固的，顶寒锚固时钢丝的回缩也要引起应力损失；此外，采取分块拼装构件的接缝，在张拉锚 固后接缝继续压密也引起应力损失。以上因素造成的应力损失表示为，其计算公式为：

某生活小区节能改造工程施工组织设计 = Epe = E△I ！ E

个锚县变形、预应力筋回缩和 个接压密值