1)截面形式和尺寸
预应力混凝土构件的截面形式应根据构件的受力特点进行合理选择。对于轴心受拉构件,通常采用正方形或矩形截面;对于受弯构件,除荷载和跨度均较小的梁、板可采用矩形截面外,通常宜采用T 形或I形截面。此外,沿受弯构件纵轴,其截面宽度可以根据受力要求予以改变。例如,对于预应力混凝土屋面大梁和吊车梁,其跨中可采用薄壁I形截面,而在支座处,为了承受较大的剪力以及能有足够的面积布置曲线预应力钢筋和锚具,往往要加宽截面厚度。
由于预应力混凝土构件的抗裂性和刚度较大,预应力的作用使构件产生反拱,其截面尺寸可比普通钢筋混凝土构件小些。对于预应力混凝土受弯构件,截面高度h 一般可取(1/30~1/15)l0,最小可取l0/45(l0 为构件计算跨度),这大致相当于相同跨度的普通钢筋混凝土构件的截面高度的70%。翼缘宽度一般可取(1/3~1/2)h,在I形屋面梁中,可减小至h/5。翼缘高度一般可取(1/10~1/6)h。腹板宽度应尽可能薄些,可根据构造要求和施工条件,取(1/10~1/8)h。
2)预应力纵向钢筋
在受弯构件中,当仅在受拉区配置直线预应力钢筋Ap 时(图10-17a),在张拉过程中,预拉区可能出现较大的拉应力,甚至产生裂缝。在构件运输或吊装时,此拉应力还可能增大。同时,在使用荷载下,靠近梁支座处截面的上部,由于弯矩产生的压应力很小,可能出现不容许的拉应力。为了改善这种情况,可在预拉区设置预应力钢筋(图10-17b)。根据截面形状和尺寸的不同,一般可取(1/6~1/4)Ap。在预拉区设置,会降低预压区(使用荷载下的受拉区)抗裂性,同时,还将略为降低梁的受弯承载力。因此,在大跨度预应力混凝土梁中,一般宜将部分预应力钢筋在靠近支座区段向上弯起(图10-17c),而不在受压区设置预应力钢筋,这不仅能提高斜截面的抗裂性和承载力,而且可避免梁端头的锚具过于集中。有时,也可采用折线式钢筋(图10-17d),这一般用于先张法预应力混凝土构件。
《规范》规定,预应力混凝土受弯构件中的纵向钢筋最小配筋率应符合下列要求:
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式中 Mu——按实配钢筋计算的构件的正截面受弯承载力设计值;
Mcr——构件的正截面开裂弯矩值。
图10-17 预应力钢筋的布置
3)非预应力纵向钢筋
在预应力混凝土构件中,除配置预应力钢筋外,往往还配置数量、长度和位置等都比较灵活的非预应力纵向钢筋。当受拉区部分钢筋施加预应力已能满足裂缝控制的要求时,则其余的、按承载力计算所需的受拉钢筋可采用非预应力钢筋。
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