预应力混凝土的基本概念和基本原理基本概念
简要说明预应力混凝土结构的基本原理
简要说明预应力混凝土结构的基本原理
预应力混凝土结构是指在混凝土结构进行加工之前，先在混凝土结构中对其进行张拉，使得混凝土结构内部产生一定的应力，这种内部应力在混凝土混凝土结构受到外部的压力时，可以使受压的元素的抗压性能得到提高。
预应力混凝土结构具有轻量化、强度和抗震等优点，因此被广泛应用于大桥、高层建筑、水利水电和其他重要的土木工程中，以满足大范围的地震等抗震要求。
预应力混凝土结构的基本原理是，先在混凝土结构中施加钢筋张拉，利用外部预加的张力，使混凝土结构中的应力发生变化，形成斜率，使混凝土结构内的应力尽可能地相同，以获得最佳的抗压性能。
当混凝土结构受到外部的压力时，先前引起的张力便可抵消部分或全部外力所产生的作用，从而降低受力元件中应力的大小。
- 1 -。
预应力钢筋混凝土结构简介
1. 预应力混凝土 预应力是预加应力的简称。
2. 原理
在预应力混凝土结构中，通常为了避免钢筋混凝土结构 的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土， 可以设法在结构构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混 凝土施加压力，使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引 起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小 范围，甚至处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和扩 展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。
冷拉Ⅳ级钢筋（光圆或螺纹）组成的钢筋束，或5～6根直径
12毫米的7支4毫米钢绞线组成的钢绞线组成的钢绞线束。
JM-12型锚具示意图 (a)预应力筋与锚具连接图；(b) JM 12-6型夹片；(c) JM12-6型锚环 1-混凝土构件；2-孔道；3-钢筋束；4-JM12-6型锚具；5-镦头锚具； 6-甲型锚环；7-乙型锚环
预应力混凝土的原理图
预应力混凝土简支梁结构的基本原理示意图 (a)预应力作用； (b)使用荷载作用； (c)预应力和荷载共同作用
1.3 预应力混凝土的分类
1.3.1 根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同分类 （1）全预应力混凝土 在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件。 属严格要求不出现裂缝的构件。 （2）部份预应力混凝土
预应力钢筋混凝土简介
1.预应力混凝土的基本概念； 2.施加预应力的方法及锚具夹具； 3.预应力混凝土构件对材料的要求； 4.张拉控制应力和预应力损失；
5.预应力混凝土构件的构造要求。
第 一 讲
教学目标：
1.了解预应力混凝土的特点。 2.理解预应力混凝土的基本原理和施加预应力的方法。
重 点 1.预应力混凝土的基本原理 2.预应力混凝土的分类
第十一章 预应力混凝土的基本概念及其材料
(二)后张法构件有效预应力沿构件长度的分布 后张法构件中,摩擦损失 在张拉端为零,然后逐渐增大,至锚固端达最大值;若为直线预应
一,先张法(pretentioning method): 如图.
1,概念: 先张法是先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法.先张法所用的预应力钢筋,一般可用高强钢 先张法 丝,直径较小的钢铰线和小直径的冷拉钢筋. 2,优点: 先张法生产工艺简单,工序少,效率高,质量容易保证,适宜工厂化大批量生产. 3,缺点: 需要专门的张拉台座,基建投资较大.先张法一般宜于生产直线配筋的中小型构件. <top> 二,后张法(posttensioning method): 如图
1,概念: 在浇筑的混凝土中,按预应力钢筋的设计位置预留管道.待混凝土达到设计强度后,将预应力 钢筋穿入孔道,并利用构件作为加力台座进行张拉钢筋,在张拉钢筋的同时,构件混凝土受压, 钢筋张拉完毕后,用锚具(anchorage device)将钢筋锚固在构件的两端.然后向预留管道内压注 水泥浆,使钢筋和混凝土粘结成整体以防止钢筋锈蚀,并可增加构件的刚度.后张法主要是靠锚 具传递和保持预加应力的. 2,优点: 后张法不用加力台座,张拉设备简单,便于现场施工,是生产大型预应力混凝土构件的主要方 法.预应力钢筋可按照设计要求,配合荷载的弯矩和剪力变化而布置成合理的曲线形.
(或者说弯矩)的大小有关,且与Ny 的作用位置(即偏心距e的大小)有关. 在现代预应力混凝土结构学中,通常把在使用荷载作用下,沿预应力筋方向的正截面始终不出 现拉应力的预应力混凝土,称为"全预应力混凝土 全预应力混凝土";把普通钢筋混凝土称为"非预应力混凝土 全预应力混凝土 非预应力混凝土 (non-prestressed structure)";把介于钢筋混凝土与全预应力混凝土之间,预应力程度不同的整个 区间的预应力混凝土,称为"部分预应力混凝土(partially prestressed concrete structure)". <top> 三,加筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土,部分预应力混凝土和钢筋混凝土结构总称为加筋混凝土结构 加筋混凝土结构系列. 加筋混凝土结构 (一)国将加筋混凝土按预加应力的大小划分为Ⅰ级,Ⅱ级,Ⅲ级,Ⅳ级分别为全预应力,有限 预应力,部分预应力,普通钢筋混凝土结构. (二)国内加筋混凝土结构的分类 我国按预应力度分成全预应力混凝土, 部分预应力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法. 1.预应力度(degree of prestress)的定义 《公桥规》将预应力度定义为
预应力混凝土结构设计原理
预应力混凝土结构设计原理一、概述预应力混凝土结构是一种利用预应力技术来改善混凝土结构抗拉承载能力的结构形式。
它通过在混凝土中加入预应力钢筋，使混凝土受到压应力，并使其内部的抗拉应力得到补偿，从而提高混凝土的抗拉承载能力。
预应力混凝土结构因其高强度、高刚度和耐久性等特点，被广泛应用于桥梁、高层建筑、厂房等建筑工程中。
本文将详细介绍预应力混凝土结构的设计原理。
二、预应力混凝土结构的基本原理预应力混凝土结构的基本原理是利用预应力钢筋对混凝土施加拉应力，使混凝土中的抗拉应力得到补偿，从而提高混凝土的抗拉承载能力。
预应力钢筋的拉应力是通过张拉预应力钢筋产生的，张拉预应力钢筋时，需要对其施加足够的拉力，使其达到规定的拉应力值。
当混凝土固结后，预应力钢筋释放的拉应力会被混凝土吸收，从而使混凝土产生压应力，达到预应力状态。
预应力混凝土结构的设计原理就是通过合理的预应力钢筋布置及张拉方式，使混凝土受到预应力的作用，从而提高混凝土的抗拉承载能力。
三、预应力混凝土结构的优点预应力混凝土结构具有以下优点：1、高强度：预应力混凝土结构中的预应力钢筋能够有效地补偿混凝土中的抗拉应力，从而提高混凝土的抗拉承载能力，使结构的承载能力得到提高。
2、高刚度：预应力混凝土结构中的预应力钢筋能够有效地提高结构的刚度，使结构的变形能力降低，从而提高结构的稳定性。
3、耐久性：预应力混凝土结构中的预应力钢筋能够有效地延长结构的使用寿命，使结构的耐久性得到提高。
四、预应力混凝土结构的设计方法1、确定结构的荷载：根据结构的使用要求，确定结构所受的荷载类型及大小。
2、确定结构的几何尺寸：根据结构的使用要求，确定结构的几何尺寸，包括结构的跨度、高度、截面形状等参数。
3、确定混凝土强度等级：根据结构的使用要求及荷载大小，选择适当的混凝土强度等级。
4、确定预应力钢筋：根据结构所受的荷载及设计要求，确定预应力钢筋的截面积、数量及布置方式。
5、确定预应力钢筋的张拉方式：根据结构的几何形状及预应力钢筋的布置方式，确定预应力钢筋的张拉方式，包括单向张拉、双向张拉等方式。
预应力混凝土结构的基本概念及材料—预应力混凝土结构的三种概念
(—AF + —MI—c)
My —I—
(—AF -+ —MI—y)
A—F
—MI—c
(—AF - —MI—c)
预应力钢筋的重心与梁的重心重合时截面的应力分布
1. 第一种概念
a）
截面重心线
e cc
偏心预应力钢筋
b）
c）
d）
e）
(—AF -—FI—ec +—MI—c)
—FI—ey
—M—I y
(—AF -+—FI—ey +-—M— I y )
b）的内部抵抗力矩 a）钢筋混凝土梁的隔离体 b）预应力混凝土梁的隔离体
2. 第二种概念
根据两者的相似性，可以将预应力钢筋与普 通钢筋作等强代换，减少用钢量，这在很多情况 下是经济可行的。
该种概念是预应力混凝土的强度理论， 表明预应力可充分发挥高强钢材和高强混 凝土，但却不能超越材料自身强度的界限。
—AF
—FI—ec
—M—I c
(—AF + —FI—ec - —MI—c)
预应力钢筋偏离混凝土截面的重心时截面应力分布
1. 第一种概念
这种概念将预应力钢筋的作用看成是改变 混凝土性能的一种手段。通过施加预应力将混 凝土作为弹性材料，采用材料力学公式及叠加 原理计算混凝土的应力、应变和挠度、上拱， 计算十分方便。
a)
b)
具有弯折形预应力筋的预应力梁
3. 第三种概念
该种概念的作用将预加应力看成是 改善使用荷载作用下结构工作性能的有 效手段，指出了预加应力效应和荷载效 应之间的相互关系，为分析、设计复杂 的预应力结构提供简捷的方法。
《钢筋混凝土结构》
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构的 三种概念
预应力混凝土的原理及应用
预应力混凝土的原理及应用一、预应力混凝土的定义预应力混凝土是指在混凝土中预先施加一定的拉应力，以使混凝土在自身重量、外部荷载和温度变化等因素作用下，不产生或者减少裂缝的混凝土结构。
二、预应力混凝土的原理1. 原理概述预应力混凝土是利用钢筋的高强度和混凝土的高强度相结合，构成能够承受较大荷载的结构体系。
它通过在混凝土中施加拉应力，使混凝土的内部受到压力，从而增加混凝土的强度和刚度，进而提高结构的承载能力和抗裂性能。
2. 预应力混凝土的强度来源（1）混凝土的自身强度：在预应力混凝土中，混凝土的强度是起到主要作用的因素。
混凝土的主要成分是水泥、砂、石子等，这些成分通过固结反应形成一种强硬的物质，具有一定的强度和刚度。
（2）预应力钢筋的强度：在预应力混凝土中，钢筋是起到支撑和传递拉应力的作用，它的强度和抗拉性能是很重要的因素。
（3）混凝土和钢筋的协同作用：在预应力混凝土中，混凝土和钢筋之间的相互作用是非常关键的。
在外部荷载作用下，钢筋通过拉应力将混凝土内部压紧，从而增加混凝土的强度和刚度。
3. 预应力混凝土的施工方法（1）预应力混凝土的施工分为两种：预张和后张。
预张是在混凝土浇筑之前，先在钢筋上施加拉应力，然后再浇筑混凝土；后张是在混凝土浇筑后，再在钢筋上施加拉应力。
（2）预张施工方法：预张施工方法主要包括两种：单向张拉和双向张拉。
单向张拉是指在钢筋的一端施加拉应力，另一端固定；双向张拉是指在钢筋的两端同时施加拉应力。
（3）后张施工方法：后张施工方法主要包括两种：单层张拉和多层张拉。
单层张拉是指在混凝土浇筑完成后，钢筋的一端通过锚固件固定，然后在另一端施加拉应力。
多层张拉是指在混凝土浇筑完成后，先在钢筋的一端施加拉应力，然后在混凝土中开槽，将钢筋拉到另一端并施加拉应力。
三、预应力混凝土的应用1. 城市高层建筑预应力混凝土结构能够承受较大荷载，具有更高的抗震性能和抗风性能，因此在城市高层建筑中得到了广泛的应用。
混凝土结构的预应力设计原理
混凝土结构的预应力设计原理一、预应力概述预应力是指在混凝土固化前，通过预先在构件中施加一定大小的拉应力，使得混凝土在自身重量和外载荷的作用下，能够承受更大的荷载和变形，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力技术广泛应用于各种大型的混凝土结构中，如桥梁、高层建筑、水利水电工程等。
二、预应力设计的基本原理预应力设计的基本原理是通过在混凝土中施加一定大小的预应力，使得混凝土在自身重量和外载荷的作用下，能够承受更大的荷载和变形，提高混凝土的承载能力和使用性能。
为了保证预应力构件的安全性和可靠性，预应力设计需要遵循以下几个基本原则：1、预应力设计应满足混凝土的强度要求，确保混凝土的强度能够承受预应力的作用；2、预应力设计应考虑混凝土的变形特性，确保预应力构件在荷载作用下能够保持稳定，不产生过度变形；3、预应力设计应考虑预应力钢筋材料的强度和粘结性能，确保预应力钢筋能够承受预应力作用，并与混凝土良好地粘结；4、预应力设计应考虑预应力构件的工作环境和使用要求，确保预应力构件能够满足使用要求。
三、预应力设计的方法预应力设计主要包括两种方法：预应力张拉法和预应力预制法。
1、预应力张拉法预应力张拉法是指在混凝土构件内设置预应力钢筋，通过张拉预应力钢筋，使混凝土受到拉应力，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力张拉法的具体步骤如下：（1）在混凝土构件内设置预应力钢筋，一般采用钢束或钢丝绳；（2）在混凝土固化前，通过张拉设备施加一定的拉应力，使得预应力钢筋受到拉应力；（3）在预应力钢筋达到设计拉应力后，将预应力钢筋固定在混凝土构件中；（4）混凝土固化后，预应力钢筋所施加的拉应力将被传递到混凝土中，提高混凝土的承载能力和使用性能。
2、预应力预制法预应力预制法是指在混凝土构件预制时，预先设置预应力钢筋，通过预应力钢筋的作用，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力预制法的具体步骤如下：（1）在混凝土构件的预制模具中设置预应力钢筋，一般采用钢筋网或（2）在混凝土浇筑前，通过预应力张拉设备施加一定的拉应力，使得预应力钢筋受到拉应力；（3）混凝土浇筑后，预应力钢筋所施加的拉应力将被传递到混凝土中，提高混凝土的承载能力和使用性能。
预应力混凝土原理
预应力混凝土原理预应力混凝土（Prestressed Concrete）是一种通过在混凝土施加预先设计的压力来增加其承载能力的结构材料。
这种材料具有比传统钢筋混凝土更高的强度和耐久性，被广泛应用于桥梁、建筑物和其他重要工程中。
预应力混凝土的设计和施工需要深入了解其原理和工作机制，本文将介绍预应力混凝土的原理及其应用。
1. 预应力混凝土的原理预应力混凝土的原理主要是利用预应力钢筋对混凝土施加压力，以抵消混凝土受力时的张力。
在预应力混凝土结构中，通常会在混凝土浇筑之前就将钢筋张紧，并在钢筋张紧后再进行混凝土浇筑。
这样可以使混凝土在受力时处于压缩状态，有效地提高了混凝土的承载能力和抗裂性能。
2. 预应力混凝土的工作原理预应力混凝土结构在受到外部荷载时，预应力钢筋会通过混凝土传递压应力，从而使整个结构处于预压状态。
这种预压状态可以有效地减小混凝土受力时的拉应力，降低混凝土的开裂倾向，提高结构的承载能力和稳定性。
因此，预应力混凝土结构在相同截面尺寸下可以承受更大的荷载，减小结构的变形和挠度，延长结构的使用寿命。
3. 预应力混凝土的应用预应力混凝土广泛应用于桥梁、建筑物和其他重要工程中。
在桥梁工程中，预应力混凝土可以减小桥梁跨度，提高桥梁的承载能力和抗震性能；在建筑物工程中，预应力混凝土可以减小柱、梁的截面尺寸，增加空间利用率和美观性。
此外，预应力混凝土还被广泛应用于高层建筑、水利工程、机场跑道等工程中，为工程的安全性和可靠性提供了保障。
总之，预应力混凝土作为一种高性能结构材料，在工程领域有着广泛的应用前景。
通过深入理解预应力混凝土的原理和工作机制，我们可以更好地设计和施工预应力混凝土结构，提高工程的质量和安全性，实现结构的高效能耗和可持续发展。
愿通过不断的技术创新和工艺改进，预应力混凝土在工程领域发挥更大的作用，为建设更加安全、美观、高效的现代化城市做出贡献。
预应力混凝土结构的基本原理
2.2 预应力混凝土结构的优点
1．变被动设计为主动设计; 2．在使用荷载作用下不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，提高 结构的耐久性。 3．可以合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土，从而节省材 料，减轻结构自重。 4．可以提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围进一 步扩大。 5．施加预应力相当于对结构或构件作了一次检验，有利于保证 质量。 6．由于在正常使用阶段钢筋和混凝土的应力变化幅度较小，重 复荷载下的抗疲劳性能较好。 7．具有良好的裂缝闭合性能。 8．提高抗剪性能。
l tr
pe ltr ' d 二．预应力筋的锚固长度 f
tk
la a
f py ft
d
7.2 局部受压承载力计算
一．局部受压面积验算 Fl≤1.35βcβlfcAln
l
Ab Al
二．局部受压承载力验算 Fl 0.9( c l f c 2v cor f y ) Aln
一．预应力钢筋与孔道壁之间的摩 擦引起的预应力损失
l2
l 2 con (1
1 e
x
)
——考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦 系数，按表 14-3取用； x——张拉端至计算截面的距离（m）， 并不应大于； l 2 (x ) con 当 x+≤0.2时，l2可按下列近似公式计算： 为了减少摩擦损失，可采用两端张拉或超张
0.7 f ptk con 0.8 f ptk
热处理钢筋 一次张拉 超张拉
l 4 0.2( con / f ptk 0.575) con
l 4 0.05 con
l 4 0.035 con
混凝土预应力技术的基本原理
混凝土预应力技术的基本原理一、引言混凝土预应力技术是一种通过引入预应力，使混凝土结构在荷载作用下具有更好的抗弯强度、抗剪强度和抗压强度的技术。
其基本原理是通过对混凝土进行预应力处理，产生一定的初始拉应力，使结构在荷载作用下形成对抗荷载的内应力，从而提高结构的承载能力和使用寿命。
混凝土预应力技术的应用已经广泛，包括桥梁、建筑物、水利工程等领域。
本文将从材料、力学和工程三个方面探讨混凝土预应力技术的基本原理。
二、材料基础1.混凝土的性质混凝土是由水泥、骨料、砂、水和掺合料组成的人造石材。
混凝土的性质包括强度、韧性、耐久性等。
其中强度是指混凝土对外部荷载的承载能力，通常用抗压强度和抗拉强度来表示。
而韧性则是指混凝土在承受荷载时的变形能力，通常用延性和韧度来描述。
耐久性则是指混凝土在长期使用过程中的抗腐蚀、抗老化等性能。
2.混凝土的裂缝问题混凝土在受到荷载作用时，由于其本身的强度和韧性有限，会产生一定的变形。
当荷载达到一定程度时，混凝土会发生裂缝，这会导致混凝土的强度和耐久性下降，进而影响整个结构的安全性能。
混凝土裂缝的产生主要是由于混凝土的自重、外荷载和温度变化等原因而引起的。
3.混凝土预应力技术的应用混凝土预应力技术是为了解决混凝土裂缝问题而发展起来的一种技术。
其基本原理是在混凝土中引入一定的预应力，使混凝土在荷载作用下产生内应力，从而增强其抗裂性能。
预应力可以通过预应力钢筋、预应力混凝土、预应力钢绞线等方式施加。
通过预应力技术，可以使混凝土结构具有更好的抗弯强度、抗剪强度和抗压强度，提高其整体承载能力和使用寿命。
三、力学原理1.预应力的作用预应力的作用是在混凝土结构中形成一定的拉应力，从而抵消荷载作用下的压应力，使混凝土结构在荷载作用下产生内应力。
这样可以提高混凝土结构的整体承载能力和抗裂性能。
预应力的大小和方向应根据荷载的性质和混凝土结构的几何形状等因素来确定。
2.预应力的施加方式预应力可以通过预应力钢筋、预应力混凝土、预应力钢绞线等方式施加。
预应力混凝土结构设计原理
预应力混凝土结构设计原理预应力混凝土（Prestressed Concrete）是一种具有高度预应力的混凝土结构材料。
与传统的钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土具有更高的强度和刚度，能够承受更大的荷载，同时减小结构变形和裂缝的发生。
本文将详细介绍预应力混凝土结构设计的原理和方法。
一、预应力混凝土的概念和特点预应力混凝土是指在混凝土施工之前，通过预先施加一定的压应力于钢筋或钢束上，使其产生预应力，并与混凝土一同工作以达到增强结构强度和抗震性能的目的。
其特点如下：1. 预应力混凝土具有较高的强度和刚度，能够承受较大的荷载。
2. 由于预应力的存在，混凝土结构的变形和裂缝发生的可能性较小。
3. 预应力混凝土的施工难度较大，对材料和施工质量要求较高。
二、预应力混凝土结构设计原理预应力混凝土结构的设计原理基于弹性力学和混凝土强度理论。
在设计过程中，需要考虑以下几个关键因素：1. 荷载和荷载组合：根据结构所处的使用环境和设计要求，确定荷载类型和荷载组合，包括恒载、活载和地震荷载等。
2. 结构的几何形状：包括截面形状、跨径长度和构件布置等。
3. 材料特性：包括混凝土和预应力钢材的力学性能和耐久性能等。
4. 预应力方式和力量：根据结构的要求和设计目标，确定适当的预应力方式和施加的预应力力量。
三、预应力混凝土结构设计步骤预应力混凝土结构设计的一般步骤如下：1. 了解结构要求和设计目标。
2. 确定结构的几何形状和荷载要求。
3. 选择合适的预应力方式和力量。
4. 进行结构的受力分析和计算。
5. 设计结构的截面尺寸和预应力布置方式。
6. 进行结构的验算和抗震性能评估。
7. 编制结构施工图纸和技术规范。
8. 进行结构施工和监督。
四、预应力混凝土结构设计的优点和应用领域预应力混凝土结构由于其较高的强度和刚度，广泛应用于工业和民用建筑领域。
其优点包括：1. 结构强度高，能够满足大跨度和高荷载的需求。
2. 结构变形小，使得建筑物使用更加舒适和稳定。
预应力混凝土的基本概念
预应力混凝土的应用
预应力混凝土结构成功使用的历史，至今不到100年，但由于它具有许多优点， 广泛地用于桥梁 房屋建设 水工结构 轨枕 电杆 压力管道 储存罐 水塔 岩土工程 能源工程 海洋工程等，尤其是在大跨径或重荷载结构，以及不允许开裂的结构 中应用更为普遍。 预应力混凝土结构在我国桥梁建设中引用也得到了迅速发展。预应力混凝土空 心板 槽型梁 T型梁等早已被普遍应用。 随着我国高速铁路的建设，也基本都采用了预应力结构，如郑西—西安的客运 专线采用32m预应力简支箱梁作为本铁路线路的标准跨径梁。
预应力混凝土的优点提高了构建的抗裂度和刚度可以节省材料和减轻结构的自重可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力结构安全质量可靠提高了构建的耐疲劳性能预应力混凝土的缺点施工工艺比较复杂对施工过程的监控和施工质量要求比较高因而需要配备一支技术较熟练的专业对伍
预应力混凝土的基本概念
普通混凝图结构特点
混凝土是一种抗压强度高，抗拉强度低的材料，它的抗拉强度不仅很低，只有 抗压强度的1/18~1/9，而且还很不可靠，它的抗拉变形能力也很小，每米仅能 伸长0.10~0.15mm,在伸长就要出现裂缝，如果要其不开裂，则钢筋的拉力只能 达到20~30MPa；即使允许开裂，为保证构件的耐久性，需将裂缝宽度限制在 0.15~0.20mm以内，此时钢筋拉应力也只能达到150~250MPa。 预应力混凝土结构就是克服钢筋混凝土结构的缺点，经人们长期实践而 创造出来的一种具有广泛发展潜力，性能优良的结构。
预应力混凝土的基本原理
预应力是预加应力的简称，其基本原理在很早以前就被聪明的人类所运用。 木桶就是预加应力抵抗压应力的一个典型的例子。
所谓预应力混凝土，就是能将使用荷载产生的应力抵 消到一个合适程度的混凝土。
预应力 混凝土结构的基本概念及材料
缺点：
1．工艺较复杂，对施工质量要求高,需要配备 技术较熟练的专业队伍; 2．需要有一定的专门设备; 3．预应力反拱度不易控制;
4.预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨 径小、构件数量少的工程，成本较高。
子学习情境二 预应力混凝土结构的材料
一、混凝土 混凝土强度等级不应低于C40，高强混凝土 。 预应力钢筋混凝土结构构件对混凝上的要求比
四、语言区角活动中教师指导策略 （一）在观察的基础上解读并指导幼儿语言行为 （1）观察幼儿接触所投放材料的频率和活动方 式 （2）观察幼儿的兴趣 （3）观察幼儿活动参与情况 （二）有效介入幼儿语言区角活动 （1）以教师的身份自然介入 （2）以“游戏者”的身份自然介入游戏 （三）教师应成为幼儿语言的“全预应力混凝土 ：沿预应力方向的正截面不出
1 现拉应力，即
部分预应力混凝土 ：沿预应力方向的正截面出
现拉应力或出现不超过规定
宽度的裂缝，即 1 0
钢筋混凝土
：不施加预应力的混凝土结构，
即 0
部分预应力混凝土构件分为以下两类：
Ａ类：构件控制截面混凝土的拉应力，不超过规定 的限值。
二、有粘结预应力与无粘结预应力混凝土结构
1、有粘结预应力混凝土结构 按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后次序分
为： 先张法
后张法
（1）先张法预应力混凝土结构
（一）先张法：
a、定义： 先张拉钢筋，后浇筑混凝土，靠粘结力传力。 b、适用范围 直线配筋的中小型构件 c、所需设备：
千斤顶、台座 d、施工工序
③预应力钢材要有足够的塑性和良好的加工性 能。
④应力松弛损失要低。
（2）常用预应力钢筋的种类
预应力钢筋通常采用；高强钢丝，钢绞线，精 轧螺纹钢筋。
预应力混凝土
第一讲预应力定义：预应力混凝土是根据需要人为引入某一数值与分布的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。
狭义定义:在混凝土构件承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力,就成为预应力混凝土结构广义定义:预应力混凝土是其中已建立有内应力的混凝土，内应力的大小和分布能够抵消给定的外加荷载所引起的应力至预期的程度。
基本概念：应力概念（预计开裂程度）：预应力混凝土是由于预加应力而使混凝土从一种脆性材料转变成为一种弹性材料。
这种概念：“以无拉应力设计准则”为基础的。
特点：1主要设计阶段为正常使用极限状态；2计算方法采用材料力学方法，符合胡克定律和叠加原理。
强度概念（抵抗破坏安全性）：预加应力是为了使高强钢筋能够和混凝土结合，它是钢筋混凝土的扩大和改进。
特点：主要表现在提高了构件的抗裂和刚度性能，同时也提高了承载力，充分发挥了张拉对承载力的贡献。
荷载平衡概念（计算挠度）：预加应力是为了实现预期的荷载平衡。
特点：使得预应力概念更深入了，给设计计算带来了大大的简化。
早期预应力实践存在的问题：使用的混凝土和钢筋材料的强度较低，对预应力损失的认识不够。
钢筋混凝土与预应力混凝土之间的主要区别钢筋混凝土是将钢筋和混凝土简单地结合在一起，并且任由它们自行地共同工作，而预应力混凝土则不然，它是将高强混凝土和高强钢材“能动”地结合在一起，这种结合是靠张紧钢材并将其锚固于混凝土，从而使混凝土受压来实现。
钢材是延性材料，现在用预加应力的办法使其能在高拉力下工作，混凝土在抗拉能力上是脆性材料，现在由于受到预压而有所改善，同时抗压能力并未真正受到损害。
因此预应力混凝土仍是两种现代高强度材料的一种理想结合。
为什么预应力混凝土能发挥高强钢筋的作用呢？原因在于钢材的弹性模量一般相差不大，而在正常使用状态时，普通钢筋混凝土拉应变不大，因此不能使用高强钢筋，即受到限制。
预应力混凝土是先将钢筋张拉一段应变，即先增加了应力，然后在外加荷载下还能增加一段应变，这样高强钢筋就能使用了。
预应力混凝土的基本原理
预应力混凝土的基本原理
预应力混凝土是通过在混凝土构件中引入预先施加的压应力来提高结构的承载能力。
其基本原理可以概括为以下几点：
1. 引入预应力：预应力混凝土在施工前，使用预应力钢材（钢筋或钢束）施加额外的拉压应力于混凝土构件中。
这使得混凝土在自身重力及外部载荷的作用下产生压应力，从而提高结构承载能力。
2. 共同工作：预应力钢材与混凝土通过黏结作用共同工作。
当外部荷载作用在混凝土构件上时，由于预应力钢材的强度高于混凝土，钢材将承担大部分荷载。
同时，黏结力将预应力与混凝土连接在一起，确保二者共同工作。
3. 抵消应力：由于预应力钢材施加了拉应力，混凝土在施工、养护及使用过程中会产生压应力。
这些压应力会抵消外部荷载所引起的混凝土收缩、变形及开裂。
通过抵消应力，预应力混凝土能够保持较小的变形、开裂，并提高结构的耐久性。
4. 综合效应：预应力混凝土通过引入预应力，改善了混凝土的抗弯、抗剪、抗扭及抗震性能。
在施工过程中，可以根据结构的特点和需要，在适当的位置和方向上施加预应力，从而实现结构载荷的合理分配，进一步优化结构性能。
5. 优点与应用：预应力混凝土具有承载能力高、结构体积小、建造速度快、耐久性好等优点。
它广泛应用于桥梁、楼房、水
坝等工程领域，以满足大跨度、高荷载要求的结构设计和施工需求。
预应力混凝土的定义
预应力混凝土的定义在现代建筑工程中，预应力混凝土是一种广泛应用且具有重要意义的材料和技术。
要理解预应力混凝土，首先得从它的基本概念入手。
简单来说，预应力混凝土就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，使混凝土在使用阶段能够更好地承受拉力。
这种预先施加的压力可以有效地抵消或减小使用阶段由荷载引起的混凝土拉应力，从而提高混凝土构件的抗裂性能和刚度。
想象一下一根普通的混凝土梁，在承受重物时，梁的底部会受到拉力。
由于混凝土的抗拉强度相对较低，很容易出现裂缝。
但如果我们在制作这根梁的时候，事先给它施加一个反向的拉力，使得梁在使用时底部的拉应力减小甚至消失，那么梁就不容易开裂，而且能够承受更大的荷载。
这就是预应力混凝土的基本原理。
预应力混凝土的实现方式有多种，常见的有先张法和后张法。
先张法是在浇筑混凝土之前，先将预应力筋张拉到设计的应力值，然后用夹具将其固定在台座或钢模上，接着浇筑混凝土。
待混凝土达到一定强度后，放松预应力筋，由于预应力筋的回缩，就会给混凝土施加预应力。
这种方法通常适用于预制构件厂生产中、小型构件，如楼板、屋面板等。
后张法则是先浇筑混凝土构件，并在构件中预留孔道。
待混凝土达到规定强度后，将预应力筋穿入预留孔道，然后在构件两端进行张拉，并用锚具将预应力筋锚固在构件上。
最后向预留孔道内压力灌浆，使预应力筋与混凝土粘结在一起，共同工作。
后张法适用于现场制作大型构件，如桥梁的箱梁、T 梁等。
预应力混凝土之所以能够在建筑领域发挥重要作用，是因为它具有许多显著的优点。
首先，它大大提高了混凝土构件的抗裂性能。
由于预先施加了压力，减少了使用阶段的拉应力，使得构件能够在更大的荷载作用下不开裂或延迟开裂，从而提高了结构的耐久性。
其次，预应力混凝土能够减小构件的截面尺寸，减轻结构自重。
在相同的承载能力下，预应力混凝土构件可以做得更加轻巧，这不仅节省了材料，还为建筑设计提供了更大的灵活性。
再者，预应力混凝土可以增加构件的刚度，减少变形。
预应力混凝土的基本原理图解
预应力混凝土的基本原理图解预应力混凝土的基本原理图解预应力混凝土是一种通过在混凝土中施加了压应力的结构材料。
通过在混凝土施加预定的压应力，可以有效地提高混凝土的承载能力和耐久性。
下面将详细介绍预应力混凝土的基本原理和施工过程。
一、预应力混凝土的原理预应力混凝土的基本原理是利用张拉预应力和压应力的相互作用来增强混凝土结构的承载能力。
主要包括以下几个步骤：1. 设计预应力：根据结构的荷载和几何要求，通过计算确定预应力的大小和位置。
2. 预应力钢筋布置：将预应力钢筋按照设计要求布置在混凝土构件中，并通过锚固装置固定在构件两端。
3. 张拉预应力：利用专用设备将钢筋加以张拉，产生预定的压应力，并锚固在构件两端。
4. 浇筑混凝土：在张拉预应力完成后，进行混凝土的浇筑和养护。
二、预应力混凝土的施工过程1. 设计预应力：结构设计师根据荷载和几何要求进行预应力设计并确定预应力的大小和位置。
2. 钢筋布置：根据设计要求，在模板中预留出加张拉预应力的空间，并按照设计要求布置预应力钢筋。
3. 张拉预应力：使用专用设备将预应力钢筋张拉到设计要求的张拉力，并通过锚固装置固定在构件两端。
4. 浇筑混凝土：在张拉预应力完成后，进行混凝土的浇筑和养护。
5. 后张拉预应力：对大跨度和高层结构，可能需要进行后张拉预应力，以进一步增加混凝土结构的承载能力。
三、附件本文档所涉及的附件如下：1. 设计图纸：包括预应力混凝土结构的设计图纸和施工图纸；2. 张拉设备：用于进行预应力钢筋的张拉和锚固的专用设备；3. 施工规范：规定了预应力混凝土施工的具体要求和方法；4. 检测报告：对预应力混凝土结构的张拉预应力和施工质量进行检测和评估的报告。
四、法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下：1. 预应力混凝土：通过在混凝土中施加压应力来提高其承载能力和耐久性的结构材料；2. 张拉预应力：通过专用设备对预应力钢筋进行张拉，产生预定的压应力；3. 锚固装置：用于固定张拉预应力钢筋的装置。
预应力混凝土
引言概述：预应力混凝土是一种应用预先施加的应力在混凝土内部进行抵抗外部荷载的结构材料，具有很高的强度和耐久性。
本文将详细介绍预应力混凝土的概念、优势、施工原理、设计方法和应用领域。
正文内容：一、预应力混凝土的概念和原理1.预应力混凝土的定义2.预应力混凝土的原理a.预应力的概念和作用原理b.预应力混凝土的应力来源和传递途径二、预应力混凝土的优势1.强度和耐久性a.预应力混凝土的高强度b.预应力混凝土的抗裂性能c.预应力混凝土的耐久性2.施工效率和经济性a.预应力混凝土的施工工艺b.预应力混凝土的施工速度c.预应力混凝土的经济性三、预应力混凝土的施工原理1.预应力钢筋的布置和固定a.预应力钢筋的种类和性能要求b.预应力钢筋的布置原则和方法c.预应力钢筋的固定方式和要求2.预应力配筋的施工a.预应力配筋的材料和配筋要求b.预应力配筋的安装和固定工艺c.预应力配筋的质量控制四、预应力混凝土的设计方法1.预应力混凝土的设计原则a.预应力混凝土的设计目标和要求b.预应力混凝土的设计参数和计算方法2.预应力混凝土的设计步骤a.预应力混凝土的受力分析和设计荷载b.预应力混凝土的截面选择和计算c.预应力混凝土的配筋设计和构造安排五、预应力混凝土的应用领域1.预应力混凝土在桥梁工程中的应用a.预应力桥梁的结构形式和特点b.预应力桥梁的施工和设计技术2.预应力混凝土在大型建筑中的应用a.预应力混凝土结构的优势和适用性b.预应力混凝土结构的设计和施工要点3.预应力混凝土在水利工程中的应用a.预应力混凝土在堤坝工程中的应用b.预应力混凝土在水闸工程中的应用总结：预应力混凝土作为一种具有强度高、耐久性好等优点的结构材料，在桥梁、建筑和水利工程等领域有着广泛的应用。
通过合理的设计和施工，可以充分发挥预应力混凝土的优势，提高工程的安全性和经济性。
随着科技的进步和经验的积累，预应力混凝土的应用前景将会更加广阔。
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σ l 4 = 0 .4 ψ ( σ con f p tk - 0 .5 ) σ c o n
一次张拉时，=1.0； 超张拉时， =0.9
（b）低松弛 当con≤0.7 fptk 时
σ l 4 = 0 .1 2 5 ( σ con f p tk - 0 .5 ) σ c o n
普通钢筋混凝土构件在荷载作用下通常是带裂缝工作的，
导致构件刚度降低，不适应于采用高强钢筋；解决这些问题的 有效途径是采用预应力混凝土。 预应力混凝土是指在构件承受荷载以前，用某种方法预先 在构件的受拉区施加压应力的构件。
预应力混凝土可明显提高构件的抗裂性能和刚度。
2.基本原理
二、预应力混凝土的分类
先张法构件进行蒸汽养护或其他加热养护时，随
着钢筋温度升高，其长度增加，由于新浇混凝土尚未 结硬，不能约束钢筋增长，而台座长度固定不变，因
此张拉后的钢筋变松，预应力钢筋的应力降低。降温
时混凝土和钢筋已粘结成整体，二者一起回缩，钢筋 的应力不能恢复到原来的张拉应力值。
l3
E s
s
2t
减少措施：
当 + kx ≤0.2时， l2 = con(kx + ) 减少措施: 1）采用两端张拉；
2）采用“超张拉”工艺。其工艺程序为：
持荷2min
0
1.1con
持荷2min
0.85con
卸载
con
3.混凝土加热养护时，预应力筋与承受拉力的 设备之间的温差引起的预应力损失l3 产生原因：
张拉设备
主要工艺过程：浇筑混凝土构件（在构件中预留孔道）并
进行养护→穿预应力钢筋→张拉钢筋并用锚具锚固→往孔道内压
力灌浆，如图。
主要优点：预应力钢筋直接在构件上张拉，不需要张拉台座， 所以后张法构件既可以在预制厂生产，也可在施工现场生产。大
型构件在现场生产可以避免长途搬运，故我国大型预应力混凝土
14
夹 片 式 锚 具
钢 质 锥 形 锚 具
15
第三节 张拉控制应力和预应力损失
一、张拉控制应力con
张拉控制应力con ：张拉预应力钢筋时，
张拉设备所显示的总张拉力除以被张拉预应 力钢筋的截面面积所得的应力值。
张拉控制应力 con 取值：主要与采用的张
拉方法和预应力钢筋种类有关。取值见《规范》 或教材表所列。
第10章 预应力混凝土构件计算
1.熟悉预应力混凝土的基本概念，明确施加预应力的
目的及预应力混凝土结构的应用；
2.掌握施加预应力的方法；
3.熟悉张拉控制应力的概念、各种预应力损失值的
确定及减少预应力损失的措施； 4.了解各阶段预应力损失值的组合。
第一节 预应力混凝土的基本概念
一、 预应力混凝土的基本概念和基本原理 1.基本概念
构件主要采用后张法。 主要缺点：生产周期较长；需要利用工作锚锚固钢筋，钢材 消耗较多，成本较高；工序多，操作较复杂，造价一般高于先张 法。
二、锚具和夹具
夹具–––构件制作完后，可取下重复使用。
锚具–––用于永久固定钢筋、作为构件的一部分。
预应力筋的常用锚具如下图：
墩 头 锚 具 精 轧 螺 纹 钢 筋 锚 具
混凝土
第二节 预加应力的方法和锚具
按照张拉钢筋与浇筑混凝土的先后关系，施加预应
力的方法可分为先张法和后张法两类。
1.先张法 定义：先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土的施 工方法，称为先张法。 继续
主要工艺过程是：穿钢筋→张拉钢筋→浇筑混凝土并进行 养护→切断钢筋。
先张法的张拉台座设备
锚 具（一）
锚具（二）
主要优点：生产工艺简单，工序少，效率高，质量易于保 证，同时由于省去了锚具和减少了预埋件，构件成本较低。 适用范围：主要用于工厂化大量生产，尤其适宜用于长线 法生产中、小型构件。
2.后张法
定义：先浇筑混凝土，待混凝土硬化后，在构件上直接张 拉预应力钢筋，这种施工方法称为后张法。
后张法的张拉设备
一般要求不出现裂缝的构件，相当于裂缝控制等级为二
级的构件。 部分预应力混凝土：允许出现裂缝，但最大裂缝宽度 不超过限值的构件。属允许出现裂缝的构件。相当于裂 缝控制等级为三级的构件。
3）根据钢筋与混凝土之间是否有粘结力分为有粘结预
应力混凝土和后张法无粘结预应力混土。
三、预应力混凝土的特点：
优点：1）提高构件的抗裂度和刚度；
1)两次升温； 2)在钢模上张拉钢筋。
4.预应力筋应力松弛引起的预应力损失l4
应力松弛：指钢筋在高应力状态下，长度不 变，应力随时间增长而降低的现象。
特点：1）张拉控制应力越高，应力松弛越 大， 同时松弛速度越快。
2）24小时完成50% ~80%。
3）松弛量与钢筋的品种有关。
4）钢筋松弛随温度升高而增加 。
2）可充分利用高强度材料，减小构件重；
3）可提高构件的抗剪能力； 4）提高构件的抗疲劳性能。 缺点：1）工艺较复杂； 2）预应力反拱度不易控制； 3）预应力混凝土构件的设计较复杂。
四、预应力混凝土的材料 高强度 收缩、徐变小
快硬、早强 高强度 预应力钢筋 较好的塑性 良好的加工性能 较好的粘结性能
二、预应力损失及其组合 （一）预应力损失 预应力损失：由于各种因素的影响，使预 应力钢筋从张拉开始直至构件使用的整个过程
中，张拉控制应力逐渐降低，同时混凝土所建
立的预应力也逐渐降低的现象。
六种预应力损失的原因及计算如下：
1. 张拉端锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损 失l1
直线：
减小措施：
σ l1 =
1）根据张拉钢筋与浇筑混凝土的先后次序分为 先张法和后张法预应力混凝土。 2）根据预应力对构件抗裂度的影响分为三种类型：
全预应力混凝土：在使用荷载作用下，不允许截面上混
凝土出现拉应力的构件。属严格要求不出现裂缝的构件， 相当于裂缝控制等级为一级的构件。
有限预应力混凝土：在使用荷载作用下，允许截面上 混凝土出现拉应力，但不能超过混凝土的抗拉强度。属
a l
Es
1）选择变形小或预应力筋滑动小的锚具、夹具， 并尽量减少垫板的数量； 2）对于先张法张拉工艺，选择长的台座。台座长 度超过100m时，可忽略不计。
18
2.预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失l2 后张法：
σ l 2 = σ con 1 1 - kx e