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12.1.1
配筋混凝土结构——预应力、部分预应力、普通钢筋 混凝土结构
1）国外配筋混凝土结构的分类 I级：全预应力混凝土
全预应力混全凝土是指在各种荷载组合下构件 截面上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。
II级：有限预应力混凝土 有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下，容
许混凝土承受某一规定拉应力值，但在长期荷载作 用下，混凝土不得受拉的要求设计。
我国按照工程习惯，根据预应力度将配筋混凝土 分为全部预应力混凝土、部分预应力混凝土和普通 钢筋混凝土。
（1）预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的的预应力度(λ)定义为： 由预应力大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩 M的比值。
M0 M 14
▪ 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
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M h ( Np Npep h) I2 A I 2
sc
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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；
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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；
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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。
后张法
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◆后张法的工序
※ 浇筑混凝土构件，并 在构件中预留孔道
※ 待混凝土达到预定强 度后，用千斤顶张拉 钢筋，用锚具将张拉 端预应力钢筋锚固
※ 用压力泵将高强水泥 浆灌入预留孔道，使 预应力钢筋与孔道壁 产生粘结力
a. 预留孔道；
b. 穿预应力 筋、张拉；
c. 预应力筋 锚固；
d. 孔道压浆 、封锚
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无粘结预应力混凝土
★一定要有非预应力筋 ★锚具的可靠性 ★高强钢丝的可靠度
道路桥梁工程技术专业
钢筋混凝土结构计算
Calculation of Reinforced Concrete Structures
预应力混凝土原理及分类
1
能力目标
பைடு நூலகம்顶推 施工
预应力混凝土 的基本原理
目标１
预应力混凝 土的分类
目标２
预应力混凝土 的特点
目标３
2
资讯
本节任务
任务1.预应力混凝土的基本原理 任务2.预应力混凝土的分类 任务3.预应力混凝土的特点
3
任务1.预应力混凝土的基本原理
预应力混凝土结构(prestressed concrete structure)是 指结构在承受外荷载以前，预先采用人为的方法，在结构内 部形成一种应力状态，使结构在使用阶段产生拉应力的区域 先受到压应力，这项压应力将与使用阶段荷载产生的拉应力 抵销一部分或全部，从而推迟裂缝的出现，限制裂缝的展开， 提高结构的刚度。
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预留孔道 压浆封锚
穿预应力筋
张拉
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❖ 按照粘结方式分类
① 有粘结预应力混凝土 ② 无粘结预应力混凝土
无粘结预应力混凝土是继有粘结预应力 混凝土和部分预应力混凝土之后又一种新的 预应力形式。无粘结预应力钢筋是将预应力 钢筋的外表面涂以沥清、油脂或其他润滑防 锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用塑料 套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中 碰坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，而在 张拉时可以纵向发生相对滑移的后张预应力 钢筋。
（a）预压力作用 （b）荷载作用 （c）预压力与荷载共同作用
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预应力混凝土的概念
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图示，跨经为L截面为b×h，承受均部荷载，跨中 最大弯矩为M的简支梁
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图示，跨经为L的简支梁
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2.预应加力的主要方法:预应力的施加方法，按混凝土浇筑成型和预
应力钢筋张拉的先后顺序，可分为先张法和后张法两大类。
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。但是这种力的传递：过程，需要经过一段传递长度 ltr才 能完成。
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任务2.预应力混凝土的分类
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”； 把普通钢筋混凝土称为“非预应力混凝土（non-pre-stressed 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 pre-stressed concrete structure）”。 （1）国际预应力协会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。其中有限预应力也成为部分预应力A类，其中部分预应力也成为部分 预应力B类。 （2）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。
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1）国外配筋混凝土结构的分类
III级：部分预应力混凝土 部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许
出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。 IV级：普通钢筋混凝土
部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许 出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。
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材料
2）国内配筋混凝土结构的分类
① 全预应力混凝土： λ≥1，沿预应力筋方向的正截面不 出现拉应力；
② 部分预应力混凝土：1>λ>0，沿预应力筋方向的正截 面出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝；当对拉 应力加以限制时，为部分预应力混凝土A类构件；当 拉应力超过规定限值或出现不超过限值的裂缝时，为 部分预应力混凝土B类构件。
③ 钢筋混凝土：λ=0，无预加应力。
先张法预应力混凝土构件，预应力是靠钢筋与混 凝土之间的粘结力来传递的。
先张法
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◆先张法的工序
※ 将预应力钢筋用夹具 固定于台座或钢模上
※ 支模、帮扎非预应 力钢筋、浇注混凝土
※ 待混凝土达到预定 强度后，切断或放松 钢筋，使混凝土产生 预压应力。
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②后张法：后张法就是在构件浇筑成型后再张拉钢筋 的施工方法。后张法构件中，预应力主要靠钢筋端部 的锚具来传递。
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配筋混凝土结构——预应力、部分预应力、普通钢筋 混凝土结构
1）国外配筋混凝土结构的分类 I级：全预应力混凝土
全预应力混全凝土是指在各种荷载组合下构件 截面上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。
II级：有限预应力混凝土 有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下，容
许混凝土承受某一规定拉应力值，但在长期荷载作 用下，混凝土不得受拉的要求设计。
我国按照工程习惯，根据预应力度将配筋混凝土 分为全部预应力混凝土、部分预应力混凝土和普通 钢筋混凝土。
（1）预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的的预应力度(λ)定义为： 由预应力大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩 M的比值。
M0 M 14
▪ 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
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M h ( Np Npep h) I2 A I 2
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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；
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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；
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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。
后张法
18
◆后张法的工序
※ 浇筑混凝土构件，并 在构件中预留孔道
※ 待混凝土达到预定强 度后，用千斤顶张拉 钢筋，用锚具将张拉 端预应力钢筋锚固
※ 用压力泵将高强水泥 浆灌入预留孔道，使 预应力钢筋与孔道壁 产生粘结力
a. 预留孔道；
b. 穿预应力 筋、张拉；
c. 预应力筋 锚固；
d. 孔道压浆 、封锚
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无粘结预应力混凝土
★一定要有非预应力筋 ★锚具的可靠性 ★高强钢丝的可靠度
道路桥梁工程技术专业
钢筋混凝土结构计算
Calculation of Reinforced Concrete Structures
预应力混凝土原理及分类
1
能力目标
பைடு நூலகம்顶推 施工
预应力混凝土 的基本原理
目标１
预应力混凝 土的分类
目标２
预应力混凝土 的特点
目标３
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资讯
本节任务
任务1.预应力混凝土的基本原理 任务2.预应力混凝土的分类 任务3.预应力混凝土的特点
3
任务1.预应力混凝土的基本原理
预应力混凝土结构(prestressed concrete structure)是 指结构在承受外荷载以前，预先采用人为的方法，在结构内 部形成一种应力状态，使结构在使用阶段产生拉应力的区域 先受到压应力，这项压应力将与使用阶段荷载产生的拉应力 抵销一部分或全部，从而推迟裂缝的出现，限制裂缝的展开， 提高结构的刚度。
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预留孔道 压浆封锚
穿预应力筋
张拉
20
❖ 按照粘结方式分类
① 有粘结预应力混凝土 ② 无粘结预应力混凝土
无粘结预应力混凝土是继有粘结预应力 混凝土和部分预应力混凝土之后又一种新的 预应力形式。无粘结预应力钢筋是将预应力 钢筋的外表面涂以沥清、油脂或其他润滑防 锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用塑料 套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中 碰坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，而在 张拉时可以纵向发生相对滑移的后张预应力 钢筋。
（a）预压力作用 （b）荷载作用 （c）预压力与荷载共同作用
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预应力混凝土的概念
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图示，跨经为L截面为b×h，承受均部荷载，跨中 最大弯矩为M的简支梁
M
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图示，跨经为L的简支梁
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N pep bh2 6
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2.预应加力的主要方法:预应力的施加方法，按混凝土浇筑成型和预
应力钢筋张拉的先后顺序，可分为先张法和后张法两大类。
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。但是这种力的传递：过程，需要经过一段传递长度 ltr才 能完成。
s c s pc ftk
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任务2.预应力混凝土的分类
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”； 把普通钢筋混凝土称为“非预应力混凝土（non-pre-stressed 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 pre-stressed concrete structure）”。 （1）国际预应力协会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。其中有限预应力也成为部分预应力A类，其中部分预应力也成为部分 预应力B类。 （2）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。
11
1）国外配筋混凝土结构的分类
III级：部分预应力混凝土 部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许
出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。 IV级：普通钢筋混凝土
部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许 出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。
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13
材料
2）国内配筋混凝土结构的分类
① 全预应力混凝土： λ≥1，沿预应力筋方向的正截面不 出现拉应力；
② 部分预应力混凝土：1>λ>0，沿预应力筋方向的正截 面出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝；当对拉 应力加以限制时，为部分预应力混凝土A类构件；当 拉应力超过规定限值或出现不超过限值的裂缝时，为 部分预应力混凝土B类构件。
③ 钢筋混凝土：λ=0，无预加应力。
先张法预应力混凝土构件，预应力是靠钢筋与混 凝土之间的粘结力来传递的。
先张法
16
◆先张法的工序
※ 将预应力钢筋用夹具 固定于台座或钢模上
※ 支模、帮扎非预应 力钢筋、浇注混凝土
※ 待混凝土达到预定 强度后，切断或放松 钢筋，使混凝土产生 预压应力。
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②后张法：后张法就是在构件浇筑成型后再张拉钢筋 的施工方法。后张法构件中，预应力主要靠钢筋端部 的锚具来传递。