第20章
预应力混凝土高级模块
20.1 简介
本模块旨在提供一种工具，用于研究预应力对混凝土结构的影响。
CivilFEM支持采用粘结内部后张预应力筋和先张预应力筋。
可通过预应力筋编辑器以图形交互方式定义预应力筋，并提供生成、修改、复制、删除等多种选项。
通过计算预应力损失，可以控制每根预应力筋沿线的力和应力分布。
已提供将预应力偏转力传递至有限元模型的工具，适用于梁单元、板单元或实体单元模型，但不适用于变截面梁单元。
程序还可以对结构进行压弯验算和裂缝验算。
本章将介绍各项操作所遵循的原理和公式。
20.2 支承梁
CivilFEM中预应力结构计算所需的数据，集中于所谓的“支承梁”中。
支承梁的定义在创建有限元模型后进行（参见命令 ~SBBMDEF, ~SBSMDEF, ~SBSMMDF y ~PCCTMDF)
支承梁由一系列由切口（“cuts”）界定的线段（“segments”）组成。因此，支承梁将具有N个线段和N+1个切口。
如果支承梁来自由梁单元创建的模型，则每个单元对应一个线段，并且截面数与节点数相同。如果模型来自实体单元模型，则截面对应于用户定义的实体截面。
因此，截面包含横截面位置和方向的相关数据，而线段包含模型几何信息。
20.2.1 坐标系
支承梁在当前坐标系中采集。如果分多个阶段进行采集，则使用初始坐标系，即开始采集支承梁时所使用的坐标系。
为检测模型的竖直方向并正确解释平面投影和立面投影，采集支承梁所使用的当前坐标系必须满足以下条件：
- 确定竖直方向的轴（重力方向）为 Y 轴。
- 建议 X 轴沿预应力筋的主要方向。
如果是实体模型，则支承梁根据实体截面定义。这些截面具有与其关联的坐标轴系统（创建截面时使用的坐标轴系统），其中 X 轴垂直于截面。实体截面的 X 轴正方向应与支承梁的前进方向一致（从第一个截面到最后一个截面）。
在梁单元模型中，“Beam & Shell properties”中的截面“offset”必须设置在截面坐标轴系统的原点。
20.3 预应力筋编辑器
20.3.1 简介
CivilFEM预应力筋编辑器支持以图形方式定义预应力桥梁中各根预应力筋的线形几何和力学性能，并计算每根预应力筋的损失。
预应力筋的布置以所谓的“支承梁”为基础，因此必须在开始此阶段之前定义支承梁。
20.3.2 预应力线形
20.3.2.1 简介
在 CivilFEM 中，预应力线形对应于一根预应力筋的几何和力学定义。
为了通过手算设计预应力布置，通常将钢束线形表示为一组相互相切的竖轴抛物线和直线（退化抛物线）。
选择竖轴抛物线表示预应力线形的原因有多方面：
- 手算基于2D线形（位于一个平面内）进行，假定梁轴线平行于X轴，且斜率平缓。在这些条件下，抛物线与悬链线非常接近；悬链线是两点支承的柔性钢束实际形成的曲线。
- 抛物线中的竖向偏转力计算非常简单，因为曲率可近似为相对于X的二阶导数，因而为常数；对于恒定钢束张力，这将得到作为钢束偏转力的恒定压力。更准确地说，沿任意曲线布置的钢束，其竖向偏转力与曲线的二阶导数及钢束张力成正比，因此对于抛物线，该力恰好等于一个常数乘以张力。
- 相切调整（相邻两条抛物线之间，或直线与抛物线之间）可通过简单的线性方程组求解。
但是，CivilFEM不采用竖向抛物线表示预应力钢束线形，而采用二阶 Bézier 曲线。
与直线和抛物线相比，二阶 Bézier 曲线具有显著优势，包括：
- 二阶 Bézier 曲线可以连接任意两个点，并沿预先设定的切线（导数）进入这两个点，从而实现对切线和标高的局部控制。
- 二阶 Bézier 曲线可以使用与 2D 线形相同的表达式表示 3D 线形，无需任何额外处理。
- 在空间中弯曲柔性杆（或预应力管道）时，形成的曲线与 Bézier 曲线非常接近，而不会接近竖向抛物线，因为空间中不存在优先坐标轴系。
- 竖向抛物线是二阶 Bézier 曲线的一种特殊情况。直线自然也可以作同样理解。
- Bézier 曲线的效率远高于显式多项式（直线、抛物线、三次曲线……）。
- Bézier 曲线（及曲面）是目前大多数 CAD 系统构造的基础，也称为"Splines"。不过，从形式上说，Spline 由一系列 Bézier 曲线组成，并在函数、一阶导数和二阶导数上具有一定的连续性。
图20.3.1 3D中样条曲线的生成
20.3.2.2 钢束线形的几何定义
CivilFEM中的一根预应力筋通过两条规律定义：一条用于展开立面，另一条用于平面。
每条规律均由一系列二阶Bezier曲线组成。
在二维问题中，用户只需定义立面线形，平面线形采用平凡配置 (Z=0)。
"立面线形"实际控制预应力的结构效应，而在3D模型中，"平面线形"用于正确确定结构中不同预应力筋的位置及其在截面内的位置。
20.3.2.3 线形控制点
钢束的几何形状归纳为一系列"控制点"，在线形定义曲线之间进行插值，并满足用户定义的切线和阶次条件。
线形控制点以支承梁各截面的局部坐标系为参照，因此线形中的每个点都必须位于某个截面局部坐标系的YZ平面内，即位于某个截面的平面内。
存在两组控制点：立面控制点（参见命令 ~PCEPDEF) 以及平面控制点（参见命令 ~PCPPDEF)，二者相互独立。
20.3.3 立面线形
用户定义投影在一个平面上的立面线形；该平面可视为一个在空间中扭曲、包含各截面切口局部Y轴的假想曲面的展开面。
立面线形由一系列二阶 Bézier 曲线定义，每条曲线连接两个连续的控制点，并由这些点的坐标及其处设定的相切条件唯一确定。
在立面中，用户可以定义或修改线形控制点的数量和位置，以及其斜率。
用户当然可以直接输入某一点的坐标Ypt和斜率Ysl，但通常会通过对线形施加条件，以间接引用这些数据的方式进行处理。
20.3.4 平面线形
平面线形由一系列连接相邻控制点的二阶 Bézier 曲线组成。
其工作方式与竖曲线线形相同。
20.3.5 拐点
除直线这一特殊情况外，无法在两个切线平行的点之间绘制二阶 Bézier 曲线。
为解决这一几何情况，而无需插入一个与其对应支承梁截面相关联的中间点，CivilFEM 引入了与钢束点相关联的拐点概念。
两个切线平行（不一定为水平）的点之间的曲线将分成两条 Bézier 曲线，连接点位于距第一个点一定距离处。该距离定义为该点的一个属性（与坡度相同）。
图 20.3.2 拐点
所创建的曲线为竖轴抛物线。因此，切点将位于连接两个端点的直线上。
20.4 损失计算
20.4.1 引言
CivilFEM 支持采用有粘结内部后张钢束和先张钢筋。
采用后张钢筋进行预应力施工时，先浇筑混凝土，之后再张拉通常置于管道或套管内的预应力钢筋。混凝土达到足够强度后，进行钢筋张拉和锚固。
采用先张钢筋进行预应力施工时，先将钢筋张拉并临时锚固在固定构件上，然后浇筑混凝土。混凝土达到足够强度后，解除钢筋的临时锚固，并通过粘结作用将预先施加于钢筋中的力传递给混凝土。
20.4.2 短期损失
短期损失是在预应力钢筋张拉过程中以及主动钢筋锚固时产生的损失。
对于先张钢筋，其值为：
其中：
DP1: 传力前及加热过程中钢材松弛引起的损失。
DP2: 钢筋热膨胀引起的损失。
DP4: 锚具夹片回缩引起的损失。
DP5: 混凝土弹性压缩引起的损失。
对于后张钢筋，其值为：
其中：
DP3: 预应力管道沿线摩擦引起的损失。
DP4: 锚具夹片回缩引起的损失。
DP5: 混凝土弹性压缩引起的损失。
20.4.2.1 传力前及加热过程中钢筋松弛引起的损失（DP1)
这些数值由制造商提供。如果没有此信息，则按其等于在环境温度下 106 小时的松弛值计算。这相当于说，松弛总损失是环境温度下长期松弛损失（DP8) 的两倍。
20.4.2.2 钢筋热膨胀损失（DP2)
由加热过程引起的钢筋热膨胀损失按下式计算：
其中：
|
K |
试验系数；在没有试验的情况下，可取值0.9（CEB-FIB规范建议值） |
|
a |
主动钢筋的热膨胀系数。 |
|
Ep |
主动钢筋的弹性模量。 |
|
Tc |
制造过程中养护的最高温度。 |
|
Ta |
制造过程中环境的平均温度。 |
20.4.2.3 摩擦损失（DP3)
给定点（通常为锚固点）与距该点距离为 x 的另一点之间的应力损失按下式计算：
其中：
|
P0 |
预应力筋的初始应力。 |
|
m |
曲线段摩擦系数。 |
|
a |
预应力筋在距离 x 内各角度变化值（连续偏转）的绝对值之和，以弧度计。预应力筋的布置可以是空间扭曲曲线，评估其a在空间中的情况。 |
|
K |
单位长度的附加摩擦系数。 |
|
X |
所考虑截面与主动锚固端之间沿预应力筋的实际距离。 |
图 20.4.1 预应力筋沿线的摩擦损失
和m 以及 K 的值在与预应力筋关联的材料属性中定义。
20.4.2.4 楔块嵌入损失（DP4)
在锚固过程中，楔块滑移会导致预应力筋长度缩短。
楔块嵌入量在相应预应力筋关联的材料中设置。
对于后张钢筋，由于摩擦，楔块嵌入引起的损失值取决于锚固距离。
该缩短会导致预应力筋发生松弛，该松弛在平面伸长 w 范围内发展，从而满足以下条件：
或等价地：
即：
如果找到伸长量 w，使附图中阴影区域的面积除以乘积 Ep .Ap 等于伸长量 Dl = a，楔入量。
图 20.4.2 楔块嵌入损失
CivilFEM 考虑超张拉和部分卸载的可能性。卸载引起的损失按类似楔块嵌入的方法计算，但在此情况下，以应力增量作为已知数据。
先张法预应力筋中锚具夹片的回缩由于不存在摩擦，会沿整根预应力筋产生恒定损失，其值由下式确定：
其中：
|
a |
夹片回缩量。 |
|
L |
直线预应力筋的总长度。 |
|
EP |
预应力筋的纵向变形模量。 |
|
AP |
预应力筋截面面积。 |
20.4.2.5 混凝土弹性压缩损失（DP5)
CivilFEM支持逐根张拉预应力筋，即在其他预应力筋已经锚固后，再张拉一根或多根预应力筋。
张拉某根预应力筋会使混凝土构件产生瞬时变形，从而导致已锚固预应力筋的应力损失。
弹性压缩损失的计算，是通过计算张拉某根预应力筋时对已锚固预应力筋产生的损失来完成的。
张拉预应力筋 j 时，在与预应力筋i 已锚固的相邻混凝土以及预应力筋自身中产生的变形为：
因此，张拉预应力筋 j 在已锚固预应力筋 i 中产生的损失为：
其中
|
|
预应力筋 i 的面积。 |
|
|
预应力筋 i 的弹性模量。 |
因此：
|
|
预应力筋 j 张拉时刻混凝土的弹性模量。 |
|
|
预应力筋 i 相邻混凝土中产生的应力。根据所考虑点处的有效预应力（初始预应力减去摩擦损失和夹片回缩损失）计算。计算该应力时不考虑结构的超静定作用，也不考虑自重作用。 |
对于先张法预应力筋，混凝土弹性压缩发生在预应力筋从锚具中释放时。因此，与后张法的区别在于，所有预应力筋均同时释放。
20.4.3 长期损失或时变损失
这是预应力筋锚固后随时间产生的损失：
主要由以下效应引起：
- 混凝土收缩损失。
- 混凝土徐变损失。
- 钢材松弛损失。
20.4.3.1 混凝土收缩损失（DP6)
对于混凝土时间或龄期 t，按下式计算：
其中 esr (t, t0）为收缩应变（t0 是混凝土张拉时的龄期）。取为常数值，由用户在材料属性中提供。
20.4.3.2 混凝土徐变损失（DP7)
按下式计算：
其中：
|
scp0 |
混凝土中预应力作用引起的应力，作用于 钢束所在的纤维处。 |
|
scg |
混凝土中永久荷载作用引起的应力，作用于 钢束所在的纤维处。 |
|
n |
换算系数 Ep/Ec. |
|
j (t, t0) |
龄期为 t 且混凝土张拉时龄期为 t 时的徐变系数0. |
系数 j (t, t0) 取为常数，是 材料属性，由用户提供。
混凝土中由预应力和永久荷载引起的应力值（（scg (x) + scp0 (x))应由用户在定义钢束时输入。对于所考虑的每个截面，可以定义不同的值。默认取值为5 N/mm2
20.4.3.3 钢材松弛损失（DP8)
这些损失按下式计算：
其中：
|
P(x) |
扣除瞬时损失后钢束中的力。 |
|
rrl (t, sp , fpk) |
松弛函数，取决于现行预应力 规范 |
a) 欧洲规范第 2 号
钢束各点的松弛系数值根据所考虑的应力值和时间通过插值得到。
应力根据材料中输入的、分别对应于初始应力相对于抗拉强度标准值的 60%、70% 和 80%以及 100 小时的松弛值进行插值。对于小于 60% 的应力值， 插值时认为小于 50% 时松弛为零。
时间插值考虑 0 至 1000 小时之间损失的变化规律如下（见欧洲规范 2 ENV 1992-1-1:1992 的表 4.5）：
表 20.4.1 松弛损失随时间的变化
|
时间（小时） |
1 |
5 |
20 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
|
截至 1000 小时的松弛损失百分比 |
15 |
25 |
35 |
55 |
65 |
85 |
100 |
长期损失认为发生在 的时间，
106 小时，其值为 1000 小时损失的 LtRat 倍。LtRat 的值在材料属性中定义， 默认值为 3。
对于大于 1000 小时的时间，通过在该值与对应于 106 小时的值之间进行插值计算。
b) ACI-318
松弛损失按下式计算：
其中
|
t |
评估损失时的时间（小时）。 |
||||
|
fpi |
扣除瞬时损失后的预应力筋应力。 |
||||
|
fpy |
预应力筋的专用屈服强度。 |
||||
|
RlCf1 |
取决于预应力钢材类型的系数
|
||||
|
RlCf2 |
系数（默认为 1.0） |
不进行ACI-359规范中的损失计算。
c) EHE
松弛系数通过下式计算：
其中 k1 y k2 为取决于钢材类型和初始应力的系数。系数 k1 y k2 根据材料在相对于抗拉强度为60%、70%和80%的应力下的松弛数据，以及用户输入的两个龄期计算这些系数。确定这些系数后，对给定应力进行线性插值；当应力与抗拉强度之比为50%时，假定松弛为零。
20.4.3.4 简化耦合计算方法
按上述方式考虑的预应力时变损失，假定预应力筋中的应力保持不变，这与长期损失本身的存在相矛盾。
根据时变损失相对于总张拉力值的大小，上述计算的准确程度会有所不同。
为简化考虑参与产生时变损失的各种现象之间的耦合，规范提供了近似计算公式。
realistic计算需要进行与结构计算耦合的逐步时间积分过程。
a) 欧洲规范第2号
其中：
|
|
收缩 + 徐变 + 松弛引起的累计损失。 |
|
|
收缩应变。取为常数，其值在材料属性中给出 |
|
|
等效系数 = Ep/Ec. |
|
Ep |
预应力钢材的弹性模量。 |
|
EC |
评估长期损失时混凝土龄期对应的弹性模量。 |
|
|
徐变系数。取为常数，其值在材料属性中给出 |
|
|
由于预应力和永久荷载作用，在相应钢筋纤维处的混凝土应力。用户在创建预应力筋时输入的应力。 |
|
AP |
预应力总面积。 |
|
AC |
混凝土净截面面积。 |
|
IC |
混凝土净截面的惯性矩。 |
|
ZPC |
截面重心与预应力重心之间的距离。 |
|
|
老化系数。作为损失计算命令的参数输入~PCLOSS （默认值 = 0.8）。 |
|
|
钢材松弛损失。采用非耦合损失计算中所述的相同方法计算。 |
b) EHE
EHE规范允许在未进行更详细研究的情况下，采用下列近似公式对其进行评估
式中：
|
|
收缩应变。取为常数，其值由用户在材料属性中提供 |
|
|
等效系数 = Ep/Ec. |
|
Ep |
预应力钢材的弹性模量。 |
|
EC |
评估时变损失时混凝土龄期对应的弹性模量。 |
|
|
徐变系数。取为常数，其数值
在材料属性中给出 |
|
|
相应有粘结预应力筋纤维处混凝土中的应力， 由预应力和永久荷载引起。 用户创建预应力筋时输入的应力。 |
|
|
钢材松弛损失。采用损失非耦合计算中所述的 相同方法进行计算。 |
|
AP |
预应力总面积。 |
|
AC |
混凝土截面净面积。 |
|
IC |
混凝土净截面惯性矩。 |
|
yP |
有粘结预应力筋重心至截面重心的 距离。 |
|
|
老化系数。作为损失计算命令的 参数输入~PCLOSS （默认值 = 0.8）。 |
c) Dischinger-Birkenmaier解
式中：
|
|
收缩损失。 |
|
|
徐变损失。 |
|
Pki |
扣除瞬时损失后的预应力作用。 |
|
|
混凝土中的轴力，不由预应力产生。取为 |
|
EC |
评估长期损失时混凝土龄期对应的 混凝土弹性模量。 |
|
An |
混凝土净截面。 |
|
AP |
预应力筋面积。 |
|
EP |
预应力筋弹性模量。 |
|
|
收缩应变。取为常数，其数值
在材料属性中给出 |
|
|
徐变系数。取为常数，其数值
在材料属性中给出 |
计算得到的收缩和徐变损失 分别存储，并按照与采用欧洲规范2耦合方法 计算时相同的比例进行分配。
松弛损失按照相应章节所述的 非耦合方式进行计算。
20.5 二维相互作用图
20.5.1 枢轴图
相互作用图是平面（F, M）中的一条曲线， 包含截面所有破坏状态对应的内力。在 CivilFEM 中，破坏状态通过枢轴图确定。
图20.5.1 枢轴图
枢轴是与某种 材料及其在截面中的位置相关的应变限值。如果截面某一枢轴处的应变超过该枢轴规定的限值，则认为截面 发生破坏。因此，枢轴限定了应变平面的位置。 所以，在破坏状态下，应变平面至少支承于截面的一个枢轴上。
在 CivilFEM 中，枢轴被定义为 材料属性，并根据各点的材料将这些属性（枢轴）外推至截面的所有点。因此，用于确定截面 应变平面的枢轴对应于以下材料属性（参见《理论手册》第3章）：
控制点 A = EPSmax。钢材（主动钢筋和被动钢筋）允许的最大拉应变。对于主动钢筋，应考虑钢束的预应变。
控制点 B = EPSmin。截面任意点允许的最大压应变，即截面各点允许的最大应变中的最大值。
控制点 C = EPSint。截面内部各点允许的最大压应变。
确定应变平面时采用纳维假设，其中应变平面根据以下 方程定义：
式中：
|
e (y) |
位于距重心标高 d 处的截面纤维 的应变。 |
|
eg |
截面原点（重心）处的变形。 |
|
K |
曲率 |
20.5.2 有粘结预应力筋的变形
在计算有粘结预应力筋的总变形时，除考虑极限变形平面内相应纤维产生的变形外，还应考虑预应力产生的变形和脱压变形：
其中：
|
|
所考虑钢筋纤维处混凝土的脱压变形。 |
|
|
考虑已产生的损失后，所考虑阶段预应力作用引起的有粘结预应力筋预变形。 |
脱压变形的计算应考虑净截面上的初始预应力以及换算截面上的长期损失。
20.5.3 图表构建过程
用于确定截面的变形平面（破坏平面）。采用以下变量作为独立变量eg y q，包括以下阶段：
- 根据截面各点对应的材料、其在截面内的位置以及有粘结预应力钢筋的预应力，计算截面各点的枢轴点。
- 根据枢轴点云，对经过某个枢轴点但不穿过任何枢轴点的变形平面进行扫描。
- 每个变形平面（破坏平面）均对应一个曲率和一个重心变形，并确定截面各点的变形e(y).
- 根据变形e(y)和有粘结预应力筋的预变形，求得截面各点对应的应力sp 进入与各点对应材料的应力-应变曲线。由此确定截面内部的应力分布。
图20.5.2 某点应力的确定
- 因此，在已知应力分布后，根据所考虑的弯曲轴，将截面各点的应力乘以其相应权重并求和，即可得到相应的破坏内力（Fu,Mu）：
其中：
|
NP |
截面点的数量 |
|
WFX, WMY, WMZ |
截面各点的权重。 |
在这些内力中还应加上有粘结预应力筋的贡献
- 根据得到的破坏内力对，对其进行排序，以获得定义该图表的闭合曲线。
20.5.4 中心的确定
钢筋混凝土截面对应的相互作用图均将坐标原点置于图内；但对于预应力截面，原点可能位于图的边界上或图外。在这种情况下，截面在内力为零时已发生破坏。
为避免此类特殊情况，当原点位于图外时，CivilFEM将进行坐标轴变换，把坐标系原点置于图的几何中心（极值坐标的平均值）。
此时，安全准则的计算将相对于新的坐标原点进行，而不是相对于实际原点。
20.6 偏心受弯验算 直线
预应力截面直线偏心受弯验算所采用的流程，基于构建所分析横截面的二维相互作用图。
20.6.1 计算假设
· 验算按单向偏心受压（或受拉）弯曲进行，即根据用户要求，按截面的某一局部轴（Y 或 Z）进行，并忽略另一方向的相应弯矩。
· 验算仅用于满足截面承载力要求，因此不考虑各规范、环境和结构类型所规定的正常使用条件、最小配筋率或钢筋布置等要求。
· 始终假定纳维假设成立，即变形后的截面保持平面。混凝土和非预应力钢筋的纵向变形与其到中性轴的距离成正比。
20.6.2 计算过程
单向偏心受压（或受拉）弯曲构件的验算包括以下步骤：
1. 获取截面上的作用内力（Fxd、Myd 或 Mzd），并从中减去预应力的静定内力（Fxiso、Myiso 或 Mziso）。这些内力在完成计算后直接从 CivilFEM 结果文件（fichero.RCV）中获取.
2. 构建截面的相互作用图（构建过程见上一节）。根据该图确定相对于图中心、与作用内力位似的极限内力；该图包含截面的所有破坏内力对（Fu、Mu）（图中心的确定方法见上一节）。
图 20.6.1 位似极限平面的获取
3. 获取截面承载力判据。截面承载力判据定义为图中“中心”（图中的 A 点）到表示作用内力的点（图中的 P 点）的距离与到表示与作用内力位似的极限内力的点（图中的 B 点）的距离之比。
如果该判据小于 1.00，即作用于截面的内力小于其极限承载力，则截面是安全的。否则（判据大于 1.00），将认为截面不满足要求。
20.6.3 重要注意事项
- 进行偏心弯曲验算时，除总内力外，还需要预应力的静定内力。这些内力经过计算后与总内力一起保存于结果文件中。预应力的静定内力不能定义为组合的目标值（目标），但会作为伴随内力进行组合。
- 进行偏心弯曲计算时，还必须了解定义预应力的参数（支承梁、预应力筋定义、预应力损失……）。这些参数写入相应 ‘load step’ 的头部。
- 因此，用于偏心弯曲计算的荷载状态组合必须只包含一个已施加预应力的荷载状态。该唯一荷载状态的预应力数据将写入组合状态。
- 两个或多个施加预应力的荷载状态在定义相同（有效预应力筋、损失参数等）时可以组合。如果预应力作用的拓扑不同，建议将其分别作为不同组合独立使用，并创建结果包络。
20.7 裂缝验算
CivilFEM 当前版本可根据以下规范对预应力截面进行裂缝验算：
- 欧洲规范第 2 号
- ACI 318
- EHE
- ITER 设计规范
验算包括脱压状态检查或裂缝宽度计算。后者根据用户要求，考虑截面某一局部轴方向的弯曲，并忽略垂直方向的弯矩。
裂缝宽度按钢筋混凝土截面进行计算，将预应力作用视为外部作用，并考虑截面中已有的非预应力钢筋。
各规范所采用的假设、计算公式和所得结果可参见钢筋混凝土截面裂缝验算。
对于桥梁横截面（板或箱梁），验算所需的规范属性不会自动计算，因此必须由用户定义（参见命令 ~SECMDF).
预应力截面裂缝验算命令为 ~CHKPRS，其参数与钢筋混凝土截面裂缝验算命令（命令 ~CHKCON).
验算结果与钢筋混凝土截面中的结果相同（参见命令 ~PLLSPRS).
20.8 自由预应力筋（独立于支承梁）
20.8.1 简介
可以将预应力筋定义为空间中的三维曲线，无需创建支承梁。
这使其可应用于采用三维实体单元划分网格的任何模型。
由于不存在支承梁，CivilFEM 无法捕捉模型的行为及其与预应力筋之间的相互作用，因此无法完整计算预应力损失。
也无法将预应力作用引起的应力分解为静定部分和超静定部分。
20.8.2 定义一个预应力筋
预应力筋的定义通过输入其各组成点的空间坐标以及各点的张力值来完成。使用以下命令组进行定义：
~PCCBST, IdCable
~PCCBPA, x, y, z, T, p1, p2, p3, q1, q2, q3
…
其中：
|
IdCable |
预应力筋的标识编号。 |
|
x, y, z |
点的空间坐标。 |
|
T |
点处的拉力（力的单位）。 |
|
p1, p2, p3 |
点之前段的切向量。 |
|
q1, q2, q3 |
点之后段的切向量。 |
20.8.3 输入预应力筋对结构的作用
荷载传递通过命令~TENLD对模型施加指定的预应力筋荷载，且不会删除任何已有荷载。