同济大学-混凝土基本原理顾祥林课件-第十章 预应力混凝土结构的受力性能

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第十章 预应力砼受弯构件分析(第四课)

第十章 预应力砼受弯构件分析(第四课)
◆因为在施加弯矩 的过程中,预应力混凝土受弯构件不会出 因为在施加弯矩M的过程中 的过程中,
现如同轴心受拉构件的全截面消压状态。 现如同轴心受拉构件的全截面消压状态。故将产生全截面消压 状态的受力情况称为假想全截面消压状态 假想全截面消压状态。 状态的受力情况称为假想全截面消压状态。 σ ′p + α Eσ ′pc σ ′p
2
N0
h0
h z = 0.87 − 0.12(1 − γ ′f ) 0 e
C e ep Ms
z
∆σp
10.2 受弯构件
Ms e= + ep N0
第十章 预应力混凝土构件受力性能分析
5、极限弯矩 、 随着荷载增加,受拉区预应力筋先达到屈服强度, 随着荷载增加,受拉区预应力筋先达到屈服强度,受压边 截面达到受弯极限状态, 缘混凝土达到极限压应变εcu,截面达到受弯极限状态,其截 面应力分布与钢筋混凝土受弯构件类似, 面应力分布与钢筋混凝土受弯构件类似,但有以下几点不同 之处: 受压区预应力筋A' 之处:⑴ 受压区预应力筋 p的应力σ ' p εcu σ ′ = E (ε ′ − ∆ε ′ ) p p p0 p
y'p yp
y0
σ p 0 = σ con − σ l
放张前
σpc
放张后
σ p = σ con − σ l − α E σ pc

混凝土结构设计基本原理-第10章-预应力混凝土结构

混凝土结构设计基本原理-第10章-预应力混凝土结构

混凝土结构设计基本原理
二、预应力砼结构的优缺点
优点: 优点: 缺点: 缺点:
第十章
抗裂性好; 抗裂性好; 结构刚度大,挠度小; 结构刚度大,挠度小; 结构自重轻; 结构自重轻; 耐久性好; 耐久性好; 抗剪能力强; 抗剪能力强; 疲劳性能好。 疲劳性能好。
施工机械设备要求高; 施工机械设备要求高; 施工工序多; 施工工序多; 设计计算复杂。 设计计算复杂。
3、部分预应力砼 、 4、普通钢筋砼 、
λ=0
γ f tk σ sc
1−
γ f tk >λ>0 σ sc
1、全截面受压—全预应力砼 、全截面受压 全预应力砼 2、有限预应力砼 、
混凝土结构设计基本原理
1. 先张法预应力砼构件
第十章
①张拉钢筋
②浇注混凝土
③剪断钢筋
图10-2 先张法 支模、浇砼→ 钢筋就位 → 张拉钢筋 → 支模、浇砼→ 砼达到一 定强度→ 定强度→ 剪丝 → 钢筋回缩 → 砼产生预应力 应用于成批生产的中、小预应力构件。 应用于成批生产的中、小预应力构件。
第十章
σcon:张拉钢筋时,张拉设备上的测力计所指示的 张拉钢筋时,
总张拉力/预应力钢筋面积。 总张拉力 预应力钢筋面积。 预应力钢筋面积 的确定原则:与预应力的施加方法 σcon的确定原则:与预应力的施加方法、钢筋的 的施加方法、 强度标准值fptk有关。 强度标准值 有关。 时考虑的因素: 确定σcon时考虑的因素:

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

授课教师:熊学玉
源自文库
思考题
1-1 钢筋和混凝土共同工作的基础是什么? 答: (1)混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能,二者能够可靠地结合在一起,共同受力, 共同变形。 (2)混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近,避免温度变化时产生较大的温 度应力破坏二者之间的粘结力 (3)混凝土包裹在钢筋的外部,可使钢筋免于过早的腐蚀或高温软化 1-2 与素混凝土梁相比,钢筋混凝土梁有哪些优势? 答:钢筋不但提高了梁的承载能力,而且还提高了梁的变形能力,使得梁在破坏前能给人以 明显的预告。 1-3 与钢筋混凝土梁相比,预应力混凝土梁有哪些优势? 答: 预应力钢筋在梁底部产生的预压应力会抵消外部荷载 P 产生的拉应力, 使得梁底部不产 生拉应力或仅产生很小的拉应力,提高梁的抗裂行能。 1-4 与其他结构相比,混凝土结构有哪些特点? 答:1.混凝土结构的优点: 1)良好的耐久性 2)良好的耐火性 3)良好的整体性 4)良好的可模性 5)可就地取材 6)节约钢材 2.混凝土结构的缺点: 混凝土结构的自重大且易开裂, 一般混凝土结构使用时往往带裂缝工作, 对裂缝有严格 要求的结构构件需采取特殊措施; 现浇混凝土结构需耗费大量的模板; 施工季节性的影响较 大;隔热隔声性能较差等。
4
的方法;也可以由公式计算 la
fy ft
d。
3-6 对水平浇筑的钢筋混凝土梁,其顶部钢筋与混凝土间的粘结强度和底部钢筋与混凝土间 的粘结强度相比有何区别?为什么? 答:顶部水平钢筋,钢筋地面的混凝土由于水分、气泡的溢出和混凝土泌水下沉,并不与钢 筋紧密接触,形成轻度较低的疏松空隙层,削弱了钢筋与混凝土的粘结作用。 3-7 两根钢筋在混凝土搭接时是否允许钢筋并拢?为什么? 答:不允许。增大钢筋外部混凝土保护层厚度和保持一定的钢筋净距,可以提高外围混凝土 的劈裂能力,保证粘结强度的充分发挥。 3-8 钢筋传递长度 ltr 和锚固长度 la 之间的区别和联系是什么? 答:传递长度—钢筋通过粘结作用把加于其上的拉力 T 传递给混凝土所需的粘结长度。 锚固长度—将钢筋在混凝土中延伸一段长度来实现钢筋与混凝土之间的锚固。 联系最小的锚固长度实际上就是钢筋屈服时的传递长度, 或称钢筋应力达到屈服强度时 的发展长度。

《混凝土结构基本原理》课程教学大纲

《混凝土结构基本原理》课程教学大纲

《混凝土结构基本原理》课程教学大纲

学分:4 总学时:64(课堂)+8(试验)

实验学时:8 大纲执笔人:屈文俊大纲审核人:顾祥林

一、课程性质与目的

本课程是土木工程专业必修的主要专业基础课程之一,教学目的是使学生掌握由钢筋及混凝土这两种材料所组成的结构构件的基本力学性能,并能理解它与先修课程如《材料力学》、《结构力学》以及姐妹课程《钢结构》的区别和联系,从而为后继课程——《混凝土结构设计》的学习建立必要的基本概念和理论准备,进而为选修课程及研究生课程学习打下基础。

二、课程基本要求

(一) 绪论

了解钢筋混凝土结构的一般概念与特点,了解其工程应用及发展概况。

(二)材料性能

熟悉钢筋混凝土材料的特点,掌握钢筋和混凝土的强度及应力应变关系,熟悉混凝土的收缩和徐变特性。

(三) 轴压及轴拉构件的受力性能

熟悉轴压及轴拉构件截面的实验结果,掌握其弹塑性分析的方法。

(四) 受弯构件正截面受力性能

掌握典型试验结果,熟练掌握各种情况下的弹塑性分析。

(五) 受弯构件斜截面受力性能

熟悉主要试验结果,各种情况下的应力状态和影响受剪承载力的主要因素掌握梁的受剪性能和受剪承载力计算。

(六) 偏压、偏拉构件正截面受力性能

熟悉主要试验结果和各种影响因素,掌握承载力计算和延性的概念。

(七) 构件的受扭性能

熟悉主要试验结果,熟练掌握纯扭构件的弹性分析和塑性分析,掌握复合受扭截面的分析。

(八) 构件受冲切性能

熟悉主要试验结果,掌握板及基础受冲切的性能和分析,局部受压承载力计算。(九) 粘结与锚固

熟悉主要试验结果,掌握粘结机理和强度,锚固长度、搭接长度等。

建筑混凝土结构设计(顾祥林同济大学)

建筑混凝土结构设计(顾祥林同济大学)

建筑混凝⼟结构设计(顾祥林同济⼤学)44:37

顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(1、2)-1

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顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(3、4)-1

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43:41

顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(3、4)-2

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顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(5、6)-2

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顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(7、8)-1

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顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(7、8)-2

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44:50

顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(9、10)-1

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45:00

顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(9、10)-2

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42:12

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第十章预应力混凝土结构 PPT

第十章预应力混凝土结构 PPT
一般要求不出现裂缝得构件,要求构件受拉边缘混凝土 得拉应力不超过混凝土轴心抗拉强度 , σck ≤ αctftk。 ➢ 三级:
允许出现裂缝得构件,要求裂缝宽度不超过限值, wmax ≤ wlim
10、1 预应力混凝土得基本概念
第十章 预应力混凝土结构
4、按预应力钢筋与混凝土得粘结状况 ,可分为: ➢ 有粘结预应力混凝土 : 预应力钢筋与周围得混凝土有可靠得粘结强度,使得预 应力钢筋与混凝土在荷载作用下有相同得变形。 先张法与后张灌浆得预应力混凝土都就是有粘结预应 力混凝土。
1、锥形锚块 4、张拉连接器
锥形锚块夹具 2、锥形夹片 5、张拉螺杆
3、预应力钢筋 6、固定用螺母
10、2 施加预应力得方法,预应力混凝土得材料
第十章 预应力混凝土结构
➢ 对于多根钢筋,则可考虑螺杆镦粗夹具或锥形锚块夹具。
螺杆镦粗夹具
1、锚板
2、螺杆 3、螺帽
5、预应力钢筋
4、镦粗头
10、2 施加预应力得方法,预应力混凝土得材料
1-套筒;2-锥销; 3-预应力钢筋; 4-锚板;5-楔块
偏心夹具
锥形夹具
楔形夹具
10、2 施加预应力得方法,预应力混凝土得材料
第十章 预应力混凝土结构
➢ 同时张拉多根预应力钢丝时,常采用梳子板夹具。 ➢ 钢丝两端用镦头(冷镦)锚定; ➢ 钢丝张拉完毕立即拧紧螺母,钢丝就临时锚固在钢模 横梁上。

第十章 预应力砼轴拉构件分析(第三课)

第十章 预应力砼轴拉构件分析(第三课)

=
Np Ac
σ p = σ con − σ l − α Eσ pc
N p 0 = (σ con − σ l ) Ap
σ p = σ con − σ l
N p = (σ con − σ l ) Ap
◆ 有无弹性压缩损失σle是先张法与后张法计算公式的差异所在 ◆ 假定两张拉方法的σcon和σl 相同,则Np0和Np的数值相等,但 相同, 的数值相等,
平衡条件
σ pcI Ac = σ pI Ap
= N p0I A0
σ c = σ pcII
完成第二 批损失
σ pcI =
(σ con − σ lI ) Ap Ac + α E Ap
σ pcII =
(σ con − σ l ) Ap Ac + α E Ap
10.1 轴心受拉构件
=
N p 0 II A0
第十章 预应力混凝土构件受力性能分析
平衡条件
σ pcI Ac = σ pI Ap
= N p0I A0
σ c = σ pcII
完成第二 批损失
σ pcI =
(σ con − σ lI ) Ap Ac + α E Ap
σ pII = σ con − σ lI − σ lII − α Eσ pcII
= σ con − σ l − α Eσ pcII

同济大学《混凝土结构基本原理》第十章_预应力混凝土结构的受力性能

同济大学《混凝土结构基本原理》第十章_预应力混凝土结构的受力性能
dP1 dx
dP2+dP1 Px-dPx
d Px
Pxd
Px-dP1
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
Px
P e(kx )
P 张拉端
d
预应力筋轴线
Px
Px-dPx
x
dx
锚固端
1
P Px P(1 e(kx) )
d
r
l2
con(1
1 e(kx ) )
P' Px
dP2 dx
Px-dP2 Px
考虑孔道每米长度 局部偏差的摩擦系 数,教材表10-3
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
一、基本概念
4. 全预应力和部分预应力
使用荷载下不出现 拉应力或裂缝
全预应力混凝土构件
使用荷载下允许混凝土 受拉区产生宽度不大的裂缝
部分预应力混凝土构件
二、施加预应力的方法
1. 张拉预应力筋的方法
混凝土中的有效预压应力
pcII
混凝土应力:
pcII
( con
lI lII ) Ap
A0
A0 A ( E 1) Ap
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的应力分析
加载阶段----加载至混凝土中的应力为0

第十章预应力混凝土结构演示文稿

第十章预应力混凝土结构演示文稿
10.2 施加预应力的方法,预应力混凝土的材料
第十章 预应力混凝土结构
➢ 对于多根钢筋,则可考虑螺杆镦粗夹具或锥形锚块夹具。
螺杆镦粗夹具
1、锚板
2、螺杆 3、螺帽
5、预应力钢筋
4、镦粗头
第三十五页,共165页。
10.2 施加预应力的方法,预应力混凝土的材料
第十章 预应力混凝土结构
2、后张法的锚具 钢丝束常用锥形锚具配用外夹式双作用千斤顶进行张拉。
❖ 强度高 张拉应力出现应力损失,如强度不高,张拉建立的应力会
损失殆尽。预应力损失达到200N/mm2以上。 ❖ 与混凝土有良好的粘结力
先张法中,预应力钢筋与混凝土之间须有较高的粘结自锚强度 。
❖ 足够的塑性和良好的加工性能 钢材强度高,塑性低,处于低温和冲击荷载下,可能发生脆
性断裂。良好的加工性能指焊接性能好。
第三页,共165页。
10.1 预应力混凝土的基本概念
第十章 预应力混凝土结构
二、预应力混凝土的概念
预应力混凝土是在外荷载作用之前,先对混凝土预加压力 ,以抵消外荷载所引起的部分或全部拉应力。
第四页,共165页。
10.1 预应力混凝土的基本概念
第十章 预应力混凝土结构
三、预应力混凝土的优点
❖ 预应力混凝土是解决普通钢筋混凝土抗裂性差和高强
第十二页,共165页。
10.1 预应力混凝土的基本概念

第十部分预应力混凝土构件教学课件

第十部分预应力混凝土构件教学课件
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。
第十部分预应力混凝土构件教学课件
10.1概述 10.1.1 预应力混凝土的概念
钢筋混凝土受拉与受弯等构件,由于混凝土抗拉 强度及极限拉应变值都很低,所以在使用荷载作用下, 通常是带裂缝工作的。因而对使用上不允许开裂的构 件,不能充分利用受拉钢筋的强度。为了要满足变形 和裂缝控制的要求,则需增大构件的截面尺寸和用钢 量,这将导致自重过大,使钢筋混凝土结构用于大跨 度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。
减少此项损失的措施有:
①选择变形小或预应力钢筋内缩小的锚具,尽量 减少垫板数;
②对先张法构件,选择长台座。
2)预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失 σl2
l2
con
1ekx1
当 kx0.2
l2 con(kx)
式中 k——考虑孔道局部偏差对摩擦影响的系数:
x——张拉端至计算截面的孔道长度,可近似取 该孔道在纵轴上的投影长度,

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

Ft 0.395f cu 0.55
《混凝土结构设计规范》 (GB50010)给出的混凝土轴心抗拉强度的标准值与立方体抗压强 度标准值存在如下的换算关系
Ftk 0.88 0.395f cu 0.55 (1 1.64 )0.45 2
2-7 混凝土强度等级是如何确定的?《混凝土结构设计规范》 (GB50010)覆盖的混凝土强度 等级范围是什么? 答:混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值(用符号 f cu,k 表示)确定,即用按上述标准试 验方法测得的具有 95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。C15-C80 共 14 个 强度等级。 2-8 混凝土轴心受压应力—应变关系曲线的主要特点是什么?试举一常用的应力—应变关系 曲线数学模型加以说明。 答:
图 2.3 Hognestad 建议的应力应变曲线关系 公式表达如下:
2 c fc 2 c c c c c f c 1 0.5 c 0 cu 0
( c r ) ( 0 c cu )
2-9 如何确定混凝土的变形模量和弹性模量? 答:变形模量是应力与应变之比。由于轴心受压混凝土应力——应变关系是一条曲线,在不 同的应力阶段变形模量是一个变数。混凝土的变形模量有三种表示方法,及原点弹性模量、 割线模量、切线模量。混凝土的弹性模量通常是指原点弹性模量,其值可用 Ec 表示。我们 GB50010 规范给出的混凝土弹性模量值是这样得到的:对棱柱体试件,加载至 c 0.5f c , 然后卸载至零,这样重复加载卸载 5~10 次后,卸载曲线接近直线且其斜率趋于稳定,将该 直线的斜率定为混凝土的弹性模量。 根据实验结果进行统计分析, 可将混凝土的弹性模量与 立方体抗压强度的关系表示为:

混凝土结构课件第10章

混凝土结构课件第10章
直线孔道偏差等因素引起的 曲线型孔道摩擦而引起的
con
张拉端
x

x
l2 con- l2
2. 计算
l 2 con 1 (
e
) κx μθ
1
(10.4)
考虑孔道每米长度局部偏差 的摩擦系数,表10-3
钢筋与孔道壁间的 摩擦系数,表10-3
3. 应注意的问题 * 当x 0.2时 , 公 式 可 近 似 为 l 2 x ) con (
con过大会产生
预应力筋过早进入流幅, 降低其塑性
增加钢筋的松弛损失
三. 张拉控制应力con的取值
与钢筋种类和强度、张拉方法有关,其限值见表10.1 冷拉钢筋 碳素钢丝、刻痕 钢丝、钢绞线 冷拔低碳钢丝、 热处理钢筋 注意: 超张拉工艺
0 1.05 ~ 1.1 con 0.85 con con
七. 混凝土局部挤压损失l 6
1. 概念
l 6
采用螺旋式预应力筋配筋的环形构件,由于 预应力筋对混凝土的局部挤压使构件直径减 小所引起的损失
2. 计算
环形构件的直径 d 越大,损失越小。
《规范》 3. 应注意的问题
d 3m时 , d 3m时 ,
l 6 30 N mm 2 l6 0
五. 钢筋应力松弛损失l 4
1. 概念

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

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题 答

《混凝土结构基本原理》
授课教师:熊学玉
思考题
1-1 钢筋和混凝土共同工作的基础是什么? 答: (1)混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能,二者能够可靠地结合在一起,共同受力, 共同变形。 (2)混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近,避免温度变化时产生较大的温 度应力破坏二者之间的粘结力 (3)混凝土包裹在钢筋的外部,可使钢筋免于过早的腐蚀或高温软化 1-2 与素混凝土梁相比,钢筋混凝土梁有哪些优势? 答:钢筋不但提高了梁的承载能力,而且还提高了梁的变形能力,使得梁在破坏前能给人以 明显的预告。 1-3 与钢筋混凝土梁相比,预应力混凝土梁有哪些优势? 答: 预应力钢筋在梁底部产生的预压应力会抵消外部荷载 P 产生的拉应力, 使得梁底部不产 生拉应力或仅产生很小的拉应力,提高梁的抗裂行能。 1-4 与其他结构相比,混凝土结构有哪些特点? 答:1.混凝土结构的优点: 1)良好的耐久性 2)良好的耐火性 3)良好的整体性 4)良好的可模性 5)可就地取材 6)节约钢材 2.混凝土结构的缺点: 混凝土结构的自重大且易开裂, 一般混凝土结构使用时往往带裂缝工作, 对裂缝有严格 要求的结构构件需采取特殊措施; 现浇混凝土结构需耗费大量的模板; 施工季节性的影响较 大;隔热隔声性能较差等。
图 2.3 Hognestad 建议的应力应变曲线关系 公式表达如下:
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1. 预应力损失的种类
Apcon Apcon Apcon
Apcon
前期损失或第 一批损失 后期损失或第 二批损失
预应力损失值不宜笼统地估算,应予 分项计算,然后相加确定总的损失值
但各项预应力损失值又不是截然无关 的。试图求得各项预应力损失的“净 值”是很困难的。
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
垫板
螺丝杆端
对焊接头
三、预应力混凝土所用的材料
1. 钢筋
要求 钢筋
强度高;与混凝土间有足够的粘结力;良好的加 工性能和一定的塑性
冷拉钢筋、热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢丝、 钢绞线、冷拔低碳钢丝
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
注意
对直接承受动荷载的预应力混凝土构件,不得采 用有焊接接头的冷拉钢筋
e
) ( kx )
1
dP1
dx
Px-dPx d Px
Px-dP1
dx
预应力钢筋与孔 道壁间的摩擦系 数,教材表10-3
dP2+dP1
Pxd
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
con
张拉端 锚固端
采用两端张拉可以 减少l2
con
张拉端
con
张拉端
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
2. 锚具和夹具
墩头锚具
二、施加预应力的方法
2. 锚具和夹具
粘结型锚具:利用构件端部预留锥形自锚孔的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
二、施加预应力的方法
2. 锚具和夹具
承压型锚具:利用螺帽、垫板等的承压作用将预应力钢筋锚固在端

螺母 预应力筋
Px Px-dPx x dx
锚固端

Px
P
x dP x kdx d 0 0 Px
r
d
r P'
Px
d
Px ln kx P Px P e ( kx )
Px dP2
dP1
Px-dP2
dx
Px-dPx d Px
Px-dP1
dx
dP2+dP1
Pxd
采用超张拉可以减 少l4
建议的张拉程序为
0
(1.05~1.1)con 停2~5分钟
0
con
在高应力下,本需1小时才能完成的 损失,在2~5分钟内就完成了大部分
五、预应力损失值
6. 混凝土收缩徐变损失l5
收缩和徐变两者相互有关,很难精确计算,为了简化两项 损失可合并考虑
受拉区或受压区预应力钢筋在各自合 力作用点处混凝土的法向压应力
使构件出现脆性破坏 预应力筋过早进入流幅,降 低其塑性 增加钢筋的松弛损失
四、张拉控制应力con的确定
2. con的取值
Apcon Apcon
Apcon
Apcon
冷拉钢筋
碳素钢丝、刻痕钢 丝、钢绞线 冷拔低碳钢丝、热 处理钢筋
预应力钢筋屈服强度的0.5~0.9
预应力钢筋极限抗拉强度的 0.4~0.75 预应力钢筋极限抗拉强度的 0.4~0.70

d 预应力筋轴线
后张法中,张拉钢筋时, 钢筋在孔道中滑动,就 会产生摩擦力
主要由两部分组成
P 张拉端 Px Px-dPx x dx 锚固端
*孔道偏 差等因素 引起的
*曲线型 孔道而引 起的
Px
r
d
r dP1 Px-dP1 dx Px dP2
d P
Px-dP2 dx
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
张拉端锚具的变形 和钢筋的内缩值, 见教材表10-2
a l1 E p l
预应力钢筋的弹 性模量 张拉端至锚固端 之间的距离
五、预应力损失值
3. 锚具变形和钢筋回缩损失l1
应注意的几个问题
*由块体拼装的结构,尚应考虑填逢
间的预压变形。当采用混凝土或砂 浆为填逢材料时,每条缝的预压变 形值为1mm
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
P

d
预应力筋轴线
Px
P e ( kx )
张拉端
Px Px-dPx x dx
锚固端
P Px P (1
1 e
( kx )
)
r Px dP2
d
r P'
Px-dP2 Px
d
l 2 con (1
考虑孔道每米长度 局部偏差的摩擦系 数,教材表10-3

P 张拉端 Px Px-dPx 锚固端 d 预应力筋轴线
dP kPx rd kPx dx 1
负号表示dP1和Px 方向相反
x
dx
r Px
d
dP1
Px-dP1 dx
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
P

d
预应力筋轴线
张拉端
Px Px-dPx
锚固端
P' Px d
x
dx
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的应力分析
施工阶段----完成第二批损失
E Es E
c
钢筋应力: p con lI lII E pcII
pcII ( A Ap ) ( con lI lII E pcII ) Ap
钢筋在高应力作用下,长度不变而应力随时间逐渐降低的现象称为应力松弛
钢筋张拉后1小时内约完成总松弛的50%, 24小时内完成总松弛的80%,以后逐渐收敛
采用超张拉时为0.9,不采用时为1.0
l 4 a (
con
f pt
b) con
常数参见规范的相关内容
五、预应力损失值
5. 应力松弛损失l4
当d3m时
l 6 30Mpa
五、预应力损失值
7. 预应力损失的组合
预应力损失的组 合 第一批损失lI 第二批损失lII 先张法构件 后张法构件
l1+l2+l3+l4 l5
l1+l2 l4+l5+l6
预应力总损失 的下限值
先张法构件: l100N/mm2 后张法构件: l80N/mm2
3. 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
一、基本概念
4. 全预应力和部分预应力
使用荷载下不出现 拉应力或裂缝
使用荷载下允许混凝土 受拉区产生宽度不大的裂缝
全预应力混凝土构件
百度文库
部分预应力混凝土构件
采用超张拉可以减 少l2
建议的张拉程序为
con
张拉端 锚固端
1.1con
con
张拉端 0.85con 锚固端
0
1.1con停2分钟
0.85con停2分钟
con
五、预应力损失值
3. 锚具变形和钢筋回缩损失l1
由于锚具、垫块本身的变形, 其间裂缝的压紧及钢筋在锚具 中的滑移引起的损失
五、预应力损失值
1. 预应力损失的种类
Apcon Apcon Apcon
Apcon
前期损失或第 一批损失
发生在预应力传 到混凝土之前
如锚具变形、管道摩擦、台 座与钢筋的温差、钢筋松弛 损失等
后期损失或第 二批损失
发生在预应力传 到混凝土之后
如混凝土收缩徐变、局部挤 压损失等
五、预应力损失值
*直接加压法:用千斤顶直接在构件两端加力使其获得预压力
二、施加预应力的方法
2. 锚具和夹具
*夹具:主要依靠摩擦力来夹住钢筋, *锚具:永久地留在构件上,如锚具
它不留在构件上,剪断预应力筋后 夹具的作用即消失
失效构件中的预应力将全部消失。
二、施加预应力的方法
2. 锚具和夹具
摩擦型锚具
二、施加预应力的方法
1. 受力特征
开裂前,荷载-位移关系为线 性的,预应力钢筋的应力增 长较少 开裂后,预应力钢筋的应力 急增,进入非线性阶段
P 预应力混凝土构件 (使用荷载下不带裂缝)
P
预应力钢筋
P 普通混凝土构件 (使用荷载下常带裂缝)

七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的应力分析
施工阶段----张拉钢筋
r
d
r P'
Px-dP2 Px
d
dP P' Px d 2
Px dP2
dP1
dx
Px-dPx d Px
Px-dP1
dx
dP2+dP1
Pxd
五、预应力损失值
2. 管道摩擦损失l2
P

d
预应力筋轴线
dP dP dP kPx dx Px d x 1 2
张拉端
三、预应力混凝土所用的材料
2. 混凝土
一般预应力混凝土构件
C30
采用热处理钢筋、碳素钢丝、 刻痕钢丝、钢绞线的预应力 混凝土构件
C40
四、张拉控制应力con的确定
1. con对结构的影响
Apcon Apcon
Apcon
Apcon
con越大,混凝土
中的预压应力越 大,但过大会产 生如下问题
二、施加预应力的方法
1. 张拉预应力筋的方法
*直接张拉法:用千斤顶等机械工具
直接张拉预应力钢筋
*电热法:低电压强电流通过钢筋使
其发热伸长,达设计要求时断电
*连续配筋法:用旋转工作台将预应力筋缠绕于混凝土块体上或水池
壁上
*自张法:用自应力水泥制成混凝土,结硬时混凝土膨胀带动混凝土
中的钢筋一起伸长,在混凝土中产生压力
0.00001 t 2 105 2t ( N / m m2 )
*采用二次升温法可减少l3:先在常温下养护,当混 凝土的强度达到7.5~10N/mm2时再逐渐升温
温度回落到t0时由于混凝土 已结硬和钢筋同时回缩, 此处的应力为con < con
五、预应力损失值
5. 应力松弛损失l4
a l1 E p l
*先张法构件,当台座长度超过100m时,可忽略l1
*后张法构件,l1只考虑张拉端,因锚固端锚具在张拉过程
中已被压紧
五、预应力损失值
3. 锚具变形和钢筋回缩损失l1
应注意的几个问题
a l1 E p l
*此式不适用于曲线配筋
的后张法构件(具体算 法可参考相关文献)
第十章 预应力混凝土结构的性能与计算
同济大学土木工程学院建筑工程系 顾祥林
一、基本概念
1. 预应力混凝土的特点
*提高刚度和抗裂度
*减轻结构自重
*提高梁的抗扭和抗剪承载力,
加载
加载
但不提高抗弯承载力
*提高梁的抗疲劳承载力保护钢
筋免受大气腐蚀
一、基本概念
2. 先张法和后张法
张拉钢筋并在 台座上固定 浇混凝土构件,并 在构件中预留孔道
浇注混凝土构件
在构件中预留孔道 中穿钢筋并张拉
混凝土强度达设计 强度的70%以上时 剪断钢筋
锚固灌浆
一、基本概念
3. 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以及后 张法张拉钢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
一、基本概念
施工阶段----放松钢筋
E Es E
c
钢筋应力: p con lI E pcI
pcI ( A Ap ) ( con lI E pcI ) Ap
pcI
混凝土应力: cpI
( con lI ) Ap A0
A0 A ( E 1) Ap
pcII
混凝土应力: pcII
( con lI lII ) Ap A0
混凝土中的有效预压应力
A0 A ( E 1) Ap
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的应力分析
f cu l5 C D
A B
pc
高湿环境中可降低50% 干燥环境中应增加20~30%
受拉区或受压区各自预应力钢筋和非 预应力钢筋的配筋率
系数A、B、C、D参见教材中的相关规定
五、预应力损失值
6. 钢筋挤压混凝土损失l6
采用螺旋式预应力筋作为配筋的环形构件,由于预应力筋 对混凝土的局部挤压使构件直径减小所引起的损失
六、预应力筋锚固区受力性能
1. 先张法预应力筋预应力传递长度
当采用骤然放松预应力钢筋的施 工工艺时,起点应从距构件末端 0.25ltr处开始计算

ltr
pe
ltr ltr
ltr
pe
ft
pc
d
六、预应力筋锚固区受力性能
2. 后张法锚固区的局部承压
2a
A
A 2b
七、轴心受拉构件的分析
l1
锚固前的应力图
con
摩擦力 l1/ 2
(0)
lf
锚固后的应力图
五、预应力损失值
4. 温差应力损失l3
混凝土蒸汽养护时,预应力 钢筋与台座之间温差引起 的损失
钢筋的线膨胀系数
温度为t0时的应力为con
温度升到t1时由于混凝土 未结硬此处的应力为con
l 3 0.00001 tE p
钢筋应力: p con
混凝土应力: c 0
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的应力分析
施工阶段----完成第一批预应力损失
浇注混凝土但不受力
钢筋应力: p con lI
混凝土应力: c 0
七、轴心受拉构件的分析
1. 先张法构件各阶段的应力分析
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