预应力混凝土结构设计规范[附条文说明] JGJ 369-2016

4 基本规定

4．1 一般规定

4．1．1 预应力结构设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。

4．1．2 预应力混凝土结构构件的承载能力极限状态计算和正常使用极限状态及施工阶段验算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定。

4．1．3 预应力混凝土结构分析，可根据结构类型、材料性能和受力特点等，选择弹性分析方法、塑性内力重分布分析方法、弹塑性分析方法、塑性极限分析方法、试验分析方法进行分析计算。

4．1．4 复杂约束结构应通过计算或试验确定施加预应力对整体结构的影响。其中结构次内力的计算，应考虑空间效应进行整体分析。

4．1．5 预应力混凝土结构设计应采取调整结构布置，特殊节点作法，调整施工顺序等措施减少竖向构件或相邻结构对施加预应力构件的约束作用。

4．1．6 预应力混凝土结构设计应计入预应力作用效应；对超静定结构，相应的次弯矩、次剪力及次轴力等应参与组合计算。并应符合下列规定：
    1 对承载能力极限状态，当预应力作用效应对结构有利时，预应力作用分项系数γp应取1．0，不利时γp应取1．2；对正常使用极限状态，预应力作用分项系数γp应取1．0。
    2 对参与组合的预应力作用效应项，当预应力作用效应对承载力有利时，结构重要性系数γ0应取1．0。当预应力作用效应对承载力不利时，结构重要性系数γ0在持久设计状况和短暂设计状况下，对安全等级为一级的结构构件不应小于1．1；对安全等级为二级的结构构件不应小于1．0；对安全等级为三级的结构构件不应小于0．9。对地震设计状况下应取1．0。

4．1．7 预应力混凝土结构设计应分别按荷载效应的标准组合与准永久组合并考虑长期作用影响的效应对正常使用极限状态的结构构件进行验算，控制应力、变形、裂缝等计算值不应超过相应的规定限值。荷载效应的标准组合与准永久组合应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定计算。

4．1．8 预应力构件截面尺寸的确定，应考虑结构荷载，建筑净高，预应力束及锚具的布置及张拉施工操作距离等影响因素。

4．1．9 预应力筋的张拉控制应力σcon应符合下列规定：



    式中：fptk——预应力筋极限强度标准值(MPa)；
          fpyk——预应力螺纹钢筋屈服强度标准值(MPa)。
    当符合下列情况之一时，上述张拉控制应力限值可相应提高0．05fptk或0．05fpyk：
    1)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筋；
    2)要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。
    消除应力钢丝、钢绞线、中强度预应力钢丝的张拉控制应力值不应小于0．4fptk；预应力螺纹钢筋的张拉应力控制值不宜小于0．5fpyk。

4．1．10 混凝土保护层厚度可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定。
4．2 结构内力分析

4．2．1 预应力结构应按最不利作用的组合进行内力分析。作用的组合应考虑全部荷载作用工况，包括预加力作用、温度作用、收缩徐变作用、约束作用和地基不均匀沉陷作用以及由于荷载偏心所产生的扭转和横向均匀分布荷载等因素。复杂约束结构尚应考虑施工路径影响。

4．2．2 施工和正常使用极限状态的各种校核，应将预加力作为荷载计算其效应。
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4．2．3 正常使用极限状态内力分析应符合下列规定：
    1 在确定内力与变形时应按弹性理论值分析。由预加力引起的内力和变形可采用约束次内力法计算，常用线型布筋形式下预应力混凝土框架的约束次内力应按附录A计算。当采用等效荷载法计算时，次剪力宜根据结构构件各截面次弯矩分布按结构力学方法计算。
    2 构件截面或板单元宽度的几何特征可按毛截面(不计钢筋)计算。

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五彩湾山姆大叔 发表于 2017-3-30 17:05
学习了

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guangdayiyuan 发表于 2017-3-30 17:27
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wangxinhua77020 发表于 2017-3-31 16:04
谢谢分享

感谢支持，规范在工作中的重要性，相信搞建筑的都清楚

wangxinhua77020 发表于 2017-3-31 16:04
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4．3 预应力损失值计算

4．3．1 预应力筋中的预应力损失值可按表4．3．1的规定计算。

表4．3．1 预应力损失值(N／mm2)



4．3．2 当按本规范4．3．1条计算求得的预应力总损失值小于下列数值时，应按下列数值取用：
    1 先张构件 100N／mm2；
    2 后张构件 80N／mm2。

4．3．3 预应力构件在各阶段的预应力损失值宜按表4．3．3的规定进行组合。

表4．3．3 各阶段预应力损失值的组合


    注：先张构件由于钢筋应力松弛引起的损失值在第一批和第二批损失中所占的比例，可根据实际情况确定。

4．3．4 预应力直线筋由于锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失值σl1可按下式计算：



    式中：a——张拉端锚具变形和预应力筋内缩值(mm)，可按表4．3．4采用；
          l——张拉端至锚固端之间的距离(mm)。

表4．3．4 锚具变形和预应力筋内缩值a(mm)
锚具类别        a
支撑是锚具（钢丝束镦头锚具等）        螺帽缝隙        1
每块后加垫板的缝隙        1
夹片式锚具        有顶压时        5
无顶压时        6～8
    注：1 表中的锚具变形和预应力筋内缩值也可根据实测数据确定；
        2 其他类型的锚具变形和预应力筋内缩值应根据实测数据确定。块体拼成的结构，其预应力损失尚应计块体间填缝的预压变形。当采用混凝土或砂浆为填缝材料时，每条填缝的预压变形值可取为1mm。

4．3．5 后张构件预应力曲线筋或折线筋由于锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失值σl1，应根据曲线预应力筋或折线预应力筋与孔道壁之间反向摩擦影响长度lf范围内的预应力筋变形值等于锚具变形和预应力筋内缩值的条件确定，反向摩擦系数可按本规范表4．3．6-1中的数值采用。并应符合下列规定：
    1 抛物线形预应力筋可按圆弧形曲线预应力筋考虑。当其对应的圆心角θ小于等于30°时(图4．3．5-1)，预应力损失值σl1可按下列公式计算：



图4．3．5-1 圆弧形曲线预应力筋的预应力损失σl1

    式中：lf——反向摩擦影响长度(m)；
          rc——圆弧形曲线预应力筋的曲率半径(m)；
          x——张拉端至计算截面的距离(m)；
          a——张拉端锚具变形和钢筋内缩值(mm)，按本规范表4．3．4采用；
          k——考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数(1／m)，可按本规范表4．3．6-1采用；
          μ——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数(1／rad)，可按本规范表4．3．6-1采用。
          Es——预应力筋弹性模量(MPa)。
    2 端部为直线，直线长度为l0，而后由两条圆弧形曲线组成的预应力筋(图4．3．5-2)，当圆弧对应的圆心角θ小于等于30°时，由于锚具变形和钢筋内缩，在反向摩擦影响长度lf范围内的预应力损失值σl1可按下列公式计算：



图4．3．5-2 两条圆弧形曲线组成的预应力筋的预应力损失σl1


    式中：l0——预应力筋端部直线段长度(m)；
          l1——预应力筋张拉端起点至反弯点的水平投影长度(m)；
          i1、i2——第一、二段圆弧形曲线预应力筋中应力近似直线变化的斜率；
          rc1、rc2——第一、二段圆弧形曲线预应力筋的曲率半径(m)；
          σa、σb——预应力筋在a、b点的应力(MPa)。
    3 当折线形预应力筋的锚固损失消失于折点c之外时(图4．3．5-3)，由于锚具变形和钢筋内缩，在反向摩擦影响长度lf范围内的预应力损失值σl1可按下列公式计算：


图4．3．5-3 折线形预应力筋的预应力损失σl1



    式中：i1——预应力筋在bc段中应力近似直线变化的斜率；
          i2——预应力筋在折点c以外应力近似直线变化的斜率；
          l1——张拉端起点至预应力筋折点c的水平投影长度(m)。

4．3．6 预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失值σl2(图4．3．6)，宜按下列公式计算：



    式中：θ——张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad)；
          k——考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数(1／m)，可按表4．3．6-1采用；
          μ——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数(1／rad)，可按表4．3．6-1采用。


图4．3．6 预应力摩擦损失计算
1-张拉端；2-计算截面

表4．3．6-1 预应力筋与孔道壁的摩擦系数


    注：表中系数宜根据实测数据确定。
    1 公式(4．3．6-1)和(4．3．6-2)中，对按抛物线、圆曲线变化的空间曲线及可采用分段后叠加的广义空间曲线，夹角之和θ可按下列近似公式计算：



    式中：av、ah——按抛物线、圆曲线变化的预应力空间曲线钢筋在竖直向、水平向投影所形成抛物线、圆曲线的弯转角(rad)；
          △αv、△αh——预应力广义空间曲线钢筋在竖直向、水平向投影所形成分段曲线的弯转角增量(rad)。
    2 体外预应力结构中当体外预应力筋与转向块鞍座处接触长度可忽略时，体外预应力筋转向装置处的摩擦损失值σl2可按下式计算：



    式中：θ——体外束在转向块处的弯折转角(rad)；
          μ——体外束在转向块处的摩擦系数(1／rad)，可按表4．3．6-2采用。

表4．3．6-2 转向块处的摩擦系数
孔道材料、成品束类型        k        μ
钢管穿光面钢绞线        0.001        0.30
HDPE管穿光面钢绞线        0.002        0.13
无粘接预应力筋钢绞线        0.004        0.09
    注：表中系数也可根据实测数据确定；当孔道采用不同材料时，应分别考虑，分段计算。

4．3．7 预应力筋的应力松弛引起的预应力损失σl4宜按下列公式计算：
    1 消除应力钢丝、钢绞线
    普通松弛：



4．3．8 由于混凝土收缩和徐变引起的预应力筋应力损失值σl5，可按下列公式计算：
    1 对一般结构构件




    式中：σpc、σ′pc——受拉区、受压区预应力筋合力点处的混凝土法向压应力(MPa)；
          f′cu——施加预应力时的混凝土立方体抗压强度(MPa)；
          ρ、ρ′——受拉区、受压区预应力筋和普通钢筋的配筋率，对于对称配置预应力筋和普通钢筋的构件，配筋率ρ、ρ′应按钢筋总截面面积的一半计算。
    受拉区、受压区预应力筋合力点处的混凝土法向压应力σpc、σ′pc按本规范第5．1．10条计算时，预应力损失值仅考虑混凝土预压前(前一批)的损失，普通钢筋中的应力σl5、σ′l5值应取为零；σpc、σ′pc值不得大于0．5f′cu；当σ′pc为拉应力时，公式(4．3．8-2)、(4．3．8-6)中的σ′pc应取为零。计算混凝土法向应力σpc、σ′pc时，可根据构件制作情况考虑自重的影响。
    当结构处于年平均相对湿度低于40％的环境下，σl5及σ′l5值应增加30％。
    2 对重要的结构构件，当考虑与时间相关的混凝土收缩、徐变及钢筋应力松弛预应力损失值时，可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010进行计算。
    3 当采用泵送混凝土时，宜根据实际情况考虑混凝土收缩、徐变引起预应力损失值的增大。

4．3．9 混凝土弹性压缩引起的预应力损失σl7宜按下列方法确定：




    式中：m——预应力筋张拉的总批数；
          np——预应力筋弹性模量与混凝土弹性模量之比Ep／Ec；
          σc——在代表截面的全部预应力筋形心处混凝土的预压应力，预应力筋的预拉应力按控制应力扣除相应的预应力损失后算得(MPa)；
          Np——后张法构件的预加力(N)；
          An——净截面面积，即扣除孔道、凹槽等削弱部分以外的混凝土全部截面面积及纵向普通钢筋截面面积换算成混凝土的截面面积之和；对由不同混凝土强度等级组成的截面，应根据混凝土弹性模量比值换算成同一混凝土强度等级的截面面积(mm2)；
          In——净截面惯性矩(mm4)；
          ep——预应力筋截面形心至换算截面形心的距离(mm)。

自2016年9月1日起实施。