预应力混凝土构件
第五章 预应力混凝土构件基本知识
1.1s con 0.85s con s con 0
荷载2 min 荷载2 min
③混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设
备之间温差 , 引起的损失 σl3 为了缩短先张法构件的生产周期，混凝土常采用蒸 汽养护办法。升温时，新浇的混凝土尚未结硬，预应 力筋与台座之间的温差△t使钢筋受热自由伸长，但两 端的台座是固定不动的，即距离保持不变，于是钢筋 就松了，钢筋的应力降低；降温时，预应力钢筋与混 凝土已黏结成整体，加上两者的温度线膨胀系数相近， 二者能够同步回缩，放松钢筋时因温度上升钢筋伸长 的部分已不能回缩，因而产生了温差损失。仅先张法 构件有该项损失。
3、锚具
预应力混凝土构件对锚具的要求是： 具有足够的强度和刚度； 预应力损失小； 构造简单，便于制作和加工； 节省材料，降低成本
第四节 预应力的损失和张拉控制应力的概念
1、预应力损失 ⑴、定义: 由于张拉工艺和材料特性的原因，从构件的制作、运 输、安装、使用等各个过程中，使预应力钢筋的应力 不断降低，这降低的部分就叫预应力损失。
钢绞线
钢丝绳与钢绞线的区别：
在制作工艺上，钢丝绳是由钢丝绞成股，
再由股捻成绳，有中间夹麻芯或钢芯和不加芯
的钢丝绳；钢绞线是由钢丝只经过一次扭绞。
在性能上，钢丝绳的弹性模量小于钢绞线。
③热处理钢筋
将合金钢（40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr）经过调质 热处理而成，达到提高抗拉强度（fPy =1040N/mm2）， 改善塑性性能。Φ HT表示。 这种筋具有强度高（节省钢材）低松弛的特点，其 Φ =6~10mm以盘园形式供给省去焊接，有利施工。
3、混凝土预应力的添加
4、预应力混凝土不能提高承载力 注意：预应力混凝土不能提高构件的承载能力。 也就是说，当截面和材料相同时，预应力混凝土与
预应力混凝土构件
45 280 pc
l5
f
cu
1 15
45
280
pc
l
5
f
cu
1 15
(2)
35 280 pc
l5
fcu
1 15
35
280
pc
l
5
f
cu
1 15
Ap As , Ap As
A0
A0
Ap As , Ap As
An
An
9.3.3.6 用螺旋式预应力钢筋作配筋旳环形构件， 因为混凝土旳局部挤压引起旳预应力损失
（3） 钢筋放张时混凝土旳实有立方体强度值不 能定得太低，并使得混凝土旳预压应力σpc和σpc′不不 小于0.5fcu′
（4） 对预应力钢筋进行超张拉，以降低钢筋松
（5） 采用合适旳施工工艺，如对预应力筋进行 两端张拉，加热养护采用“两阶段升温养护”，即 先在较低温度下养护，使混凝土到达一定强度后， 再升温至要求旳温度下进行养护，从而可降低由温 差和摩擦引起旳预应力损失。
σl3=Esεs=EsαΔt=2×105×1.0×10-5Δt
σl3=2Δt
9.3.3.4 预应力筋应力松驰引起旳预应力损失
所谓钢筋应力松弛，是指钢筋在高应力状态下， 在长度不变条件下，因为钢筋旳塑性变形而使应力 随时间旳延续而降低旳现象。 ptk
0.5) con
当σcon≤0.7fptk时
图9.1 预应力混凝土构件
9.1.3 预应力混凝土旳受力特征
图9.2
图
9.2可知预应力混凝土构件
（1） 对混凝土构件施加预应力能够提升构件旳
（2） （3） 在使用荷载作用下，构件在开裂前处于弹
预应力混凝土构件
预应力混凝土构件在现代建筑领域中，预应力混凝土构件扮演着至关重要的角色。
它就像是建筑的坚强骨骼，为各类建筑结构提供了强大的支撑和稳定性。
那么，究竟什么是预应力混凝土构件呢？让我们一起来揭开它神秘的面纱。
预应力混凝土构件，简单来说，就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，从而使混凝土在使用时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构件在使用过程中所受到的拉应力，提高构件的承载能力、抗裂性能和耐久性。
想象一下，一根普通的混凝土梁，如果承受过大的荷载，很容易在底部出现裂缝，这是因为混凝土的抗拉强度相对较低。
但是，如果我们在制作这根梁的时候，先给它施加一个预压力，让梁的底部预先处于受压状态，那么当它在实际使用中承受荷载时，就能够更好地抵抗底部产生的拉应力，减少裂缝的出现，延长使用寿命。
预应力混凝土构件的制作过程相对复杂，但正是这种复杂性保证了其出色的性能。
首先，要根据设计要求确定预应力的大小和分布。
然后，通过特定的方法将预应力施加到混凝土构件中。
常见的施加预应力的方法有先张法和后张法。
先张法是在台座上先张拉钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松钢筋，钢筋的回缩力就会通过粘结作用传递给混凝土，从而使混凝土获得预应力。
这种方法通常适用于生产预制构件，如预应力空心板、预应力梁等。
后张法则是先浇筑混凝土构件，在混凝土中预留孔道，待混凝土达到规定强度后，将预应力钢筋穿入孔道，然后通过千斤顶等设备张拉钢筋，并利用锚具将钢筋的拉力锚固在构件上，最后进行孔道压浆。
后张法灵活性较大，可以用于现场施工的大型构件，如桥梁的箱梁、大跨度的屋架等。
预应力混凝土构件具有众多优点。
其一，它能够显著提高构件的承载能力。
由于预先施加了压力，构件能够承受更大的荷载，从而可以减小构件的尺寸和重量，节省材料。
其二，有效地控制裂缝的出现和发展。
这不仅提高了构件的耐久性，还增加了建筑的美观性。
其三，预应力混凝土构件具有良好的抗疲劳性能，适用于承受重复荷载的结构，如桥梁等。
预应力混凝土构件
预应力混凝土构件预应力混凝土构件的研究与应用摘要：预应力混凝土构件作为一种先进的建筑材料，具有高强度、良好的耐久性和广泛的适用性。
本文主要介绍了预应力混凝土构件的原理、特点、分类及应用领域，分析了预应力混凝土构件在工程实践中的优势，并对预应力混凝土构件的发展前景进行了展望。
一、引言预应力混凝土构件是一种在混凝土硬化前施加预应力，使其在承受荷载时产生预压应力的混凝土构件。
预应力混凝土构件的出现，为建筑行业提供了一种新型、高性能的建筑材料，为工程设计和施工带来了极大的便利。
本文将从预应力混凝土构件的原理、特点、分类及应用领域等方面进行详细阐述。
二、预应力混凝土构件的原理与特点1.原理预应力混凝土构件的原理是在混凝土硬化前，通过施加预应力，使混凝土产生预压应力。
在承受荷载时，预压应力与荷载产生的拉应力相互抵消，从而提高混凝土构件的承载能力和抗裂性能。
2.特点（1）高强度：预应力混凝土构件通过预应力技术，使混凝土在承受荷载前产生预压应力，从而提高了混凝土的承载能力。
（2）良好的耐久性：预应力混凝土构件具有较好的抗裂性能，可以防止混凝土内部钢筋的锈蚀，提高构件的耐久性。
（3）广泛的适用性：预应力混凝土构件适用于各种建筑结构，如桥梁、高层建筑、大跨度空间结构等。
三、预应力混凝土构件的分类及应用领域1.分类预应力混凝土构件根据预应力施加方式的不同，可分为两大类：先张法预应力混凝土构件和后张法预应力混凝土构件。
（1）先张法预应力混凝土构件：在混凝土浇筑前，先对钢筋进行张拉，然后浇筑混凝土，待混凝土硬化后，放松钢筋，使混凝土产生预压应力。
（2）后张法预应力混凝土构件：在混凝土浇筑后，将钢筋穿过预留孔道，然后进行张拉，使混凝土产生预压应力。
2.应用领域（1）桥梁工程：预应力混凝土桥梁具有自重轻、承载能力高、施工速度快等优点，广泛应用于城市高架桥、高速公路、铁路桥梁等。
（2）高层建筑：预应力混凝土构件可以提高建筑物的抗震性能，降低结构自重，适用于高层建筑的基础、柱、梁等构件。
预应力混凝土构件
预应力混凝土构件预应力混凝土构件是指在施工前先在混凝土构件内部施加预应力，在混凝土的使用过程中产生的应力将部分或全部抵消这些预应力，使构件在使用过程中免受拉力，从而提高混凝土构件的抗拉性能。
预应力混凝土构件具有高强度、高刚度、轻型、耐久性高、施工周期短等显著优点，在现代建筑中得到广泛应用。
预应力混凝土构件的构造形式按照预应力混凝土构件的构造形式，可以分为两种：预应力混凝土无梁板预应力混凝土无梁板是一种大板式构件，具有承载能力强、刚度好等优点，其截面形式可以为矩形、T形、I形等。
预应力混凝土无梁板在现代建筑中应用广泛，主要用于超高层建筑、桥梁、隧道、机场场地、空中交换站等场所。
预应力混凝土梁预应力混凝土梁是一种长条形构件，其主要作用是承受荷载并将荷载传递到其他构件上，起到缩短跨度、延长跨度等作用。
预应力混凝土梁的截面形式多样，如矩形、T形、U形等。
预应力混凝土梁在现代建筑中也得到了广泛应用，如大型厂房、桥梁等。
预应力混凝土施工工艺预应力混凝土施工工艺主要包括以下几个步骤：1.预制各构件中的钢筋束钢筋束应按照设计要求制作，通常应将下层激励钢筋放置到模板上，再加上上层钢筋束，控制好所有钢筋束的间距和弦长。
2.将钢筋束张拉至预定预应力值在支座下张拉钢筋束，使其达到预定预应力值，张拉后测量应力比。
3.预制构件混凝土浇筑根据设计要求先将一定数量的混凝土浇入模板内，再放置好钢筋束，浇注混凝土，抹平表面。
4.养护在混凝土强度达到一定的强度后进行拆模，并采取适当的养护措施，使混凝土达到优良的波动强度和耐久性。
预应力混凝土在实际工程中的应用举例1.惠州凤凰机场跑道工程惠州凤凰机场二号跑道与辅道主要采用了矩形截面的预应力混凝土板，使得跑道与辅道在强度、振动和平整度上都得到了大幅度提升。
2.同济医院新院大楼工程同济医院新院大楼采用的预应力混凝土梁承受了大量的荷载，使得大楼结构更加稳固，从而达到了既美观又实用的效果。
3.潍坊市二环高架桥工程潍坊市二环高架桥的结构采用了预应力混凝土板和框架板的组合，以及翼墙框架和叠合板结构的组合，增强了桥梁的刚度和稳定性，并达到了节约材料、经济实用的效果。
预应力混凝土构件基本知识
抗剪性能
预应力混凝土构件的抗剪 性能良好，能够承受剪切 力作用，保证结构的稳定 性。
耐久性能
抗腐蚀性能
预应力混凝土构件在酸、碱、盐 等腐蚀性环境中具有良好的耐久
性，能够长期保持其性能。
抗疲劳性能
预应力混凝土构件具有良好的抗疲 劳性能，能够在周期性荷载作用下 保持其强度和稳定性。
在高层建筑中，预应力混凝土框架结构被广泛采用。这种结构通过预加应力，提高了混凝土的强度和刚度，增强 了结构的抗震性能。预应力技术能够减少框架结构的截面尺寸和重量，提高建筑的使用面积和经济效益。
实际工程案例三
总结词
耐久性、抗冲刷能力
详细描述
在大型水工结构中，预应力混凝土闸墩被广泛应用于挡水坝、水库和水电站等工程。由 பைடு நூலகம்长期受到水流的冲刷和侵蚀，预应力混凝土闸墩需要具备优良的耐久性和抗冲刷能力。 通过预加应力，可以提高混凝土的抗裂性和承载能力，延长闸墩的使用寿命。同时，预
适用于大型、复杂的预应力混 凝土构件，如大跨度桥梁、大 型厂房等。
无粘结预应力施工
• 总结词：无粘结预应力施工是一种利用无粘结预应力筋对混凝土施加预 压应力的施工方法。
• 详细描述：在无粘结预应力施工中，预应力筋被涂覆一层油脂和塑料套管，使其与混凝土不直接接触，不传递剪力。通 过锚具将无粘结预应力筋锚固在混凝土中，对预应力筋施加预拉力，使混凝土受到预压应力。
06
预应力混凝土构件的案例分 析
实际工程案例一
总结词
大跨度、高承载力
详细描述
预应力混凝土梁被广泛应用于大跨度桥梁中，如斜拉桥和悬索桥。通过预加应力 ，混凝土梁能够承受更大的承载力，实现大跨度跨越。预应力技术能够提高梁的 刚度和抗裂性，减少变形和裂缝的产生。
第10章预应力混凝土构件
sII E pcII l 5
关于 pcII的求解，仍由前述图形根据力的平衡条件可得到公式
（10-31），即：
pcII ( con l ) Ap l 5 As Ac E As E Ap N pII l 5 As A0
上式即为混凝土受到的“有效预压应力”的计算式，由于所有 的预应力损失均已产生，所以在荷载作用前，混凝土受到的预压应 力不会减少。 （2）使用阶段 1）加载至混凝土压应力为零
假定构件中布置有预应力钢筋和非预应力钢筋。
（1）施工阶段 1）张拉预应力钢筋：各材料的应力如表10-8中的b项； 2）在混凝土受到预压应力之前（此时预应力钢筋未放松）：各材 料的应力如表10-8中的c项，假定第一批预应力损失已完成；
12
3）放松预应力钢筋：混凝土达到强度等级的75%以上方可放松预
应力钢筋；此时构件受到压力作用，将产生压应变 pcI ，
4）混凝土受到预压应力，完成第二批损失 lII后（即全部预应力损
失完成）。此时，第二批损失将使预应力钢筋的应力减少 lII ，
但混凝土的应力发生变化后还将影响预应力钢筋的应力，讨论之。
A.由于预应力钢筋对混凝土的受压作用降低，将使构件产生增量 （拉）应变，设为 pcII ； B.对应混凝土产生增量拉应力： pcII Ec pcII（拉）（e） 此时混凝土应力设为 ，显然有关系： pcII pcI pcII pcII
所以得：
pcII
pcI pcII
1 Ec ( pcI pcII )
（拉）（f）
（g）
15
将（f）代入（e）得： pcII
C.对应预应力钢筋产生增量拉应力： peII Es pcII
预应力 混凝土构件
1.预应力混凝土的原理 (1) 预应力可以改善结构构件的裂缝和变形性能。在使用前预先施加的永 久性内应力，以及钢材中的拉应力与混凝土中的压应力组成一个自平衡 系统。 (2)推动采用预应力混凝土的主要优点是节约材料。 (3)预应力不能提高混凝土构件的强度。
下一页 返回
第一节预应力混凝土基本知识
( 4 ) σl4预应力钢筋的应力松弛，计算公式如下: 预应力钢丝、钢绞线普通松弛
此处，一次张拉ψ=1，超张拉ψ =0. 9 低松弛:
上一页 下一页 返回
第一节预应力混凝土基本知识
(2)预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30;当采用钢绞线、钢 丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。当采 用山砂混凝土及高炉矿渣混凝土时，尚应符合专门标准的规定。 (3)无黏结预应力筋的规格及性能见表7-1。
上一页 返回
第七章预应力混凝土构件
第一节预应力混凝土基本知识 第二节预应力的施加 第三节预应力混凝土轴心受拉构件计算 第四节预应力损失值计算 第五节预应力混凝土构件的构造措施
第一节预应力混凝土基本知识
一、预应力混凝土的分类
预应力混凝土可按制作、构件中预加应力大小的程度、施工方式的 不同来划分。 (1)按制作划分可分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。 (2)按构件中预加应力大小的程度可划分为全预应力和部分预应力法。 (3)按施工方式可划分为有黏结预应力混凝土和无黏结预应力混凝土。
(1)预应力混凝土结构中的钢筋包括预应力钢筋和非预应力钢筋。非预应 力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和 RRB400级钢筋。预应力钢筋必须具有很高的强度，《混凝土结构设计 规范》(GB 50010- 2002)规定，预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝 及热处理钢筋。此外，预应力钢筋还应具有一定的塑性、良好的可焊性 以及用于先张法构件时与混凝土有足够的黏结力。
预应力混凝土构件
35
280
f
pc '
(7-7)
l5
cu
115
(7-8)
'
35 280 pc
'
fcu
l5
115
(7-9)
凝 土pc、法向'pc压--应受力拉;区、受压区预应力钢筋在各自合力点处的混
f
' cu
--施加预应力时的混凝土立方体抗压强度;
、 ' --受拉区、受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋
率:对先张法构件， 对后张法构件
结构处于年平均相对湿度低于40%的环境下， l5及 ' 值
应增加:30%。
l5
当采用泵送混凝土时，宜根据实际情况考虑混凝土收缩、徐 变引起预应力损失值增大的影响。
上一页 下一页 返回
第三节张拉控制应力和预应力损失
所有能减少混凝土收缩、徐变的措施，相应地都将减少 。 (6)l5 :用螺旋式预应力钢丝(或钢筋)作配筋的环形结构构
上一页 下一页 返回
第三节张拉控制应力和预应力损失
(2) l2 :由预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起，主要对后张
法x--有张影拉响端，至计计算算如截下面式的:孔道l2 长 度c(o弧n(1长，ekmx1)， )可近似取该(7-段2)孔
第二章 预应力混凝土构件
镦头锚具的优点是操作简便迅速，不会出现锥形锚易发 生的“滑丝”现象，故不发生相应的预应力损失。这种锚具 的缺点是下料长度要求很精确，否则，在张拉时会因各钢丝 受力不均匀而发生断丝现象。
a）张拉端锚具（A型）；b）固定端锚具（B型） 图4 钢丝束镦头锚具 1一锚环；2—螺母；3—锚板 ；4—钢丝束
锥塞式
支承式：
螺母锚具 镦头锚具
锥塞式：
锥形锚具
锚具
锥形螺杆锚具
夹片式：
JM型锚具 XM型锚具 QM 及OVM型锚具 BM型锚具
握裹式：
挤压锚具 压花锚具
支承式 a．螺母锚具
螺母锚具由螺丝端杆、螺母和垫板三部分组成。适用于 直径18～36 mm的预应力钢筋。
a）螺母锚具；b）螺丝端杆；c）螺母；d）垫板
5.有粘结和无粘结预应力混凝土
有粘结预应力混凝土
先张法生产的预应力混凝土构件和 后张法张拉预应力筋后在孔道中灌浆所生产的预应 力混凝土构件
特点
受力性能好，裂缝分布均匀，裂缝宽度较小
2.1 预应力混凝土的基本概念
5.有粘结和无粘结预应力混凝土
无粘结预应力混凝土
后张法张拉预应力筋后不在孔道中灌浆 所生产的预应力混凝土构件
2.1 预应力混凝土的基本概念
4.张拉预应力钢筋的方法
先张法
张拉预应力筋并在台座上固定
浇注混凝土构件
混凝土强度达设计强度的 70%以上时剪断预应力筋
2.1 预应力混凝土的基本概念
4.张拉预应力钢筋的方法
后张法
浇混凝土构件，并在构件中预留孔道
在构件中预留孔道中穿预应力筋并张拉
锚固灌浆
①先张法：先张法就是张拉钢筋先于混凝土构件浇筑成型的方 法。先张法构件中，预应力是靠钢筋和混凝土之间的黏结力传递。
预应力混凝土构件
第十章 预应力混凝土
第二节 轴心受拉构件计算
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
主要内容： ▪ 预应力混凝土旳基本概念 ▪预应力损失与组合
▪预应力混凝土轴心受拉构件旳应力分布 ▪轴心受拉构件旳预应力设计
粘结型锚具：利用构件端部预留锥形自锚 孔旳后浇混凝土锚固预应力钢筋
3铅丝线圈
8箍筋 6~ 8螺旋筋灌浆口（灌浆锚固）
预应力筋
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
承压型锚具：利用螺帽、垫板等旳 承压作用将预应力钢筋锚固在端部
螺母
预应力筋
垫板
螺丝杆端
对焊接头
第十章 预应力混凝土
第十章 预应力混凝土
预应力混凝土构件
第十章 预应力混凝土
第一节 预应力混凝土原理
➢ 混凝土抗拉强度低，带裂缝工作; ➢ 在防渗、抗腐蚀时易出现问题; ➢ 为满足变形和裂缝要求，截面尺寸，自 重过大; ➢ 不能充分利用高强度钢筋。
第九章 正常使用
定 义：
❖ 在构件受荷之前，给混凝土旳受拉区预先 施加压应力旳构造称为“预应力混凝土构造”
已结硬和钢筋同步回缩，
此处旳应力为con < con
第十章 预应力混凝土
采用超张拉能够降低l4
提议旳张拉程序为
0
(1.05~1.1)con停
0
con
2~5分钟
在高应力下，本需1小时才干完毕旳 损失，在2～5分钟内就完毕了大部分
第十章 预应力混凝土
09预应力混凝土构件
第九章 预应力混凝土构件 二、预应力的基本概念
ep பைடு நூலகம்p
σ pc
N pep h = + ⋅ A I 2
M
Np
σpc
h σc = ⋅ I 2
σc
σ b = σ c − σ pc
h N p N pep h = ⋅ −( + ⋅ ) I 2 A I 2
《建筑结构》
M
第九章 预应力混凝土构件 较大， 由于预加应力σpc较大，受拉 M h N p N pep h 边缘仍处于受压状态， 边缘仍处于受压状态，不会 = ⋅ −( + ⋅ ) 出现开裂； 出现开裂； I 2 A I 2
σ c − σ pc > f tk
《建筑结构》
第九章 预应力混凝土构件
《建筑结构》
第九章 预应力混凝土构件
《建筑结构》
第九章 预应力混凝土构件
《建筑结构》
第九章 预应力混凝土构件
9.2 施加预应力的方法
先张法
《建筑结构》
第九章 预应力混凝土构件
《建筑结构》
第九章 预应力混凝土构件
σpc
σp σpc τ
第九章 预应力混凝土构件
9.1 预应力混凝土的概念 一、钢筋混凝土的缺欠
qk=10kN/m
L0
跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200×450mm2，作用均布活 的简支梁，截面尺寸为 跨度为 的简支梁 × 荷载标准值q 荷载标准值 k=10kN/m，均布恒荷载 k=5kN/m。 ，均布恒荷载g 。 《建筑结构》
(lx − x ) e p = 4e0 2 l
2
w = Np ⋅ρ =
《建筑结构》
8 N p e0 l
什么叫预应力构件和预应力混凝土
什么叫预应力构件和预应力混凝土一：预应力构件一.引言预应力结构作为一种现代化的结构形式，已经在建筑领域得到了广泛应用。
预应力构件是指在施工过程中施加一定强度的预应力，使构件内部产生一定的预应力，从而提高构件的承载能力和抗震性能。
本文将对预应力构件进行详细介绍。
二.预应力构件的定义预应力构件是指应用预应力技术施工的构件，通过在构件内部施加预应力，以改变构件受力状态和变形特性，从而提高构件的性能。
三.预应力构件的分类1. 按照预应力的施加方式分类：预应力构件可分为预应力预制构件和现浇预应力构件。
2. 按照构件的用途分类：预应力构件可分为梁、板、柱、墙等不同类型。
3. 按照预应力的施加位置分类：预应力构件可分为内预应力构件和外预应力构件。
四.预应力混凝土1. 定义：预应力混凝土是指在混凝土结构中施加预应力，以提高混凝土的承载能力和抗震性能的一种建筑材料。
2. 施工工艺：预应力混凝土的施工工艺包括制作预应力钢筋、预应力钢筋的张拉和固定、浇筑混凝土等步骤。
3. 应用范围：预应力混凝土广泛应用于桥梁、高层建筑、水利工程等领域。
附件：本文档未涉及附件。
注释：1. 预应力：在施工过程中施加一定强度的预应力，使构件内部产生一定的预应力，提高构件的性能。
2. 预应力构件：应用预应力技术施工的构件，通过施加预应力改变构件受力状态和变形特性。
3. 预应力混凝土：在混凝土结构中施加预应力，提高混凝土的承载能力和抗震性能的建筑材料。
二：预应力构件和预应力混凝土一.预应力构件的概念1. 定义：预应力构件是指在施工过程中施加预应力，以改变构件受力状态和变形特性，提高构件的性能的建筑构件。
2. 应用范围：预应力构件广泛应用于桥梁、高层建筑、水利工程等领域，以提高结构的承载能力和抗震性能。
二.预应力构件的分类1. 预应力预制构件：指在预制厂进行制作，并在现场进行安装的预应力构件。
2. 现浇预应力构件：指在现场进行制作和施工的预应力构件。
第十章预应力混凝土构件介绍
(预应力存在可以提高抗裂质)
式中 Np,cr ––– 预应力轴拉构件即将开裂所能承 受的轴向力。
加载至构件破坏：
c= 0 s = fy
p= fpy
所以：Nu=fpy· Ac + fy· As
试中 An ––– 构件的净截面面积 An = A0 – eAp = Ac + ec· As
完成第二批损失后：
c= pcII s= espcII + l5 (压) p= con – l
截面平衡： p Ap = cAc + s · As
pcII
( con l ) Ap l5 As An
10.5.6 混凝土的局部挤压引起的预应力损失l6 后张法中，用螺旋式预应力钢筋作配筋 的环形构件：电杆、水池、压力管道等。直 接在混凝土上进行张拉。这时筋对构件产生 外壁的径向压力，使砼局部挤压，钢筋松驰， 引起l6 d > 3m， l6 = 0 d 3m， 取l6 = 30N/mm2
缺点：成本高，材料质量要求高。工序复杂， 技术水平要求高。
10.2 施加预应力的方法
按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后次序分为：
张拉钢筋 支模、浇砼 砼达到一定强度 剪丝 产生预应力
后张法： 浇砼，预留孔道 达到强度，穿筋 张 拉钢筋，锚固 孔道灌浆 先、后张法的适用范围和各自的优缺点。
截面平衡： pcII
( con l ) Ap A0
砼的有效预压 应力，用于抗 裂性验算
pcI、pcII 可分别将Np =(con – 2)Ap看作外力除
预应力混凝土构件
预应力混凝土构件在现代建筑领域中，预应力混凝土构件扮演着至关重要的角色。
它们不仅为建筑物提供了更高的强度和稳定性，还在很大程度上满足了人们对于大跨度、轻量化结构的需求。
那么，究竟什么是预应力混凝土构件呢？简单来说，预应力混凝土构件就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，使其内部产生一定的应力状态。
这种预先施加的压力可以有效地抵消或减小在使用过程中可能产生的拉应力，从而提高构件的抗裂性能和承载能力。
预应力混凝土构件的制作过程相对复杂，但原理却不难理解。
首先，需要准备高强度的钢材，如钢丝、钢绞线等，这些钢材将作为预应力筋。
然后，在浇筑混凝土之前，将预应力筋按照设计要求布置在模板内，并通过锚具等装置将其固定在两端。
当混凝土浇筑并养护达到一定强度后，通过张拉设备对预应力筋进行张拉，使其产生拉力。
由于预应力筋与混凝土之间的粘结作用，拉力会传递到混凝土上，从而使混凝土受到预压应力。
预应力混凝土构件具有许多显著的优点。
其一，它能够大幅度提高构件的抗裂性能。
在普通混凝土构件中，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会出现裂缝。
而预应力混凝土构件由于预先受到了压应力，在使用荷载作用下，只有当拉应力超过预压应力时才会出现裂缝，从而有效地延迟了裂缝的出现和发展，提高了构件的耐久性。
其二，预应力混凝土构件可以减小构件的截面尺寸，减轻结构自重。
这对于大跨度的桥梁、高层建筑等结构来说，具有重要的意义。
它可以减少材料的使用量，降低工程造价，同时也为建筑设计提供了更多的灵活性。
其三，预应力混凝土构件能够提高构件的承载能力。
由于预先施加的压力改善了混凝土的受力状态，使得构件能够承受更大的荷载。
在实际应用中，预应力混凝土构件的种类繁多。
常见的有预应力混凝土梁、板、柱等。
预应力混凝土梁广泛应用于桥梁工程中，特别是大跨度桥梁。
通过施加预应力，可以有效地减小梁的挠度，提高桥梁的通行能力和安全性。
预应力混凝土板则常用于工业厂房、仓库等建筑的楼盖结构，能够满足大空间、大跨度的使用要求。
预应力溷凝土构件(7)
§ 9-1 -5 预应力混凝土的材料
要求：强度高；与混凝土间有足够的粘结力；良好的 加工性能（可焊性和冷墩性及热墩性等）和一定的塑 性。
我国预应力钢材主要有：钢绞线、钢丝（冷拔低碳钢 丝、碳素钢丝、刻痕钢丝）、冷拉和热处理低合金钢 筋。
注意
处于侵蚀介质中的预应力混凝土构件，不宜 采用热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢 绞线等作为预应力钢筋
•在施工阶段会使构件某些部位受拉甚至开裂，对后张法可能造成端部局部压坏； •构件出现裂缝时的荷载值和极限荷载值很接近，延性较差； •超张拉时钢筋应力可能超过实际屈服值，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。 •增加钢筋的松弛损失 但过小，则不能有效提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。因此规范规定， 张拉控制应力不宜超过下表值。
2021/2/6
37
第九章 预应力混凝土构件
无粘结预应力混凝土
后张法张拉钢筋后不在孔道中灌 浆所生产的预应力混凝土构件
特点
造价低，便于以后再次张拉或更换预 应力钢筋
2021/2/6
12
第九章 预应力混凝土构件
§ 9-1-4 夹具和锚具
夹具和锚具是锚固和夹持预应力筋的装置，是预应力锚固体系中的关键 件，也是基础件。
夹具：主要依靠摩擦力来夹住钢筋， 它不留在构件上，剪断预应力筋后 夹具的作用即消失，可重复使用。
3.热处理钢筋：由热轧的螺纹钢筋经淬火和回火的调质热处理 而成。按外形分纵肋和无纵肋两种。具有强度高、松弛小等特 点。以盘圆形式供货，可省掉冷拉、对焊等工序，大大方便施 工。
2021/2/6
19
第九章 预应力混凝土构件
二、混凝土 要求： 强度高； 收缩、徐变小；快硬、早强。 《混凝土结构设计规范》规定：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
使用阶段正截面承载力计算
其承载力计算公式如下： N ≤N u＝fpy A p＋fy A s 式中： N ——轴向拉力设计值； N u——构件截面所有承受的轴向拉力设 计值； fpy——预应力钢筋的抗拉强度设计值； fy——非预应力钢筋的抗拉强度设计值。
Company Logo
Company Logo
Company Logo
7. 1. 2
预应力混凝土的特点
１．提高了构件的抗裂能力
２．增大了构件的刚度 ３．充分利用高强度材料 ４．扩大了构件的应用范围
混凝土法向压应力应符合下列规定 σcc≤0.8f’ck 式中： σcc——施工阶段构件计算截面混凝土 的最大法向压应力； f’ck——与各施工阶段混凝土立方体抗 压强度f’cu相应的抗压强度标准值，按线性内插 法查表确定。
Company Logo
7.4 预应力混凝土构件的构造
7. 3. 3
使用阶段抗裂及裂缝宽度验算
１．裂缝控制等级为一级——严格要求不出现裂 缝的构件 ２．裂缝控制等级为二级——一般要求不出现裂 缝的构件
３．裂缝控制等级为三级——允许出现裂缝的构 件
Company Logo
7. 3. 4
施工阶段的验算
Company Logo
7. 4. 3
后张法构件
１．采用后张法，预应力钢筋张拉后要用一定的 措施锚固在构件两端。 ２．为了控制后张法构件端部附近的纵向水平裂 缝，对后张法预应力混凝土构件的端部锚固区应 进行局部受压承载力计算，并配置间接钢筋，其 体积配筋率不应小于0.5％。 ３．在后张法预应力混凝土构件端部宜按列规定 布置钢筋。 （４）构件端部尺寸应考虑锚具的布置、张拉设 备的尺寸和局部受压的要求，必要时应适当加大。
Company Logo
（１）锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失 σl1。 （２）预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损 失σl2。 （３）加热养护时，预应力钢筋与台座之间的温差引 起的预应力损失σl3。 （４）预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失σl4。 （５）混凝土收缩和徐变引起的预应力损失σl5。 （６）环形构件混凝土受螺旋式预应力钢筋局部挤压 引起的预应力损失σl6。
Company Logo
２．减少预应力损失的措施。 针对σl1 ：减少垫板数量，选择变形和钢筋内 缩小的夹具或锚具； 针对σl2 ：可以采用一端张拉另一端补拉，两 端张拉或超张拉； 针对σl3 ：可采用两阶段升温养护来减小温差 损失； 针对σl4 ：可采用超张拉； 针对σl5 ：所有能够减少混凝土的收缩和徐变 的措施，如选择级配较好的骨料、强度较高的混 凝土、高标号水泥，降低水泥用量，减少水灰比 等。
Company Logo
５．在预应力混凝土屋面梁、吊车梁等构件靠近 支座的斜向主拉应力较大部位，宜将一部分预应 力钢筋弯起。
６．对预应力钢筋在构件端部全部弯起的受弯构 件或直线配筋的先张法构件，当构件端部与下部 支承结构焊接时，宜在构件端部可能产生裂缝的 部位设置足够的非预应力纵向构造钢筋。
Company Logo
３．预应力损失的分阶段组合 在实际计算中，以“预压”为界，把预应力 分成两批。所谓“预压”，对先张法，是指放松 预应力钢筋（简称放张），开始给混凝土施加预 应力的时刻；对后张法，因为是在混凝土构件上 张拉预应力钢筋，混凝土从张拉钢筋开始就受到 预压，故“预压”特指张拉预应力钢筋至σｃｏｎ 并加以锚固的时刻。
Company Logo
7. 1. 3
施加预应力的方法
１．先张法 先张法是先张拉钢筋后浇筑混凝土的方法。 其基本工序为： （１）在台座（或钢模）上用张拉机具张拉预 应力钢筋至控制应力，并用夹具临时固定。 （２）支模并浇灌混凝土； （３）养护混凝土，待其强度达设计强度的７ ５％以上时，切断或放松预应力钢筋，混凝土获 得预加压力。
LOG本概念
7. 1. 1 预应力混凝土的基本原理
所谓预应力混凝土结构就是在结构构件受外荷载 作用前，人为地对混凝土施加压力，使产生的预 压应力可以减小或抵消外荷载所引起的拉应力， 充分利用混凝土抗压强度高的优点，克服混凝土 抗拉强度低的缺点，达到延缓受拉区混凝土开裂、 提高构件承载力的目的。
7. 4. 1 一般构造要求
１．截面形式和尺寸 预应力轴心受拉构件采用正方形或矩形截面， 预应力受弯构件可采用Ｔ形、Ｉ形及箱形截面。 由于预应力构件的抗裂度和刚度较大，所以截面 尺寸可比钢筋混凝土构件小一些。如对预应力受 弯构件，截面高度h＝（１／２０～１／１４）l， 翼缘宽度（１／３～１／２）h，翼缘厚度（１ ／１０～１／６）h。
Company Logo
7.3 预应力混凝土轴心受拉构件
7. 3. 1 应力分析
１．先张法构件 （１）施工阶段 （２）使用阶段
２．后张法构件 （１）施工阶段 （２）使用阶段
Company Logo
7. 3. 2
Company Logo
LOGO
Company Logo
7. 4. 2
先张法构件
１．钢筋、钢丝、钢绞线净距。先张法预应力钢 筋之间的净间距应根据浇筑混凝土、施加预应力 及钢筋锚固等要求确定。 ２．当先张法预应力钢丝按单根方式配筋困难时， 可采用相同直径钢丝并筋的配筋方式。 ３．端部附加竖向钢筋的布置。 ４．对槽形板类构件，应在构件端部１００ｍｍ 范围内沿构件板面设置附加横向钢筋，其数量不 应少于２ 根。
Company Logo
7. 2 预应力混凝土构件设计的一般规定
7. 2. 1 预应力混凝土材料
１．钢筋 ２．混凝土
Company Logo
7. 2. 2
张拉控制应力
张拉控制应力是指张拉预应力钢筋时，张拉设备 的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力钢筋截 面面积得出的拉应力值，以σｃｏｎ表示。 当构件截面尺寸及配筋量一定时，显然， σｃｏｎ 越大，在构件受拉区建立的混凝土预压应力也越 大，则构件使用时的抗裂度也越高。
Company Logo
Company Logo
7. 2. 3
预应力损失
１．预应力损失产生的原因 预应力混凝土构件在施工及使用过程中，预 应力钢筋的张拉应力值并不是始终不变的，由于 各种原因（如由于预应力钢筋与孔道壁之间的摩 擦，锚具夹片的滑移，混凝土的收缩、徐变以及 钢筋的应力松弛等因素）会使得预应力钢筋的张 拉应力不断地降低。这种预应力钢筋应力的降低， 即为预应力损失σl。
Company Logo
２．后张法 后张法是先浇筑混凝土后张拉钢筋的方法。 其基本工序为： （１）浇灌混凝土制作构件，并预留孔道； （２）养护混凝土到规定强度值； （３）在孔道中穿筋，并在构件上用张拉机具 张拉预应力钢筋至控制应力； （４）张拉端用锚具锚住预应力钢筋，并在孔 道内压力灌浆。
Company Logo
（５）后张法预应力混凝土构件中，曲线预应力 钢丝束、钢绞线束的曲率半径不宜小于４ｍ；对 折线配筋的构件，在预应力钢筋弯折处的曲率半 径可适当减小。 （６）在后张法预应力混凝土构件的预拉区和预 压区中，应设置纵向非预应力构造钢筋；在预应 力钢筋弯折处，应加密箍筋或沿弯折处内侧设置 钢筋网片。