10.1.1 預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，除應根據(jù)設(shè)計狀況進行承載力計算及正常使用極限狀態(tài)驗算外，尚應對施工階段進行驗算。
10.1.2 預應力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應計入預應力作用效應；對超靜定結(jié)構(gòu)，相應的次彎矩、次剪力及次軸力等應參與組合計算。
對承載能力極限狀態(tài)，當預應力作用效應對結(jié)構(gòu)有利時，預應力作用分項系數(shù)γp應取1.0，不利時γp應取1.2；對正常使用極限狀態(tài)，預應力作用分項系數(shù)γp應取1.0。
對參與組合的預應力作用效應項，當預應力作用效應對承載力有利時，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0應取1.0；當預應力作用效應對承載力不利時，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0應按本規(guī)范第3.3.2條確定。
10.1.3 預應力筋的張拉控制應力σcon應符合下列規(guī)定：
1 消除應力鋼絲、鋼絞線
10.1.10 計算先張法預應力混凝土構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜截面受彎承載力時，錨固長度范圍內(nèi)的預應力筋抗拉強度設(shè)計值在錨固起點處應取為零，在錨固終點處應取為fpy，兩點之間可按線性內(nèi)插法確定。預應力筋的錨固長度la應按本規(guī)范第8.3.1條確定。
當采用驟然放張預應力的施工工藝時，對光面預應力鋼絲的錨固長度應從距構(gòu)件末端ltr／4處開始計算。
10.1.11 對制作、運輸及安裝等施工階段預拉區(qū)允許出現(xiàn)拉應力的構(gòu)件，或預壓時全截面受壓的構(gòu)件，在預加力、自重及施工荷載作用下(必要時應考慮動力系數(shù))截面邊緣的混凝土法向應力宜符合下列規(guī)定(圖10.1.11)：
10.1.15 無粘結(jié)預應力混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)，縱向普通鋼筋截面面積As的配置應符合下列規(guī)定：
式中：hs——縱向受拉普通鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離。
縱向受拉普通鋼筋直徑不宜小于14mm，且宜均勻分布在梁的受拉邊緣。
對按一級裂縫控制等級設(shè)計的梁，當無粘結(jié)預應力筋承擔不小于75％的彎矩設(shè)計值時，縱向受拉普通鋼筋面積應滿足承載力計算和公式(10.1.15—3)的要求。
10.1.16 無粘結(jié)預應力混凝土板柱結(jié)構(gòu)中的雙向平板，其縱向普通鋼筋截面面積As及其分布應符合下列規(guī)定：
1 在柱邊的負彎矩區(qū)，每一方向上縱向普通鋼筋的截面面積應符合下列規(guī)定：
As≥0.00075hl (10.1.16—1)
式中：l——平行于計算縱向受力鋼筋方向上板的跨度；
h——板的厚度。
由上式確定的縱向普通鋼筋，應分布在各離柱邊1.5h的板寬范圍內(nèi)。每一方向至少應設(shè)置4根直徑不小于16mm的鋼筋。
縱向鋼筋間距不應大于300mm，外伸出柱邊長度至少為支座每一邊凈跨的1／6。在承載力計算中考慮縱向普通鋼筋的作用時，其伸出柱邊的長度應按計算確定，并應符合本規(guī)范第8.3節(jié)對錨固長度的規(guī)定。
2 在荷載標準組合下，當正彎矩區(qū)每一方向上抗裂驗算邊緣的混凝土法向拉應力滿足下列規(guī)定時，正彎矩區(qū)可僅按構(gòu)造配置縱向普通鋼筋：
條文說明
10.1 一般規(guī)定
10.1.1 為確保預應力混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段的安全，明確規(guī)定了在施工階段應進行承載能力極限狀態(tài)等驗算，施工階段包括制作、張拉、運輸及安裝等工序。
10.1.2 根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50153的有關(guān)規(guī)定，當進行預應力混凝土構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的荷載組合時，應計算預應力作用效應并參與組合，對后張法預應力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，預應力效應為綜合內(nèi)力Mr、Vr及Nr，包括預應力產(chǎn)生的次彎矩、次剪力和次軸力。在承載能力極限狀態(tài)下，預應力作用分項系數(shù)γp應按預應力作用的有利或不利分別取1.0或1.2。當不利時，如后張法預應力混凝土構(gòu)件錨頭局壓區(qū)的張拉控制力，預應力作用分項系數(shù)γp應取1.2。在正常使用極限狀態(tài)下，預應力作用分項系數(shù)γp通常取1.0。當按承載能力極限狀態(tài)計算時，預應力筋超出有效預應力值達到強度設(shè)計值之間的應力增量仍為結(jié)構(gòu)抗力部分；當按本規(guī)范第6章的實用方法進行承載力計算時，僅次內(nèi)力應參與荷載效應組合和設(shè)計計算。
對承載能力極限狀態(tài)，當預應力作用效應列為公式左端項參與作用效應組合時，由于預應力筋的數(shù)量和設(shè)計參數(shù)已由裂縫控制等級的要求確定，且總體上是有利的，根據(jù)工程經(jīng)驗，對參與組合的預應力作用效應項，應取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0＝1.0；對局部受壓承載力計算、框架梁端預應力筋偏心彎矩在柱中產(chǎn)生的次彎矩等，其預應力作用效應為不利時，γ0應按本規(guī)范公式(3.3.2—1)執(zhí)行。
本規(guī)范為避免出現(xiàn)冗長的公式，在諸多計算公式中并沒有具體列出相關(guān)次內(nèi)力。因此，當應用本規(guī)范公式進行正截面受彎、受壓及受拉承載力計算，斜截面受剪及受扭截面承載力計算，以及裂縫控制驗算時，均應計入相關(guān)次內(nèi)力。
本次修訂增加了無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)承受靜力荷載的設(shè)計規(guī)定，主要有裂縫控制，張拉控制應力限值，有關(guān)的預應力損失值計算，受彎構(gòu)件正截面承載力計算時無粘結(jié)預應力筋的應力設(shè)計值、斜截面受剪承載力計算，受彎構(gòu)件的裂縫控制驗算及撓度驗算，受彎構(gòu)件和板柱結(jié)構(gòu)中有粘結(jié)縱向鋼筋的配置，以及施工張拉階段截面邊緣混凝土法向應力控制和預拉區(qū)構(gòu)造配筋，防腐及防火措施。以上規(guī)定的條款列在本章及本規(guī)范相關(guān)章節(jié)的條款中。
10.1.3 本次修訂增加了中強度預應力鋼絲及預應力螺紋鋼筋的張拉控制應力限值。
10.1.5 通常對預應力筋由于布置上的幾何偏心引起的內(nèi)彎矩Npepn以M1表示。由該彎矩對連續(xù)梁引起的支座反力稱為次反力，由次反力對梁引起的彎矩稱為次彎矩M2。在預應力混凝土超靜定梁中，由預加力對任一截面引起的總彎矩Mr為內(nèi)彎矩M1與次彎矩M2之和，即Mr＝M1+M2。次剪力可根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件各截面次彎矩分布按力學分析方法計算。此外，在后張法梁、板構(gòu)件中，當預加力引起的結(jié)構(gòu)變形受到柱、墻等側(cè)向構(gòu)件約束時，在梁、板中將產(chǎn)生與預加力反向的次軸力。為求次軸力也需要應用力學分析方法。
為確保預應力能夠有效地施加到預應力結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，應采用合理的結(jié)構(gòu)布置方案，合理布置豎向支承構(gòu)件，如將抗側(cè)力構(gòu)件布置在結(jié)構(gòu)位移中心不動點附近；采用相對細長的柔性柱以減少約束力，必要時應在柱中配置附加鋼筋承擔約束作用產(chǎn)生的附加彎矩。在預應力框架梁施加預應力階段，可將梁與柱之間的節(jié)點設(shè)計成在張拉過程中可產(chǎn)生滑動的無約束支座，張拉后再將該節(jié)點做成剛接。對后張樓板為減少約束力，可采用后澆帶或施工縫將結(jié)構(gòu)分段，使其與約束柱或墻暫時分開；對于不能分開且剛度較大的支承構(gòu)件，可在板與墻、柱結(jié)合處開設(shè)結(jié)構(gòu)洞以減少約束力，待張拉完畢后補強。對于平面形狀不規(guī)則的板，宜劃分為平面規(guī)則的單元，使各部分能獨立變形，以減少約束；當大部分收縮變形完成后，如有需要仍可以連為整體。
10.1.7 當按裂縫控制要求配置的預應力筋不能滿足承載力要求時，承載力不足部分可由普通鋼筋承擔，采用混合配筋的設(shè)計方法。這種部分預應力混凝土既具有全預應力混凝土與鋼筋混凝土二者的主要優(yōu)點，又基本上排除了兩者的主要缺點，現(xiàn)已成為加筋混凝土系列中的主要發(fā)展趨勢。當然也帶來了一些新的課題。當預應力混凝土構(gòu)件配置鋼筋時，由于混凝土收縮和徐變的影響，會在這些鋼筋中產(chǎn)生內(nèi)力。這些內(nèi)力減少了受拉區(qū)混凝土的法向預壓應力，使構(gòu)件的抗裂性能降低，因而計算時應考慮這種影響。為簡化計算，假定鋼筋的應力取等于混凝土收縮和徐變引起的預應力損失值。但嚴格地說，這種簡化計算當預應力筋和鋼筋重心位置不重合時是有一定誤差的。
10.1.8 近年來，國內(nèi)開展了后張法預應力混凝土連續(xù)梁內(nèi)力重分布的試驗研究，并探討次彎矩存在對內(nèi)力重分布的影響。這些試驗研究及有關(guān)文獻建議，對存在次彎矩的后張法預應力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，其彎矩重分布規(guī)律可描述為：(1一β)Md＋αM2≤Mu，其中，α為次彎矩消失系數(shù)。直接彎矩的調(diào)幅系數(shù)定義為：β＝1－Ma／Md，此處，Ma為調(diào)整后的彎矩值，Md為按彈性分析算得的荷載彎矩設(shè)計值；直接彎矩調(diào)幅系數(shù)β的變化幅度是：0≤β≤βmax，此處，βmax為最大調(diào)幅系數(shù)。次彎矩隨結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度改變和塑性鉸轉(zhuǎn)動而逐步消失，它的變化幅度是：0≤α≤1.0；且當β＝0時，取α＝1.0；當β＝βmax時，可取α接近為0。且β可取其正值或負值，當取β為正值時，表示支座處的直接彎矩向跨中調(diào)幅；當取β為負值時，表示跨中的直接彎矩向支座處調(diào)幅。上述試驗結(jié)果從概念設(shè)計的角度說明，在超靜定預應力混凝土結(jié)構(gòu)中存在的次彎矩，隨著預應力構(gòu)件開裂、裂縫發(fā)展以及剛度減小，在極限荷載階段會相應減小。當截面配筋率高時，次彎矩的變化較小，反之可能大部分次彎矩都會消失。本次修訂考慮到上述情況，采用次彎矩參與重分布的方案，即內(nèi)力重分布所考慮的最大彎矩除了荷載彎矩設(shè)計值外，還包括預應力次彎矩在內(nèi)。并參考美國ACI規(guī)范、歐洲規(guī)范EN 1992-2等，規(guī)定對預應力混凝土框架梁及連續(xù)梁在重力荷載作用下，當受壓區(qū)高度x≤0.30h0時，可允許有限量的彎矩重分配，同時可考慮次彎矩變化對截面內(nèi)力的影響，但總調(diào)幅值不宜超過20％。
10.1.9 對光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、三股和七股鋼絞線的預應力傳遞長度，均在原規(guī)范規(guī)定的預應力傳遞長度的基礎(chǔ)上，根據(jù)試驗研究結(jié)果作了調(diào)整，并通過給出的公式由其有效預應力值計算預應力傳遞長度。預應力筋傳遞長度的外形系數(shù)取決于與錨固性能有關(guān)的鋼筋的外形。
10.1.11、10.1.12 為確保預應力混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段的安全，本規(guī)范第10.1.1條規(guī)定了在施工階段應進行承載能力極限狀態(tài)驗算。在施工階段對截面邊緣混凝土法向應力的限值條件，是根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范校準并吸取國內(nèi)的工程設(shè)計經(jīng)驗而得的。
其中，對混凝土法向應力的限值，均用與各施工階段混凝土抗壓強度 相對應的抗拉強度及抗壓強度標準值表示。
預拉區(qū)縱向鋼筋的構(gòu)造配筋率，取略低于本規(guī)范第8.5.1條的最小配筋率要求。
10.1.13 先張法及后張法預應力混凝土構(gòu)件的受剪承載力、受扭承載力及裂縫寬度計算，均需用到混凝土法向預應力為零時的預應力筋合力Np0。本條對此作了規(guī)定。
10.1.14 影響無粘結(jié)預應力混凝土構(gòu)件抗彎能力的因素較多，如無粘結(jié)預應力筋有效預應力的大小、無粘結(jié)預應力筋與普通鋼筋的配筋率、受彎構(gòu)件的跨高比、荷載種類、無粘結(jié)預應力筋與管壁之間的摩擦力、束的形狀和材料性能等。因此，受彎破壞狀態(tài)下無粘結(jié)預應力筋的極限應力必須通過試驗來求得。國內(nèi)所進行的無粘結(jié)預應力梁(板)試驗，得出無粘結(jié)預應力筋于梁破壞瞬間的極限應力，主要與配筋率、有效預應力、鋼筋設(shè)計強度、混凝土的立方體抗壓強度、跨高比以及荷載形式有關(guān)，積累了寶貴的數(shù)據(jù)。
本次修訂采用了現(xiàn)行行業(yè)標準《無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 92的相關(guān)表達式。該表達式以綜合配筋指標ζ0為主要參數(shù)，考慮了跨高比變化影響。為反映在連續(xù)多跨梁板中應用的情況，增加了考慮連續(xù)跨影響的設(shè)計應力折減系數(shù)。在設(shè)計框架梁時，無粘結(jié)預應力筋外形布置宜與彎矩包絡圖相接近，以防在框架梁頂部反彎點附近出現(xiàn)裂縫。
10.1.15 在無粘結(jié)預應力受彎構(gòu)件的預壓受拉區(qū)，配置一定數(shù)量的普通鋼筋，可以避免該類構(gòu)件在極限狀態(tài)下發(fā)生雙折線形的脆性破壞現(xiàn)象，并改善開裂狀態(tài)下構(gòu)件的裂縫性能和延性性能。
1 單向板的普通鋼筋最小面積
本規(guī)范對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，規(guī)定最小配筋率為0.2％和45ft／fy中的較大值。美國通過試驗認為，在無粘結(jié)預應力受彎構(gòu)件的受拉區(qū)至少應配置從受拉邊緣至毛截面重心之間面積0.4％的普通鋼筋。綜合上述兩方面的規(guī)定和研究成果，并結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗，作出了本規(guī)范對無粘結(jié)預應力混凝土板受拉區(qū)普通鋼筋最小配筋率的限制。
2 梁正彎矩區(qū)普通鋼筋的最小面積
無粘結(jié)預應力梁的試驗表明，為了改善構(gòu)件在正常使用下的變形性能，應采用預應力筋及有粘結(jié)普通鋼筋混合配筋方案。在全部配筋中，有粘結(jié)縱向普通鋼筋的拉力占到承載力設(shè)計值Mu產(chǎn)生總拉力的25％或更多時，可更有效地改善無粘結(jié)預應力梁的性能，如裂縫分布、間距和寬度，以及變形性能，從而達到接近有粘結(jié)預應力梁的性能。本規(guī)范公式(10.1.15—2)是根據(jù)此比值要求，并考慮預應力筋及普通鋼筋重心離截面受壓區(qū)邊緣纖維的距離hp、hs影響得出的。
對按一級裂縫控制等級設(shè)計的無粘結(jié)預應力混凝土構(gòu)件，根據(jù)試驗研究結(jié)果，可僅配置比最小配筋率略大的非預應力普通鋼筋，取ρmin等于0.003。
10.1.16 對無粘結(jié)預應力混凝土板柱結(jié)構(gòu)中的雙向平板，所要求配置的普通鋼筋分述如下：
負彎矩區(qū)普通鋼筋的配置。美國進行過1：3的九區(qū)格后張無粘結(jié)預應力平板的模型試驗。結(jié)果表明，只要在柱寬及兩側(cè)各離柱邊1.5～2倍的板厚范圍內(nèi)，配置占柱上板帶橫截面面積0.15％的普通鋼筋，就能很好地控制和分散裂縫，并使柱帶區(qū)域內(nèi)的彎曲和剪切強度都能充分發(fā)揮出來。此外，這些鋼筋應集中通過柱子和靠近柱子布置。鋼筋的中到中間距應不超過300mm，而且每一方向應不少于4根鋼筋。對通常的跨度，這些鋼筋的總長度應等于跨度的1／3。我國進行的1：2無粘結(jié)部分預應力平板的試驗也證實在上述柱面積范圍內(nèi)配置的鋼筋是適當?shù)?。本?guī)范根據(jù)公式(10.1.16—1)，矩形板在長跨方向?qū)⒉贾酶嗟匿摻睢?
正彎矩區(qū)普通鋼筋的配置。在正彎矩區(qū)，雙向板在使用荷載下按照抗裂驗算邊緣混凝土法向拉應力確定普通筋配置數(shù)量的規(guī)定，是參照美國ACI規(guī)范對雙向板柱結(jié)構(gòu)關(guān)于有粘結(jié)普通鋼筋最小截面面積的規(guī)定，并結(jié)合國內(nèi)多年來對該板按二級裂縫控制和配置有粘結(jié)普通鋼筋的工程經(jīng)驗作出規(guī)定的。針對溫度、收縮應力所需配置的普通鋼筋應按本規(guī)范第9.1節(jié)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
在樓蓋的邊緣和拐角處，通過設(shè)置鋼筋混凝土邊梁，并考慮柱頭剪切作用，將該梁的箍筋加密配置，可提高邊柱和角柱節(jié)點的受沖切承載力。
10.1.17 本條規(guī)定了預應力混凝土構(gòu)件的彎矩設(shè)計值不小于開裂彎矩，其目的是控制受拉鋼筋總配筋量不能過少，使構(gòu)件具有應有的延性，以防止預應力受彎構(gòu)件開裂后的突然脆斷。
σcon≤0.75fptk (10．1．3—1)
2 中強度預應力鋼絲
σcon≤0.70fptk (10．1．3—2)
3 預應力螺紋鋼筋
σcon≤0.85fpyk (10．1．3—3)
式中：fptk——預應力筋極限強度標準值； fpyk——預應力螺紋鋼筋屈服強度標準值。 消除應力鋼絲、鋼絞線、中強度預應力鋼絲的張拉控制應力值不應小于0.4fptk；預應力螺紋鋼筋的張拉應力控制值不宜小于0.5fpyk。 當符合下列情況之一時，上述張拉控制應力限值可相應提高0.05fptk或0.05fpyk； 1)要求提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預應力筋； 2)要求部分抵消由于應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應力筋與張拉臺座之間的溫差等因素產(chǎn)生的預應力損失。 10.1.4 施加預應力時，所需的混凝土立方體抗壓強度應經(jīng)計算確定，但不宜低于設(shè)計的混凝土強度等級值的75％。 注：當張拉預應力筋是為防止混凝土早期出現(xiàn)的收縮裂縫時，可不受上述限制，但應符合局部受壓承載力的規(guī)定。 10.1.5 后張法預應力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，由預應力引起的內(nèi)力和變形可采用彈性理論分析，并宜符合下列規(guī)定： 1 按彈性分析計算時，次彎矩M2宜按下列公式計算：
10.1.10 計算先張法預應力混凝土構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜截面受彎承載力時，錨固長度范圍內(nèi)的預應力筋抗拉強度設(shè)計值在錨固起點處應取為零，在錨固終點處應取為fpy，兩點之間可按線性內(nèi)插法確定。預應力筋的錨固長度la應按本規(guī)范第8.3.1條確定。
當采用驟然放張預應力的施工工藝時，對光面預應力鋼絲的錨固長度應從距構(gòu)件末端ltr／4處開始計算。
10.1.11 對制作、運輸及安裝等施工階段預拉區(qū)允許出現(xiàn)拉應力的構(gòu)件，或預壓時全截面受壓的構(gòu)件，在預加力、自重及施工荷載作用下(必要時應考慮動力系數(shù))截面邊緣的混凝土法向應力宜符合下列規(guī)定(圖10.1.11)：
10.1.15 無粘結(jié)預應力混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)，縱向普通鋼筋截面面積As的配置應符合下列規(guī)定：
式中：hs——縱向受拉普通鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離。
縱向受拉普通鋼筋直徑不宜小于14mm，且宜均勻分布在梁的受拉邊緣。
對按一級裂縫控制等級設(shè)計的梁，當無粘結(jié)預應力筋承擔不小于75％的彎矩設(shè)計值時，縱向受拉普通鋼筋面積應滿足承載力計算和公式(10.1.15—3)的要求。
10.1.16 無粘結(jié)預應力混凝土板柱結(jié)構(gòu)中的雙向平板，其縱向普通鋼筋截面面積As及其分布應符合下列規(guī)定：
1 在柱邊的負彎矩區(qū)，每一方向上縱向普通鋼筋的截面面積應符合下列規(guī)定：
As≥0.00075hl (10.1.16—1)
式中：l——平行于計算縱向受力鋼筋方向上板的跨度；
h——板的厚度。
由上式確定的縱向普通鋼筋，應分布在各離柱邊1.5h的板寬范圍內(nèi)。每一方向至少應設(shè)置4根直徑不小于16mm的鋼筋。
縱向鋼筋間距不應大于300mm，外伸出柱邊長度至少為支座每一邊凈跨的1／6。在承載力計算中考慮縱向普通鋼筋的作用時，其伸出柱邊的長度應按計算確定，并應符合本規(guī)范第8.3節(jié)對錨固長度的規(guī)定。
2 在荷載標準組合下，當正彎矩區(qū)每一方向上抗裂驗算邊緣的混凝土法向拉應力滿足下列規(guī)定時，正彎矩區(qū)可僅按構(gòu)造配置縱向普通鋼筋：
條文說明
10.1 一般規(guī)定
10.1.1 為確保預應力混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段的安全，明確規(guī)定了在施工階段應進行承載能力極限狀態(tài)等驗算，施工階段包括制作、張拉、運輸及安裝等工序。
10.1.2 根據(jù)現(xiàn)行國家標準《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準》GB 50153的有關(guān)規(guī)定，當進行預應力混凝土構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)的荷載組合時，應計算預應力作用效應并參與組合，對后張法預應力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，預應力效應為綜合內(nèi)力Mr、Vr及Nr，包括預應力產(chǎn)生的次彎矩、次剪力和次軸力。在承載能力極限狀態(tài)下，預應力作用分項系數(shù)γp應按預應力作用的有利或不利分別取1.0或1.2。當不利時，如后張法預應力混凝土構(gòu)件錨頭局壓區(qū)的張拉控制力，預應力作用分項系數(shù)γp應取1.2。在正常使用極限狀態(tài)下，預應力作用分項系數(shù)γp通常取1.0。當按承載能力極限狀態(tài)計算時，預應力筋超出有效預應力值達到強度設(shè)計值之間的應力增量仍為結(jié)構(gòu)抗力部分；當按本規(guī)范第6章的實用方法進行承載力計算時，僅次內(nèi)力應參與荷載效應組合和設(shè)計計算。
對承載能力極限狀態(tài)，當預應力作用效應列為公式左端項參與作用效應組合時，由于預應力筋的數(shù)量和設(shè)計參數(shù)已由裂縫控制等級的要求確定，且總體上是有利的，根據(jù)工程經(jīng)驗，對參與組合的預應力作用效應項，應取結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0＝1.0；對局部受壓承載力計算、框架梁端預應力筋偏心彎矩在柱中產(chǎn)生的次彎矩等，其預應力作用效應為不利時，γ0應按本規(guī)范公式(3.3.2—1)執(zhí)行。
本規(guī)范為避免出現(xiàn)冗長的公式，在諸多計算公式中并沒有具體列出相關(guān)次內(nèi)力。因此，當應用本規(guī)范公式進行正截面受彎、受壓及受拉承載力計算，斜截面受剪及受扭截面承載力計算，以及裂縫控制驗算時，均應計入相關(guān)次內(nèi)力。
本次修訂增加了無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)承受靜力荷載的設(shè)計規(guī)定，主要有裂縫控制，張拉控制應力限值，有關(guān)的預應力損失值計算，受彎構(gòu)件正截面承載力計算時無粘結(jié)預應力筋的應力設(shè)計值、斜截面受剪承載力計算，受彎構(gòu)件的裂縫控制驗算及撓度驗算，受彎構(gòu)件和板柱結(jié)構(gòu)中有粘結(jié)縱向鋼筋的配置，以及施工張拉階段截面邊緣混凝土法向應力控制和預拉區(qū)構(gòu)造配筋，防腐及防火措施。以上規(guī)定的條款列在本章及本規(guī)范相關(guān)章節(jié)的條款中。
10.1.3 本次修訂增加了中強度預應力鋼絲及預應力螺紋鋼筋的張拉控制應力限值。
10.1.5 通常對預應力筋由于布置上的幾何偏心引起的內(nèi)彎矩Npepn以M1表示。由該彎矩對連續(xù)梁引起的支座反力稱為次反力，由次反力對梁引起的彎矩稱為次彎矩M2。在預應力混凝土超靜定梁中，由預加力對任一截面引起的總彎矩Mr為內(nèi)彎矩M1與次彎矩M2之和，即Mr＝M1+M2。次剪力可根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件各截面次彎矩分布按力學分析方法計算。此外，在后張法梁、板構(gòu)件中，當預加力引起的結(jié)構(gòu)變形受到柱、墻等側(cè)向構(gòu)件約束時，在梁、板中將產(chǎn)生與預加力反向的次軸力。為求次軸力也需要應用力學分析方法。
為確保預應力能夠有效地施加到預應力結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，應采用合理的結(jié)構(gòu)布置方案，合理布置豎向支承構(gòu)件，如將抗側(cè)力構(gòu)件布置在結(jié)構(gòu)位移中心不動點附近；采用相對細長的柔性柱以減少約束力，必要時應在柱中配置附加鋼筋承擔約束作用產(chǎn)生的附加彎矩。在預應力框架梁施加預應力階段，可將梁與柱之間的節(jié)點設(shè)計成在張拉過程中可產(chǎn)生滑動的無約束支座，張拉后再將該節(jié)點做成剛接。對后張樓板為減少約束力，可采用后澆帶或施工縫將結(jié)構(gòu)分段，使其與約束柱或墻暫時分開；對于不能分開且剛度較大的支承構(gòu)件，可在板與墻、柱結(jié)合處開設(shè)結(jié)構(gòu)洞以減少約束力，待張拉完畢后補強。對于平面形狀不規(guī)則的板，宜劃分為平面規(guī)則的單元，使各部分能獨立變形，以減少約束；當大部分收縮變形完成后，如有需要仍可以連為整體。
10.1.7 當按裂縫控制要求配置的預應力筋不能滿足承載力要求時，承載力不足部分可由普通鋼筋承擔，采用混合配筋的設(shè)計方法。這種部分預應力混凝土既具有全預應力混凝土與鋼筋混凝土二者的主要優(yōu)點，又基本上排除了兩者的主要缺點，現(xiàn)已成為加筋混凝土系列中的主要發(fā)展趨勢。當然也帶來了一些新的課題。當預應力混凝土構(gòu)件配置鋼筋時，由于混凝土收縮和徐變的影響，會在這些鋼筋中產(chǎn)生內(nèi)力。這些內(nèi)力減少了受拉區(qū)混凝土的法向預壓應力，使構(gòu)件的抗裂性能降低，因而計算時應考慮這種影響。為簡化計算，假定鋼筋的應力取等于混凝土收縮和徐變引起的預應力損失值。但嚴格地說，這種簡化計算當預應力筋和鋼筋重心位置不重合時是有一定誤差的。
10.1.8 近年來，國內(nèi)開展了后張法預應力混凝土連續(xù)梁內(nèi)力重分布的試驗研究，并探討次彎矩存在對內(nèi)力重分布的影響。這些試驗研究及有關(guān)文獻建議，對存在次彎矩的后張法預應力混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，其彎矩重分布規(guī)律可描述為：(1一β)Md＋αM2≤Mu，其中，α為次彎矩消失系數(shù)。直接彎矩的調(diào)幅系數(shù)定義為：β＝1－Ma／Md，此處，Ma為調(diào)整后的彎矩值，Md為按彈性分析算得的荷載彎矩設(shè)計值；直接彎矩調(diào)幅系數(shù)β的變化幅度是：0≤β≤βmax，此處，βmax為最大調(diào)幅系數(shù)。次彎矩隨結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度改變和塑性鉸轉(zhuǎn)動而逐步消失，它的變化幅度是：0≤α≤1.0；且當β＝0時，取α＝1.0；當β＝βmax時，可取α接近為0。且β可取其正值或負值，當取β為正值時，表示支座處的直接彎矩向跨中調(diào)幅；當取β為負值時，表示跨中的直接彎矩向支座處調(diào)幅。上述試驗結(jié)果從概念設(shè)計的角度說明，在超靜定預應力混凝土結(jié)構(gòu)中存在的次彎矩，隨著預應力構(gòu)件開裂、裂縫發(fā)展以及剛度減小，在極限荷載階段會相應減小。當截面配筋率高時，次彎矩的變化較小，反之可能大部分次彎矩都會消失。本次修訂考慮到上述情況，采用次彎矩參與重分布的方案，即內(nèi)力重分布所考慮的最大彎矩除了荷載彎矩設(shè)計值外，還包括預應力次彎矩在內(nèi)。并參考美國ACI規(guī)范、歐洲規(guī)范EN 1992-2等，規(guī)定對預應力混凝土框架梁及連續(xù)梁在重力荷載作用下，當受壓區(qū)高度x≤0.30h0時，可允許有限量的彎矩重分配，同時可考慮次彎矩變化對截面內(nèi)力的影響，但總調(diào)幅值不宜超過20％。
10.1.9 對光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、三股和七股鋼絞線的預應力傳遞長度，均在原規(guī)范規(guī)定的預應力傳遞長度的基礎(chǔ)上，根據(jù)試驗研究結(jié)果作了調(diào)整，并通過給出的公式由其有效預應力值計算預應力傳遞長度。預應力筋傳遞長度的外形系數(shù)取決于與錨固性能有關(guān)的鋼筋的外形。
10.1.11、10.1.12 為確保預應力混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段的安全，本規(guī)范第10.1.1條規(guī)定了在施工階段應進行承載能力極限狀態(tài)驗算。在施工階段對截面邊緣混凝土法向應力的限值條件，是根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范校準并吸取國內(nèi)的工程設(shè)計經(jīng)驗而得的。
其中，對混凝土法向應力的限值，均用與各施工階段混凝土抗壓強度 相對應的抗拉強度及抗壓強度標準值表示。
預拉區(qū)縱向鋼筋的構(gòu)造配筋率，取略低于本規(guī)范第8.5.1條的最小配筋率要求。
10.1.13 先張法及后張法預應力混凝土構(gòu)件的受剪承載力、受扭承載力及裂縫寬度計算，均需用到混凝土法向預應力為零時的預應力筋合力Np0。本條對此作了規(guī)定。
10.1.14 影響無粘結(jié)預應力混凝土構(gòu)件抗彎能力的因素較多，如無粘結(jié)預應力筋有效預應力的大小、無粘結(jié)預應力筋與普通鋼筋的配筋率、受彎構(gòu)件的跨高比、荷載種類、無粘結(jié)預應力筋與管壁之間的摩擦力、束的形狀和材料性能等。因此，受彎破壞狀態(tài)下無粘結(jié)預應力筋的極限應力必須通過試驗來求得。國內(nèi)所進行的無粘結(jié)預應力梁(板)試驗，得出無粘結(jié)預應力筋于梁破壞瞬間的極限應力，主要與配筋率、有效預應力、鋼筋設(shè)計強度、混凝土的立方體抗壓強度、跨高比以及荷載形式有關(guān)，積累了寶貴的數(shù)據(jù)。
本次修訂采用了現(xiàn)行行業(yè)標準《無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 92的相關(guān)表達式。該表達式以綜合配筋指標ζ0為主要參數(shù)，考慮了跨高比變化影響。為反映在連續(xù)多跨梁板中應用的情況，增加了考慮連續(xù)跨影響的設(shè)計應力折減系數(shù)。在設(shè)計框架梁時，無粘結(jié)預應力筋外形布置宜與彎矩包絡圖相接近，以防在框架梁頂部反彎點附近出現(xiàn)裂縫。
10.1.15 在無粘結(jié)預應力受彎構(gòu)件的預壓受拉區(qū)，配置一定數(shù)量的普通鋼筋，可以避免該類構(gòu)件在極限狀態(tài)下發(fā)生雙折線形的脆性破壞現(xiàn)象，并改善開裂狀態(tài)下構(gòu)件的裂縫性能和延性性能。
1 單向板的普通鋼筋最小面積
本規(guī)范對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，規(guī)定最小配筋率為0.2％和45ft／fy中的較大值。美國通過試驗認為，在無粘結(jié)預應力受彎構(gòu)件的受拉區(qū)至少應配置從受拉邊緣至毛截面重心之間面積0.4％的普通鋼筋。綜合上述兩方面的規(guī)定和研究成果，并結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗，作出了本規(guī)范對無粘結(jié)預應力混凝土板受拉區(qū)普通鋼筋最小配筋率的限制。
2 梁正彎矩區(qū)普通鋼筋的最小面積
無粘結(jié)預應力梁的試驗表明，為了改善構(gòu)件在正常使用下的變形性能，應采用預應力筋及有粘結(jié)普通鋼筋混合配筋方案。在全部配筋中，有粘結(jié)縱向普通鋼筋的拉力占到承載力設(shè)計值Mu產(chǎn)生總拉力的25％或更多時，可更有效地改善無粘結(jié)預應力梁的性能，如裂縫分布、間距和寬度，以及變形性能，從而達到接近有粘結(jié)預應力梁的性能。本規(guī)范公式(10.1.15—2)是根據(jù)此比值要求，并考慮預應力筋及普通鋼筋重心離截面受壓區(qū)邊緣纖維的距離hp、hs影響得出的。
對按一級裂縫控制等級設(shè)計的無粘結(jié)預應力混凝土構(gòu)件，根據(jù)試驗研究結(jié)果，可僅配置比最小配筋率略大的非預應力普通鋼筋，取ρmin等于0.003。
10.1.16 對無粘結(jié)預應力混凝土板柱結(jié)構(gòu)中的雙向平板，所要求配置的普通鋼筋分述如下：
負彎矩區(qū)普通鋼筋的配置。美國進行過1：3的九區(qū)格后張無粘結(jié)預應力平板的模型試驗。結(jié)果表明，只要在柱寬及兩側(cè)各離柱邊1.5～2倍的板厚范圍內(nèi)，配置占柱上板帶橫截面面積0.15％的普通鋼筋，就能很好地控制和分散裂縫，并使柱帶區(qū)域內(nèi)的彎曲和剪切強度都能充分發(fā)揮出來。此外，這些鋼筋應集中通過柱子和靠近柱子布置。鋼筋的中到中間距應不超過300mm，而且每一方向應不少于4根鋼筋。對通常的跨度，這些鋼筋的總長度應等于跨度的1／3。我國進行的1：2無粘結(jié)部分預應力平板的試驗也證實在上述柱面積范圍內(nèi)配置的鋼筋是適當?shù)?。本?guī)范根據(jù)公式(10.1.16—1)，矩形板在長跨方向?qū)⒉贾酶嗟匿摻睢?
正彎矩區(qū)普通鋼筋的配置。在正彎矩區(qū)，雙向板在使用荷載下按照抗裂驗算邊緣混凝土法向拉應力確定普通筋配置數(shù)量的規(guī)定，是參照美國ACI規(guī)范對雙向板柱結(jié)構(gòu)關(guān)于有粘結(jié)普通鋼筋最小截面面積的規(guī)定，并結(jié)合國內(nèi)多年來對該板按二級裂縫控制和配置有粘結(jié)普通鋼筋的工程經(jīng)驗作出規(guī)定的。針對溫度、收縮應力所需配置的普通鋼筋應按本規(guī)范第9.1節(jié)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
在樓蓋的邊緣和拐角處，通過設(shè)置鋼筋混凝土邊梁，并考慮柱頭剪切作用，將該梁的箍筋加密配置，可提高邊柱和角柱節(jié)點的受沖切承載力。
10.1.17 本條規(guī)定了預應力混凝土構(gòu)件的彎矩設(shè)計值不小于開裂彎矩，其目的是控制受拉鋼筋總配筋量不能過少，使構(gòu)件具有應有的延性，以防止預應力受彎構(gòu)件開裂后的突然脆斷。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
