部分预应力混凝土构件由于可以具有不同的预应力度，且一般采用预应力钢筋和非预应力钢筋的混合配筋形式，因此，在设计计算中应充分考虑其受力特点，使设计的结构物安全可靠、经济合理。

如前所述，构件的极限强度与是否施加预应力无关，所以部分预应力混凝土构件的正截面承载力的计算方法与全预应力混凝土构件相同。在使用荷载作用下，部分预应力混凝土A类构件由于其截面不产生裂缝，因此截面应力的计算也与全预应力混凝土构件相同。对于B类构件，由于在全部使用荷载作用下其截面上会产生裂缝，因此不能全截面参加工作，其应力的计算与全截面参加工作的全预应力或A类构件有所不同。 2100433B

与全预应力混凝土构件相比，部分预应力混凝土构件有以下特点：

1．节省预应力钢筋与锚具

由于预压力相对减小，因此预应力钢筋用量可以大大减少。从而大大减少了张拉力筋、设置管道和压浆等工作量，并减少了锚具的用量，即节省了建设费用，又方便了施工。

2．改善结构性能

(1)由于预加力的减小，使构件的弹性和徐变变形所引起的反拱度减小，锚下混凝土的局部应力降低。

(2)由于配置了非预应力钢筋，提高了结构的延性和反复荷载作用下结构的能量耗散能力，这对于结构抗震极为有利。

3．计算较为复杂

部分预应力混凝土构件需按开裂截面分析，计算较为繁冗。

综上所述，是采用全预应力混凝土结构还是采用部分预应力混凝土结构，应根据结构的使用要求及工程实际来选择。对于需防止渗漏的压力容器、水下结构或处于高度腐蚀环境的结构，以及承受高频反复荷载作用而预应力钢筋有疲劳危险的结构等，需要用全预应力混凝土结构。而对于恒载相对活载要小的结构，例如中小跨的桥梁，其主梁就适宜采用部分预应力混凝土结构。总之，是采用全预应力还是部分预应力，应根据经济、合理、安全及适用的原则，因地制宜地选用。

荷载挠度曲线是梁工作性能的综合反映。为了理解部分预应力混凝土梁的性能，需要观察不同预应力程度条件下的荷载一挠度曲线。

图1中，1、2和3分别表示具有相同正截面承载能力

从图中可以看出，部分预应力混凝土梁的受力特性，介于全预应力混凝土粱和普通钢筋混凝土梁之间。在荷载较小时，部分预应力混凝土梁（曲线2）受力特性与全预应力混凝土梁（曲线1）相似：在自重与有效预加力

图1是假定预应力混凝土梁采用混合配筋，即采用高强钢筋作为预应力钢筋，而采用普通钢筋来限制裂缝并与高强钢筋共同抵抗极限弯矩；而钢筋混凝土梁只配普通钢筋。所以全预应力混凝土梁的极限弯矩较部分预应力混凝土梁为高，而部分预应力混凝土梁又较钢筋混凝土梁为高。要注意．如果三者都采用同样的配筋，而只是预应力度不同，则它们的极限弯矩是相同的。

全预应力混凝土结构虽然有刚度大、抗疲劳、防渗漏等优点，但也有一些严重缺点。由于结构构件的反拱过大，在恒载小、活载大、预加力大且在持续荷载长期作用下，梁的反拱不断增大，导致混凝土在垂直于张拉方向产生裂缝，当预加力较大，会在构件中沿预应力筋的纵向及锚下产生一些裂缝。

部分预应力混凝土结构的出现是工程实践的结果，它是介于全预应力混凝土结构和普通钢筋混凝土结构之间的预应力混凝土结构。部分预应力混凝土结构在工程中不仅充分发挥预应力钢筋的作用，而且利用了非预应力钢筋的作用，从而节省了预应力钢筋，并提高了结构的延性和反复荷载作用下结构的能量耗散能力。同时，它也促进了预应力混凝上结构设计思路的重大发展，使设计人员可以根据结构使用要求来选择预应力度的高低，进行合理的结构设计。

本系统从预力计算流程自动化的角度出发，其自动化内容可分为五个部份：

预力阶段前处理资料建立资料库

在网页上记录施工单元的基本资料、计算箱梁断面及配置钢腱坐标，并将所有计算得出的资料建立资料库分别存放基本资料表、箱梁断面资料表及钢腱坐标资料表。

预力阶段钢腱位置3D模型建立

传统钢腱配置仅能藉由X-Y、X-Z平面坐标检核钢腱配置是否正确，本研究系将三维空间坐标利用绘图软件（AutoCAD）提供的3D绘图指令自动汇入AutoCAD模型空间，用户可以迅速藉由3D钢腱配置模型检核其配置位置是否正确。

预力阶段产生ABI预力分析输入档

工程师在完成预力钢腱配置后，可在Excel进行预力分析施工步骤排程，即针对现场施工步骤的模拟，每一混凝土节块施筑分为三个步骤，移动工作车至定位、组模及浇置混凝土，混凝土养护完成后施拉预力钢腱。工程师安排好施工步骤，辅以撰写宏程序产生ABI预力分析输入档。

预力阶段预力计算后处理资料分析

由ABI预力分析程序输出结果，检核钢腱预力是否符合设计值、混凝土应力是否符合规范规定。

预力阶段产生预力钢腱配置施工图

确认钢腱配置皆符合设计值后，可直接在绘图软件（AutoCAD）直接产生每一混凝土节块钢腱配置剖面图，并可读取3D钢腱坐标资料，自动在Excel电子表格制作钢腱配置坐标表。

本系统从预力计算流程自动化的角度出发，其自动化内容可分为五个部份：

预力前处理资料建立资料库

在网页上记录施工单元的基本资料、计算箱梁断面及配置钢腱坐标，并将所有计算得出的资料建立资料库分别存放基本资料表、箱梁断面资料表及钢腱坐标资料表。

预力钢腱位置3D模型建立

传统钢腱配置仅能藉由X-Y、X-Z平面坐标检核钢腱配置是否正确，本研究系将三维空间坐标利用绘图软件（AutoCAD）提供的3D绘图指令自动汇入AutoCAD模型空间，用户可以迅速藉由3D钢腱配置模型检核其配置位置是否正确。

预力产生ABI预力分析输入档

工程师在完成预力钢腱配置后，可在Excel进行预力分析施工步骤排程，即针对现场施工步骤的模拟，每一混凝土节块施筑分为三个步骤，移动工作车至定位、组模及浇置混凝土，混凝土养护完成后施拉预力钢腱。工程师安排好施工步骤，辅以撰写宏程序产生ABI预力分析输入档。

预力预力计算后处理资料分析

由ABI预力分析程序输出结果，检核钢腱预力是否符合设计值、混凝土应力是否符合规范规定。

预力产生预力钢腱配置施工图

确认钢腱配置皆符合设计值后，可直接在绘图软件（AutoCAD）直接产生每一混凝土节块钢腱配置剖面图，并可读取3D钢腱坐标资料，自动在Excel电子表格制作钢腱配置坐标表。

进行前处理计算本研究在“箱梁节块的断面计算”及“预力钢腱配置的坐标计算”采用web-based application概念，提供使用者在网际网路上操作，并将计算成果储存于伺服端资料库。

预力前处理计算的便利性

web-based application可跨平台，任何操作系统只要能打开浏览器都能实时使用，不需要公司的IT人员维护每一台PC上的软件，可节省IT人员的时间以及维护成本，任何地点、任何时间都可以轻松操作，使用接口学习容易，资料集中管理。本研究将前处理资料计算建置在主从式网页架构的客户端，将计算所得资料写入伺服端的资料库，让不同使用者可以在网际网路上操作箱梁断面及预力钢腱配置等计算，其计算所得资料藉由已制定的资料库格式分别储存于资料表，以达成web-based application的便利性及资料处理的一致性。

此做法与工程师在自己的PC上计算及储存资料等作业方式大大不同，传统作业方式的计算成果的质量必须由工程师经验累积及细心程度决定，且计算成果是分散的资料，较难达到资料处理的一致性。如web-based application设在公司内部intranet的Server端，可提供给公司同仁使用，也能兼具教育训练的功能，新进同仁只要知道简单的输入值代表的意义就能上手，资深同仁如有更好的想法，想扩充功能，也可不断精进web-based application的应用范围。

预力资料保存的完整性

资料管理技术已从早先人工管理、文件系统管理等阶段，演进到现在的资料库管理系统。资料库是集中、统一的储存、管理资料系统，这个系统会规定资料之间的关联，可减少资料的重复性，避免同一时间对同一笔资料的更改及资料储存的唯一性。本研究的web-based application在计算所得箱梁断面及钢腱配置等3D空间坐标信息，皆储存于资料库，该资料库在后续2D、3D绘图应用及结构分析的前处理上，对预力计算作业的质量及效能有很大的提升。对不同的使用者可设定不同的管理权限，如结构分析的用户可新增及修改资料库内容，而绘图的使用者仅能阅读资料库内容。

预力自动化绘图系统的制作与整合

研究将商用绘图软件（AutoCAD）与箱梁断面及钢腱配置等3D空间坐标资料库整合，提供了自动化绘制“桥梁剖面图”及建立“预力钢腱配置3D空间模型”等功能。绘图是一件琐碎繁重的工作，因为工程师要熟知绘图功能的种种技巧，如像素指令line、circle、3Dface及编辑指令zoom、trim、extend等，且需以飞快的速度操控输入工具（如滑鼠、数位板），大量且重复使用绘图指令，才能迅速完成图面及符合工作上的要求，在此种紧绷的绘图状态下，工程师很容易工作疲劳而出错，且除了自己小心检视外，并无Double check机制。基于简化绘图程序及提升绘图效率，AutoCAD因此发展AutoCAD VBA整合开发环境，藉由撰写宏程序，将绘图指令所需的尺寸及参数由连结资料库取得该等参数，即可完成自动化绘图，此为参数化绘图的概念，且由于个人计算机近年来硬体效能显著提升，促使商用绘图软件AutoCAD参数化3D绘图功能更强化。以AutoCAD内建了整合开发环境VBA，整合箱梁断面及钢腱配置等在3D空间坐标资料库及参数化绘图技术，自动化绘制“桥梁剖面图”及建立“预力钢腱配置3D空间模型”，尤其在预力钢腱配置的3D空间模型的计算精度以实际尺寸每10厘米（考量硬件效能及用户可接受程度所定的值）取一点计算，这在传统人工绘图上是无可比拟的。