11.3.1 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件截面尺寸的確定除考慮結(jié)構(gòu)方案、荷載等條件外，還應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力束及錨具的布置要求。

11.3.2 預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固端的設(shè)置
    1 后張法預(yù)應(yīng)力筋的錨固通常采用設(shè)置于構(gòu)件端部或構(gòu)件中間部位(凸起錨固或凹槽錨固)的錨具實現(xiàn)機械錨固；此外，也有完全埋入混凝土中錨固預(yù)應(yīng)力筋的方法，此時錨具稱為埋入端錨具或固定端錨具。
    2 當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋錨固于梁的跨間時，因局部集中力，在錨具附近混凝土中將產(chǎn)生拉應(yīng)力，梁中易出現(xiàn)裂縫，此時錨具宜布置在活荷載作用下內(nèi)力變化不大的截面處，錨具在截面中的位置宜盡量位于截面形心處。
    3 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋束長不大于40m時可一端張拉、一端固定，大于40m時宜兩端張拉。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋長度不大于20m時可一端張拉，大于20m時宜兩端張拉；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋為直線束時，一端張拉的長度可延長至35m。
    4 超長結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力筋宜分段張拉錨固，必要時應(yīng)設(shè)置后澆帶，防止因通長張拉預(yù)應(yīng)力筋，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力摩擦損失過大，軸向預(yù)加力被豎向結(jié)構(gòu)吸收過多，對結(jié)構(gòu)造成不利影響。
    5 對多跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)板，應(yīng)考慮任一跨預(yù)應(yīng)力筋由于地震等作用失效時，可能引起其它各跨連續(xù)破壞。宜將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋分段錨固，或增設(shè)中間錨固點。
    6 預(yù)應(yīng)力筋在張拉與錨固位置宜分散錯開錨固，避免局部應(yīng)力過于集中。如果不得已將大量預(yù)應(yīng)力筋集中錨固時，應(yīng)進行局部構(gòu)造加強設(shè)計。

11.3.3 錨具的排布
    錨固區(qū)的設(shè)計應(yīng)考慮上述構(gòu)造及有關(guān)建筑和抗震等要求。具體設(shè)計中除應(yīng)參考各張拉錨固體系對設(shè)計的有關(guān)建議外，尚應(yīng)注意下列事項：
    1 錨具的布置應(yīng)遵守生產(chǎn)廠家提出的最小排布尺寸；
    2 應(yīng)考慮錨具的形狀及尺寸，注意錨具與柱、梁鋼筋不應(yīng)發(fā)生矛盾；
    3 應(yīng)考慮張拉操作的方便和可行性。

 
圖11.3.3 錨具與鋼筋的位置關(guān)系

11.3.4 預(yù)應(yīng)力筋管道間距及保護層厚度
    1 預(yù)應(yīng)力梁中，預(yù)留孔道在豎直方向的凈距不應(yīng)小于孔道外徑，水平方向凈距不宜小于1.5倍孔道外徑且不應(yīng)小于粗骨料直徑的1.25倍；必要時，兩個孔道可并排布置；
    2 保護層厚度
    從孔壁算起的混凝土保護層厚度，梁底不宜小于50mm，梁側(cè)不宜小于40mm；裂縫控制等級為三級的梁，梁底、梁側(cè)分別不宜小于60mm和50mm。孔道至構(gòu)件邊緣的凈距不宜小于孔道直徑的一半，同時應(yīng)滿足對不同耐火等級的要求。錨固區(qū)的凈混凝土保護層最小厚度應(yīng)比相應(yīng)構(gòu)件所取保護層厚度值增加7mm。

圖11.3.4 預(yù)應(yīng)力束布置

11.3.5 預(yù)應(yīng)力混凝土錨固區(qū)構(gòu)造
    1 端部錨固區(qū)的局部加強
    一般各種張拉錨固體系中都有滿足局部承壓安全度所需的最小排布尺寸和相應(yīng)的加強鋼筋。滿足張拉錨固體系中的有關(guān)規(guī)定時，局部承壓強度就可滿足安全要求；工程實際條件不能滿足張拉錨固體系的有關(guān)規(guī)定時，應(yīng)對錨固區(qū)局部承壓構(gòu)造進行專門設(shè)計，也可根據(jù)實際設(shè)計條件按《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ 85-2010附錄A進行錨固區(qū)傳力性能試驗驗證。設(shè)計中尚應(yīng)注意局部壓力作用下局壓區(qū)混凝土各部位的應(yīng)力情況，做出合理的配筋，防止張拉階段混凝土出現(xiàn)裂縫。
    對后張預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的端部錨固區(qū)，應(yīng)按下列規(guī)定配置間接鋼筋：
        1)當(dāng)采用普通鋼墊板時，應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010第6.6節(jié)的規(guī)定進行局部受壓承載力的計算，并配置間接鋼筋，其體積配筋率不應(yīng)小于0.5％；
        2)當(dāng)采用整體鑄造墊板時，其局部受壓區(qū)的設(shè)計應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標準《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ 85-2010的有關(guān)規(guī)定。
        3)在局部荷載作用下構(gòu)件端部常出現(xiàn)沿荷載方向的劈裂裂縫(圖11.3.5-1(a)中的裂縫A)。為控制劈裂裂縫，在局部受壓間接鋼筋配置區(qū)以外，在構(gòu)件端部長度l不小于3e(e為截面重心線上部或下部預(yù)應(yīng)力筋的合力點至臨近邊緣的距離)但不大于1.2h(h為構(gòu)件端部截面高度)、高度為2e的附加配筋區(qū)范圍內(nèi)，應(yīng)均勻配置附加箍筋或網(wǎng)片。配筋面積可按下列公式計算：

    式中：P——作用在構(gòu)件端部截面重心線上部或下部預(yù)應(yīng)力筋的合力設(shè)計值，可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010的有關(guān)規(guī)定進行計算；
        l₁、l_b——沿構(gòu)件高度方向A₁、A_b的邊長或直徑；
             f_yv——附加防劈裂鋼筋的抗拉強度設(shè)計值。
    用于控制劈裂裂縫的附加鋼筋的體積配筋率不應(yīng)小于0.5％，同時附加鋼筋在劈裂裂縫兩側(cè)應(yīng)滿足錨固要求。
        3)當(dāng)構(gòu)件端部預(yù)應(yīng)力筋需集中布置在截面下部或集中布置在上部或下部時，構(gòu)件端面常出現(xiàn)端面裂縫(圖11.3.5-1(a)中的裂縫B)。故應(yīng)在構(gòu)件端部0.2h(h為構(gòu)件端部截面高度)范圍內(nèi)設(shè)置附加豎向焊接鋼筋網(wǎng)、封閉式箍筋或其他形式的構(gòu)造鋼筋來控制端面裂縫。附加豎向鋼筋宜采用帶肋鋼筋，其截面面積應(yīng)符合下列要求：

    式中：T_s——錨固端端面拉力；
         p——作用在構(gòu)件端部截面重心線上部或下部預(yù)應(yīng)力筋的合力設(shè)計值，此時，僅考慮混凝土預(yù)壓前的預(yù)應(yīng)力損失值；
         e——截面重心線上部或下部預(yù)應(yīng)力筋的合力點至截面近邊緣的距離；
         h——構(gòu)件端部截面高度。
         f_yv——附加豎向鋼筋的抗拉強度設(shè)計值，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010采用；
    當(dāng)端部截面上部和下部均有預(yù)應(yīng)力鋼筋時，附加豎向鋼筋的總截面面積應(yīng)按上部和下部的預(yù)應(yīng)力合力分別計算的數(shù)值較大值采用。
    如果預(yù)應(yīng)力筋在橫向有偏心時，應(yīng)按上述方法計算抗劈裂鋼筋，并與上述豎向鋼筋形成網(wǎng)片筋配置。
    端面裂縫的相對位置c可由e、h確定，即c/h=  (圖11.3.5-1(a))。用于控制端面裂縫的附加豎向鋼筋在端面裂縫兩側(cè)應(yīng)滿足錨固要求。用于控制端面裂縫的附加豎向鋼筋與局部受壓間接鋼筋在構(gòu)件端部0.2h范圍內(nèi)應(yīng)疊加布置。

(注： Ⅰ區(qū)用于配置局部受壓間接鋼筋；Ⅱ區(qū)用于配置控制劈裂裂縫附加鋼筋)
圖11.3.5-1 端部錨固區(qū)

    2 一般局部加強鋼筋有螺旋筋，網(wǎng)片筋，U形筋等，常用張拉錨固體系中給出的局壓加強鋼筋多為螺旋筋，但在實際工程中有時螺旋筋不易配置，此時可采用網(wǎng)片鋼筋、U形筋等進行加強。不同部位的局部加強可參考下列配筋示例。附加鋼筋應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋張拉力的大小及延伸結(jié)構(gòu)的約束情況計算確定，當(dāng)張拉力較小時可不配置。
        1)端部錨固區(qū)局部加強配筋示意

圖11.3.5-2 端部錨固區(qū)防劈裂加強

        2)跨間錨固區(qū)

 
圖11.3.5-3 突起錨固局部加強

        3)跨間錨固區(qū)局部加強(凹槽錨固)

 A-單孔錨具時，不宜小于300mm；群錨時，不宜小于500mm
B-墊板寬度
圖11.3.5-4 凹槽錨固局部加強

11.3.6 預(yù)應(yīng)力筋曲率半徑
    1 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，當(dāng)采用曲線預(yù)應(yīng)力布束時，其曲率半徑r_P宜按下列公式確定：

    但不宜小于4m。
    式中 p——預(yù)應(yīng)力筋束的合力設(shè)計值，可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010的規(guī)定確定；
         rP——預(yù)應(yīng)力束的曲率半徑(m)；
         dP——預(yù)應(yīng)力束孔道的外徑；
         fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；當(dāng)驗算張拉階段曲率半徑時，可取與施工階段混凝土立方體抗壓強度f＇_cu對應(yīng)的抗壓強度設(shè)計值f＇_c，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010表4.1.4-1以線性內(nèi)插法確定。
    對于折線配筋的構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力束彎折處的曲率半徑可適當(dāng)減小。當(dāng)曲率半徑r_P不滿足上述要求時，可在曲線預(yù)應(yīng)力束彎折處內(nèi)側(cè)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片或螺旋筋。
    2 在板內(nèi)被孔洞阻斷的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋可分兩側(cè)繞過洞口鋪設(shè)，其離洞口的距離不宜小于150mm，水平偏移的曲率半徑不宜小于6.5m。

圖11.3.6 洞口無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋水平彎折要求

    注：1 洞口無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋布置宜滿足：a≥150mm，b≥300mm，R≥6.5m；
        2 當(dāng)c：d＞1：6時，需配置U形筋。

11.3.7 預(yù)應(yīng)力筋彎曲處局部加強構(gòu)造
    1 預(yù)應(yīng)力筋彎曲處曲線預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)側(cè)混凝土局部擠壓應(yīng)力按式(11.3.7-1)計算，其壓應(yīng)力不應(yīng)大于0.35fc，當(dāng)局壓應(yīng)力大于0.35fc時，應(yīng)配置局部加強鋼筋。

    式中：σ_cj——混凝土局部擠壓應(yīng)力；
                P——預(yù)應(yīng)力筋束的合力設(shè)計值，可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010的規(guī)定確定；
                R——預(yù)應(yīng)力筋曲率半徑；
                d——預(yù)應(yīng)力筋孔道的外徑。

 
圖11.3.7-1 預(yù)應(yīng)力束彎曲處構(gòu)造要求

    2 當(dāng)沿構(gòu)件凹面布置的縱向曲線預(yù)應(yīng)力束時(圖11.3.7-2)，應(yīng)進行防崩裂設(shè)計。當(dāng)曲率半徑rp滿足下式要求時：

    可僅配置構(gòu)造U形插筋。
    當(dāng)不滿足時，每單肢U形插筋的截面面積應(yīng)按下列公式確定：

    U形插筋的錨固長度不應(yīng)小于l_a；當(dāng)實際錨固長度l_e小于l_a時，每單肢U形插筋的截面面積可按Asvl/k取值。其中，k取l_e/15d和l_e/200中的較小值，且k不大于1.0；
    當(dāng)有平行的幾個孔道，且中心距不大于2d_P時，預(yù)應(yīng)力筋的合力設(shè)計值應(yīng)按相鄰全部孔道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋確定。
    式中：p——預(yù)應(yīng)力筋束的合力設(shè)計值，可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010的規(guī)定確定；
              f_t——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；或與施工張拉階段混凝土立方體抗壓強度f＇_cu相應(yīng)的抗拉強度設(shè)計值f＇_t，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010表4.1.4-1以線性內(nèi)插法確定；
            c_p——預(yù)應(yīng)力筋束孔道凈混凝土保護層厚度；
         A_svl——每單肢插筋截面面積；
            s_v——U形插筋間距；
            f_yv——U形插筋抗拉強度設(shè)計值，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2010采用，當(dāng)大于360N/mm²時取360N/mm²；
             l_e——實際錨固長度。

1-預(yù)應(yīng)力筋束；2-措曲線預(yù)應(yīng)力筋束均勻布置的插筋
圖11.3.7-2 抗崩裂U形插筋構(gòu)造示意

11.3.8 錨具封閉保護
    外露于結(jié)構(gòu)端部的錨具應(yīng)采取有效的防護措施進行永久保護，確保外露錨頭不致受機械損傷和腐蝕的影響。對外露金屬錨具，應(yīng)采取可靠的防銹及耐火措施，可根據(jù)環(huán)境等級采取無收縮砂漿或混凝土封閉，且應(yīng)與結(jié)構(gòu)混凝土粘貼密實，不應(yīng)出現(xiàn)裂縫。采用混凝土封閉時，混凝土其強度等級宜與構(gòu)件混凝土強度等級一致，且不應(yīng)低于C30，且宜配置1～2片鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)應(yīng)與構(gòu)件混凝土拉結(jié)。當(dāng)無耐火要求時，可采用涂刷防銹漆的方式進行保護，但必須保證能夠重新涂刷。當(dāng)采用砂漿或混凝土封閉時，錨具及墊板的混凝土保護層厚度應(yīng)根據(jù)環(huán)境等級采取不同的值，A、C應(yīng)保證錨具及墊板的保護層厚度在一類環(huán)境中，不小于20mm；在二a、二b類環(huán)境時不小于50mm；在三a、三b類環(huán)境時不小于80mm。(圖11.3.8-1及圖11.3.8-2)。

 
圖11.3.8-1 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋錨具封閉

    1 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋錨具
    無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土一般采用高強鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋，錨具分為固定端錨具和張拉端錨具。固定端常采用擠壓錨具，并直接埋入混凝土中，其防腐一般不成為問題。而張拉端常采用夾片錨具，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋要求全長封閉，所以張拉端錨具應(yīng)盡量含在結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)，并宜采用具有良好封閉性的球墨鑄鐵一體化錨具，對處于二b、三a、三b類環(huán)境條件下的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)，應(yīng)采用全封閉的防腐蝕體系，其封錨端及各連接部位應(yīng)能承受10kPa的靜水壓力而不透水，在封閉前，應(yīng)在外露的錨具上涂刷環(huán)氧樹脂。封閉前混凝土表面或凹槽內(nèi)應(yīng)清理干凈，必要時應(yīng)鑿毛，涂刷粘接劑。砂漿或細石混凝土應(yīng)密實并完全封裹錨具。封閉做法見圖11.3.8-1。
    2 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋錨具
    張拉并灌漿完畢后，一般用混凝土進行封閉保護，如果錨具外露于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，封錨混凝土內(nèi)宜有伸自結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉結(jié)鋼筋，混凝土接口應(yīng)清理干凈，并沖水潤濕。對處于二、三類環(huán)境中的錨具，在封閉前，還應(yīng)在外露的錨具上涂刷環(huán)氧樹脂。封閉保護大樣見圖11.3.8-2。

 
圖11.3.8-2 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋錨具封閉

11.3.9 連續(xù)結(jié)構(gòu)跨度差異較大時，宜將大跨梁或板的預(yù)應(yīng)力筋一部分或全部延伸至相鄰小跨，或?qū)⒋罂缌航孛嫜由熘料噜彾炭缁蛟诙炭邕B續(xù)截面處設(shè)計為加腋。

11.3.10 樓蓋的局部設(shè)計為預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，應(yīng)考慮與相鄰鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形協(xié)調(diào)，在變形不協(xié)調(diào)處應(yīng)配置額外鋼筋進行加強，或留置后澆帶，防止當(dāng)施加的平均預(yù)壓應(yīng)力較大時在變形不協(xié)調(diào)區(qū)域出現(xiàn)因張拉造成的裂縫。

 
圖11.3.10 變形不協(xié)調(diào)區(qū)域示意圖

11.3.11 連續(xù)結(jié)構(gòu)跨度差異較大時，如果預(yù)應(yīng)力筋通長配置，應(yīng)根據(jù)各跨的彎矩圖調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋束形，或調(diào)整各跨預(yù)應(yīng)力筋的配筋數(shù)量，防止短跨構(gòu)件在張拉階段混凝土出現(xiàn)裂縫，或使用階段反拱過大。

 
圖11.3.11 連續(xù)結(jié)構(gòu)跨度差異較大時預(yù)應(yīng)力束的調(diào)整

11.3.12 框架-剪力墻或框架-筒體結(jié)構(gòu)當(dāng)結(jié)構(gòu)高度較大時(一般30層以上)，在設(shè)計中應(yīng)考慮豎向構(gòu)件變形差對預(yù)應(yīng)力樓蓋的不利影響。預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在沉降較大的支座處取較小的偏心距，同時增配梁或板的普通鋼筋。