无粘结预应力混凝土课件
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)。
●受弯构件的综合配筋指标的概念及计算方法； ●无粘结预应力钢筋的计算方法； ●无粘结部分预应力混凝土梁正截面承载力计算； ●了解利用PPR的概念进行无粘结部分预应力混凝
土梁的钢筋估算方法；
本章难点：
●无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能； ●受弯构件的综合配筋指标的概念及计算方法；
●无粘结预应力钢筋的应力计算及受弯构件截 面设计理论。
§15.0无粘结预应力混凝土受弯构件概述
无粘结预应力混凝土梁，是指配置的主筋为无粘结预应 力钢筋的后张法预应力混凝土梁。而无粘结预应力钢筋， 是指由单根或多根高强钢丝、钢绞线或粗钢筋，沿其全长 涂有专用防腐油脂涂料层和外包层，使之与周围混凝土不 建立粘结力，张拉时可沿纵向发生相对滑动的预应力钢筋。
无粘结预应力混凝土构件可采用类似于普通钢筋混凝土 构件的方法进行施工，无粘结筋像普通钢筋一样进行敷设， 然后浇筑混凝土，待混凝土达到规定的强度后，进行预应 力钢筋的张拉和锚固。省去了传统的后张法预应力混凝土 的预埋管道、穿束、压浆等工艺，节省了施工设备，简化 了施工工艺，缩短了工期，故综合经济性较好。
●无粘结部分预应力钢筋，在梁到达破坏时的应力增量 梁的综合配筋指标 有密0 切的关系，其表达式为
与y
0
p
s
Ap pe
bhp fcd
As fsd bhs fcd
Ap --pe-- 分别为无粘结预应力钢筋的截面面积和
有效预应力；
As f-s-d-抗-分拉别强为度有设粘计结值非；预应力钢筋的截面面积和
荷载挠度曲线具有三直线
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
形式，而纯无粘结预应力混凝土梁 的曲线不仅没有第三阶段，连第二 阶段也没有明显的直线段。 ③梁最大弯矩截面上钢筋应力随荷
载变化的规律的比较 无粘结预应力筋的应力增量，
总是低于有粘结预应力筋的应力增 量，而且随着荷载的增大，这个差 距也会越来越大。在梁的最大弯矩 截面处，无粘结筋的应力增量比有 粘结筋少。（图15－3）
这时，沿无粘结筋全长c ，E构cc 件E混Mc I凝c y土的总伸长为
无粘结筋长度为 ,则无 粘cd结x 筋的EM应cIc变yd增x 量为
l
M ydx
l Ec Icl
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
无粘结相应的应力增量为
p
Ep
l
EP Ecl
M ydx
Ic
令
Ep
，EP则可得到
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
§15.1.1无粘结预应力混凝土受弯构件的基本概念及分类 无粘结预应力混凝土梁，一般分为纯无粘结预应力混
凝土梁和无粘结部分预应力混凝土梁。前者是指受力主筋全 部采用无粘结预应力钢筋；而后者是指其受力主筋采用无粘 结预应力钢筋与适当数量非预应力有粘结钢筋的混合配筋配 筋梁。 §15.1.2无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能及破坏特征
由式（15—1）可得无粘结筋的
应力增量为
p
Ep
lIc
1/ 2 1/ 2
M
0
1
4
x l
2
edx
2 3
Ep M 0e
Ic
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
式中 EpIMc 恰0e 为跨中截面处有粘结筋的应力增量。因此相 同弯矩下无粘结筋的应力增量要比有粘结筋的应力增量小 在直线布筋的情况下，无粘结筋的应力增量是有粘结筋的 2/3.
Ec
p
Ep
l
M ydx
Ic
现以承受均布荷载的直线无粘结筋配筋方式的矩形截
面简支梁（图15—4）为例，来比较无粘结筋在弯矩作用下
的应力增量。
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
设梁跨中截面弯矩为,预应力筋在跨中截面处的偏心矩为 M0
则跨中截面为处的弯矩（M）为
M
M0
1
4
x l
2
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
§15.1无粘结预应力混Байду номын сангаас土受弯构件的受力性能 在构件混凝土开裂之前，由荷载作用引起无粘结筋的应力
增量，可以通过纵向变形协调条件，即无粘结筋的总伸长 应与沿其整个长度周围混凝土的总伸长相等的条件来求得。
设无粘结筋梁任一截面上的弯矩为M，则M对该截面上任 一一点引起的混凝土应变为
本章主要内容：
●无粘结预应力混凝土受弯构件的基本概念及分类。 ●无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能及破坏
特征。 ●无粘结部分预应力混凝土受弯构件的计算。 ●无粘结部分预应力混凝土受弯构件的截面设计。 ●无粘结部分预应力混凝土受弯构件的构造。
本章重点：
●无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能及破坏 形态；
-b----梁的宽度
1）纯无粘结预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土 梁受力性能及破坏特征的比较
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
①裂缝发展及破坏形态的比较 纯无粘结预应力混凝土梁
在荷载作用下随着裂缝宽度与 高度的急剧增加，受压混凝土 压碎而引起的破坏，具有明显 的脆性破坏特征。
②荷载――跨中挠度曲线的比较 有粘结预应力混凝土梁的
●在一般情况下，无粘结部分预应力混凝土梁，先是普通钢 筋屈服，裂缝向上延伸直到受压区边缘混凝土达到极限压 应变时，梁才呈现弯曲破坏。
●无粘结部分预应力钢筋，虽仍具有沿全长应力相等（忽略 摩擦的影响）和在梁破坏时极限应力不超过条件屈服强度 的特点，但极限应力的量值较纯无粘结梁要大的多。
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
2）纯无粘结部分预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土梁 受力性能及破坏特征的比较
●无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩—挠度曲线（图15—5） 和有粘结部分预应力混凝土梁一样也具有三直线的形状。
●无粘结部分预应力混凝土梁的裂缝，由于受到非预应力普 通钢筋的约束，其根数及裂缝间距与配有同样钢筋的普通 混凝土梁非常接近（图15—1c）
用同样的方法也可以计算到抛物线形式布置的无粘结 筋应力增量（简支梁跨中截面）是有粘结筋的应力增量的 8/15.
综合上述，纯无粘结筋梁的抗弯强度较有粘结筋梁要 低；在荷载作用下，裂缝少且发展迅速；破坏呈明显脆性。 这些不足，可采用附加有粘结非预应力钢筋的方法改变， 即采用混合配筋的无粘结部分预应力混凝土梁，以获得较 好的结构性能。
土梁的钢筋估算方法；
本章难点：
●无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能； ●受弯构件的综合配筋指标的概念及计算方法；
●无粘结预应力钢筋的应力计算及受弯构件截 面设计理论。
§15.0无粘结预应力混凝土受弯构件概述
无粘结预应力混凝土梁，是指配置的主筋为无粘结预应 力钢筋的后张法预应力混凝土梁。而无粘结预应力钢筋， 是指由单根或多根高强钢丝、钢绞线或粗钢筋，沿其全长 涂有专用防腐油脂涂料层和外包层，使之与周围混凝土不 建立粘结力，张拉时可沿纵向发生相对滑动的预应力钢筋。
无粘结预应力混凝土构件可采用类似于普通钢筋混凝土 构件的方法进行施工，无粘结筋像普通钢筋一样进行敷设， 然后浇筑混凝土，待混凝土达到规定的强度后，进行预应 力钢筋的张拉和锚固。省去了传统的后张法预应力混凝土 的预埋管道、穿束、压浆等工艺，节省了施工设备，简化 了施工工艺，缩短了工期，故综合经济性较好。
●无粘结部分预应力钢筋，在梁到达破坏时的应力增量 梁的综合配筋指标 有密0 切的关系，其表达式为
与y
0
p
s
Ap pe
bhp fcd
As fsd bhs fcd
Ap --pe-- 分别为无粘结预应力钢筋的截面面积和
有效预应力；
As f-s-d-抗-分拉别强为度有设粘计结值非；预应力钢筋的截面面积和
荷载挠度曲线具有三直线
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
形式，而纯无粘结预应力混凝土梁 的曲线不仅没有第三阶段，连第二 阶段也没有明显的直线段。 ③梁最大弯矩截面上钢筋应力随荷
载变化的规律的比较 无粘结预应力筋的应力增量，
总是低于有粘结预应力筋的应力增 量，而且随着荷载的增大，这个差 距也会越来越大。在梁的最大弯矩 截面处，无粘结筋的应力增量比有 粘结筋少。（图15－3）
这时，沿无粘结筋全长c ，E构cc 件E混Mc I凝c y土的总伸长为
无粘结筋长度为 ,则无 粘cd结x 筋的EM应cIc变yd增x 量为
l
M ydx
l Ec Icl
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
无粘结相应的应力增量为
p
Ep
l
EP Ecl
M ydx
Ic
令
Ep
，EP则可得到
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
§15.1.1无粘结预应力混凝土受弯构件的基本概念及分类 无粘结预应力混凝土梁，一般分为纯无粘结预应力混
凝土梁和无粘结部分预应力混凝土梁。前者是指受力主筋全 部采用无粘结预应力钢筋；而后者是指其受力主筋采用无粘 结预应力钢筋与适当数量非预应力有粘结钢筋的混合配筋配 筋梁。 §15.1.2无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能及破坏特征
由式（15—1）可得无粘结筋的
应力增量为
p
Ep
lIc
1/ 2 1/ 2
M
0
1
4
x l
2
edx
2 3
Ep M 0e
Ic
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
式中 EpIMc 恰0e 为跨中截面处有粘结筋的应力增量。因此相 同弯矩下无粘结筋的应力增量要比有粘结筋的应力增量小 在直线布筋的情况下，无粘结筋的应力增量是有粘结筋的 2/3.
Ec
p
Ep
l
M ydx
Ic
现以承受均布荷载的直线无粘结筋配筋方式的矩形截
面简支梁（图15—4）为例，来比较无粘结筋在弯矩作用下
的应力增量。
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
设梁跨中截面弯矩为,预应力筋在跨中截面处的偏心矩为 M0
则跨中截面为处的弯矩（M）为
M
M0
1
4
x l
2
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
§15.1无粘结预应力混Байду номын сангаас土受弯构件的受力性能 在构件混凝土开裂之前，由荷载作用引起无粘结筋的应力
增量，可以通过纵向变形协调条件，即无粘结筋的总伸长 应与沿其整个长度周围混凝土的总伸长相等的条件来求得。
设无粘结筋梁任一截面上的弯矩为M，则M对该截面上任 一一点引起的混凝土应变为
本章主要内容：
●无粘结预应力混凝土受弯构件的基本概念及分类。 ●无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能及破坏
特征。 ●无粘结部分预应力混凝土受弯构件的计算。 ●无粘结部分预应力混凝土受弯构件的截面设计。 ●无粘结部分预应力混凝土受弯构件的构造。
本章重点：
●无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能及破坏 形态；
-b----梁的宽度
1）纯无粘结预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土 梁受力性能及破坏特征的比较
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
①裂缝发展及破坏形态的比较 纯无粘结预应力混凝土梁
在荷载作用下随着裂缝宽度与 高度的急剧增加，受压混凝土 压碎而引起的破坏，具有明显 的脆性破坏特征。
②荷载――跨中挠度曲线的比较 有粘结预应力混凝土梁的
●在一般情况下，无粘结部分预应力混凝土梁，先是普通钢 筋屈服，裂缝向上延伸直到受压区边缘混凝土达到极限压 应变时，梁才呈现弯曲破坏。
●无粘结部分预应力钢筋，虽仍具有沿全长应力相等（忽略 摩擦的影响）和在梁破坏时极限应力不超过条件屈服强度 的特点，但极限应力的量值较纯无粘结梁要大的多。
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
§15.1无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能
2）纯无粘结部分预应力混凝土梁与有粘结预应力混凝土梁 受力性能及破坏特征的比较
●无粘结部分预应力混凝土梁的弯矩—挠度曲线（图15—5） 和有粘结部分预应力混凝土梁一样也具有三直线的形状。
●无粘结部分预应力混凝土梁的裂缝，由于受到非预应力普 通钢筋的约束，其根数及裂缝间距与配有同样钢筋的普通 混凝土梁非常接近（图15—1c）
用同样的方法也可以计算到抛物线形式布置的无粘结 筋应力增量（简支梁跨中截面）是有粘结筋的应力增量的 8/15.
综合上述，纯无粘结筋梁的抗弯强度较有粘结筋梁要 低；在荷载作用下，裂缝少且发展迅速；破坏呈明显脆性。 这些不足，可采用附加有粘结非预应力钢筋的方法改变， 即采用混合配筋的无粘结部分预应力混凝土梁，以获得较 好的结构性能。