预应力混凝土构件PPT
合集下载
相关主题
- 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)。
开裂荷载与破坏荷载过于接近，破坏前的延性差。
优先采用预应力混凝土的结构：
要求裂缝控制等级较高的构件； 大跨度或受力很大的构件；
对构件刚度和变形控制要求较高的结构构件。
10.1.2 预应力混凝土的分类
截 面 控 制 裂 缝 的 程 度 不 同 一级－严格要求不出现裂缝的构件，要求构件受 拉边缘混凝土不产生拉应力
先张法－在浇灌混凝土之前张拉钢筋的方法，称为先张法。
先张法
预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的。
优点：用长线台座，批量生产，效率高；施工简单。
缺点：需要专门台座，基建投资较大；施加的预应力较小，用 于中小构件。
在结硬后的混凝土构件上张拉钢筋的方法称为后张法。
后张法
预应力是靠钢筋端部的锚具来传递的。 优点：不需要专门台座，可现场制作，用于大型构件； 缺点：需要留孔，灌浆，施工复杂；锚具要附在构件内，耗钢 量大。
第10章
预应力混凝土构件
预应力混凝土结构
Prestressed Concrete Structure
10.1 预应力混凝土的基本概念与分类 10.1.1 预应力混凝土的概念
混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，或者 裂缝宽度过宽，不满足适用性和耐久性的要求。混凝土的极 限拉应变约为0.1~0.15×10-3，钢筋弹性模量为2×105N/mm2， 则受拉钢筋的应力只能到20~30N/mm2，不能充分利用其强 度；对允许开裂的构件，当受拉钢筋的应力达到250N/mm2， 裂缝宽度已达0.2~0.3mm。 钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截 面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环。 高强钢筋的使用，应力达500~1000N/mm2，裂缝宽度将很大， 无法满足使用要求。
无粘结预应力混凝土特点
无粘结预应力混凝土的预应力钢筋有塑料套管或塑料包膜包 裹；制作时不需预留孔道和灌浆；张拉工序简单，施工方便； 破坏时钢筋应力仅为有粘结预应力钢筋的70％～90％。为了 综合考虑对其结构性能的要求，必须配置一定数量的有粘结 的非预应力钢筋。用于水工建筑物较少。
10.2施加预应力的方法、预应力混凝 土材料与张拉机具
10.2.2 预应力混凝土材料
混凝土
1）强度高。预应力混凝土要求采用高强混凝土，可以施加较大的 预压应力，有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；
2）收缩、徐变小，有利于减少收缩、徐变引起的预应力损失；
3）快硬、早强。可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座、 模具、夹具的周转率
一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30，当采用高 强钢丝时不低于C40。
s ct s pc f tk
1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土。
预应力坝
预应力混凝土结构的优缺点：
优点：延缓构件开裂，减小裂缝宽度； 提高抗裂度和刚度； 节约钢筋，减轻自重，可建造大跨高层结构。 缺点：施工工序多，技术要求高；
需要专门的锚具和张拉设备，以及预应力钢筋，费用高；
（4）使用方便，省材料，价格低。
钢材 1）强度高； 预应力钢筋具有较高的抗拉强度。 2）具有一定的塑性；为避免在构件发生脆性破坏，预应力筋 在拉断前具有一定的伸长率。 3）良好的加工性能；以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。 4）与混凝土之间有良好的粘结；通常采用‘刻痕’或‘压波’ 方法来提高与混凝土粘结强度。 我国目前常用的预应力钢材主要有：
10.2.3 夹具和锚具
夹具：当预应力构件制成后能够取下重复使用的称为夹具； 锚具：留在构件上不再取下的称锚具。 二者均是依靠摩阻、握裹和承压锚固来夹住或锚住钢筋。 对锚具的要求： （1）安全可靠，具有足够的强度和刚度； （2）应使预应力钢筋在锚具内尽可能的不产生滑移； （3）构造简单，便于机械加工制作；
预应力混凝土结构：就是在外荷载作用之前，先对混凝土预 加压力，造成人为的应力状态。它所产生的预压应力能部分 或全部抵消外荷载所引起的拉应力。这样在外荷载作用下， 裂缝就能延缓或不致发生，即使发生了，裂缝的宽度也不会 开展过宽。
ep N
s pc
q
s ct
N
sct-spc
s ct s pc 0
钢绞线
ห้องสมุดไป่ตู้钢丝 钢丝束等
1、钢绞线
钢绞线是用直径5~6mm的高强钢丝捻制而成的一种高强预应 力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为 9.5~15.2 mm，强度可高达1860MPa。
无粘结预应力束
2、钢丝、钢丝束
分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种。 外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种。
二级－一般要求不出现裂缝的构件，要求构件受 拉边缘混凝土的拉应力不超过混凝土抗拉强度
三级－允许出现裂缝的构件，要求构件正截面最 大裂缝宽度计算值不超过规定限值。
若按预应力钢筋与混凝土的粘结状况，可分为有粘结预应力 混凝土和无粘结预应力混凝土。 有粘结预应力混凝土：预应力钢筋与周围的混凝土有可靠的 粘结强度，使得预应力钢筋与混凝土在荷载作用下有相同的 变形。 无粘结预应力混凝土：预应力钢筋与周围的混凝土没有任何 的粘结强度。预应力钢筋的应力沿构件长度变化不大，若忽 略阻力影响则可以认为是相等的。
极限抗拉强度标准值可达1860N/mm2。
在后张法构件中，当需要钢丝的数量很多时，钢丝常成束布置， 称为钢丝束。钢丝束就是将几根或几十根钢丝按一定规律排列， 用钢丝扎在一起。排列方式有单根单圈、单根双圈、单束单圈等
刻痕钢丝
螺旋肋钢丝
3、无粘结预应力钢筋
分为无粘结预应力钢丝束和无粘结预应力钢绞线。它们用的钢丝 与有粘结钢筋相同，所不同的是：无粘结预应力钢筋的表面必须 涂刷油脂，应用塑料管或塑料布带作为包裹层加以保护及形成可 相互滑动的无粘结状态。
由于预加应力spc较大，受拉 边缘仍处于受压状态，不会 出现开裂；
受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混 凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂；
0 s ct s pc f tk
受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产 生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np =0）的开裂明 显推迟，裂缝宽度也显著减小。
优先采用预应力混凝土的结构：
要求裂缝控制等级较高的构件； 大跨度或受力很大的构件；
对构件刚度和变形控制要求较高的结构构件。
10.1.2 预应力混凝土的分类
截 面 控 制 裂 缝 的 程 度 不 同 一级－严格要求不出现裂缝的构件，要求构件受 拉边缘混凝土不产生拉应力
先张法－在浇灌混凝土之前张拉钢筋的方法，称为先张法。
先张法
预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的。
优点：用长线台座，批量生产，效率高；施工简单。
缺点：需要专门台座，基建投资较大；施加的预应力较小，用 于中小构件。
在结硬后的混凝土构件上张拉钢筋的方法称为后张法。
后张法
预应力是靠钢筋端部的锚具来传递的。 优点：不需要专门台座，可现场制作，用于大型构件； 缺点：需要留孔，灌浆，施工复杂；锚具要附在构件内，耗钢 量大。
第10章
预应力混凝土构件
预应力混凝土结构
Prestressed Concrete Structure
10.1 预应力混凝土的基本概念与分类 10.1.1 预应力混凝土的概念
混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，或者 裂缝宽度过宽，不满足适用性和耐久性的要求。混凝土的极 限拉应变约为0.1~0.15×10-3，钢筋弹性模量为2×105N/mm2， 则受拉钢筋的应力只能到20~30N/mm2，不能充分利用其强 度；对允许开裂的构件，当受拉钢筋的应力达到250N/mm2， 裂缝宽度已达0.2~0.3mm。 钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截 面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环。 高强钢筋的使用，应力达500~1000N/mm2，裂缝宽度将很大， 无法满足使用要求。
无粘结预应力混凝土特点
无粘结预应力混凝土的预应力钢筋有塑料套管或塑料包膜包 裹；制作时不需预留孔道和灌浆；张拉工序简单，施工方便； 破坏时钢筋应力仅为有粘结预应力钢筋的70％～90％。为了 综合考虑对其结构性能的要求，必须配置一定数量的有粘结 的非预应力钢筋。用于水工建筑物较少。
10.2施加预应力的方法、预应力混凝 土材料与张拉机具
10.2.2 预应力混凝土材料
混凝土
1）强度高。预应力混凝土要求采用高强混凝土，可以施加较大的 预压应力，有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；
2）收缩、徐变小，有利于减少收缩、徐变引起的预应力损失；
3）快硬、早强。可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座、 模具、夹具的周转率
一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30，当采用高 强钢丝时不低于C40。
s ct s pc f tk
1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土。
预应力坝
预应力混凝土结构的优缺点：
优点：延缓构件开裂，减小裂缝宽度； 提高抗裂度和刚度； 节约钢筋，减轻自重，可建造大跨高层结构。 缺点：施工工序多，技术要求高；
需要专门的锚具和张拉设备，以及预应力钢筋，费用高；
（4）使用方便，省材料，价格低。
钢材 1）强度高； 预应力钢筋具有较高的抗拉强度。 2）具有一定的塑性；为避免在构件发生脆性破坏，预应力筋 在拉断前具有一定的伸长率。 3）良好的加工性能；以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。 4）与混凝土之间有良好的粘结；通常采用‘刻痕’或‘压波’ 方法来提高与混凝土粘结强度。 我国目前常用的预应力钢材主要有：
10.2.3 夹具和锚具
夹具：当预应力构件制成后能够取下重复使用的称为夹具； 锚具：留在构件上不再取下的称锚具。 二者均是依靠摩阻、握裹和承压锚固来夹住或锚住钢筋。 对锚具的要求： （1）安全可靠，具有足够的强度和刚度； （2）应使预应力钢筋在锚具内尽可能的不产生滑移； （3）构造简单，便于机械加工制作；
预应力混凝土结构：就是在外荷载作用之前，先对混凝土预 加压力，造成人为的应力状态。它所产生的预压应力能部分 或全部抵消外荷载所引起的拉应力。这样在外荷载作用下， 裂缝就能延缓或不致发生，即使发生了，裂缝的宽度也不会 开展过宽。
ep N
s pc
q
s ct
N
sct-spc
s ct s pc 0
钢绞线
ห้องสมุดไป่ตู้钢丝 钢丝束等
1、钢绞线
钢绞线是用直径5~6mm的高强钢丝捻制而成的一种高强预应 力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为 9.5~15.2 mm，强度可高达1860MPa。
无粘结预应力束
2、钢丝、钢丝束
分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种。 外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种。
二级－一般要求不出现裂缝的构件，要求构件受 拉边缘混凝土的拉应力不超过混凝土抗拉强度
三级－允许出现裂缝的构件，要求构件正截面最 大裂缝宽度计算值不超过规定限值。
若按预应力钢筋与混凝土的粘结状况，可分为有粘结预应力 混凝土和无粘结预应力混凝土。 有粘结预应力混凝土：预应力钢筋与周围的混凝土有可靠的 粘结强度，使得预应力钢筋与混凝土在荷载作用下有相同的 变形。 无粘结预应力混凝土：预应力钢筋与周围的混凝土没有任何 的粘结强度。预应力钢筋的应力沿构件长度变化不大，若忽 略阻力影响则可以认为是相等的。
极限抗拉强度标准值可达1860N/mm2。
在后张法构件中，当需要钢丝的数量很多时，钢丝常成束布置， 称为钢丝束。钢丝束就是将几根或几十根钢丝按一定规律排列， 用钢丝扎在一起。排列方式有单根单圈、单根双圈、单束单圈等
刻痕钢丝
螺旋肋钢丝
3、无粘结预应力钢筋
分为无粘结预应力钢丝束和无粘结预应力钢绞线。它们用的钢丝 与有粘结钢筋相同，所不同的是：无粘结预应力钢筋的表面必须 涂刷油脂，应用塑料管或塑料布带作为包裹层加以保护及形成可 相互滑动的无粘结状态。
由于预加应力spc较大，受拉 边缘仍处于受压状态，不会 出现开裂；
受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混 凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂；
0 s ct s pc f tk
受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产 生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np =0）的开裂明 显推迟，裂缝宽度也显著减小。