预应力筋的效率系数

不得产生翘曲 。
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第三节 先张法施工
（2）槽式台座 ① 组成： 槽式台座由端柱、传力 柱、横梁和台面组成。 ② 适用：槽式台座既可承 受拉力，又可作蒸汽养 护槽，适用于张拉力和 倾覆力矩较大的构件生 产，即吨位较高的大型 构件，如屋架、吊车梁等。 ③ 槽式台座需进行强度和稳定性计算。 端柱和传力柱强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算；端柱抗 倾覆力矩由端柱、横梁自重力及部分张拉力组成。
台座由台面、横梁和承力结构等组成。 根据承力结构不同，台座分为墩式台座和槽式台座。
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第三节 先张法施工
（1）墩式台座 ① 概念：以混凝土墩作承力结构的台座； ② 应用：
一般用以生产中小型构件。 当生产空心板、平板等平面布筋 的小型构件时，由于张拉力不大 可利用简易墩式台座。 生产中型构件或多层叠浇构件可 用图示的墩式台座。台面局部加 厚，以承受部分张拉力。
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本章主要内容
1. 概述 2. 预应力钢筋、锚（夹）具、张拉机械 3. 先张法施工 4. 后张法施工
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第一节 概述
1、预应力结构的概念：
（1）预应力结构：在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用 下的受拉区施加压应力，以改善结构使用性能的这种结构形式称 之为预应力结构。
（2）预应力砼结构：它是在结构构件承受使用荷载之前，在构件的 受拉区域张拉钢筋，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区 域的混凝土预先施加压力，产生预压应力，以抵消或减少使用荷 载作用下产生的拉应力。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
3、张拉机械
电动张拉机械（用于先张法），液压张拉机械（既可用于先张法也可 用于后张法）
（1）电动张拉机械 ①小型电动螺杆张拉机：适用于先张法台座上生产构件进行单根钢 筋的张拉。 ②卷扬机：适用于长线台座小直径钢筋的张拉，此时放置钢筋的长 度较大，张拉时伸长值也较大，一般电动螺杆张拉机或液压千斤 顶的行程难以满足。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
（6）无粘结预应力筋 一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结的预应力筋，它由预 应力钢材、涂料层和包裹层组成。
（7）非金属预应力筋 主要是指用纤维增强塑料（简称FRP）制成的预应力筋； 主要有玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP） 及碳纤维增强塑料（CFRP）预应力筋等几种形式。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
（2）性能要求
① 锚具的性能要求
A. 满足静载锚固性能要求
在预应力筋强度等级已确定的条件下，预应力筋-锚具组装件的
静载锚固性能试验结果，应同时满足锚具效率系数ηa≥0.95和预
应力筋总应变εapu ≥ 2.0%两项要求。 锚具效率系数（ηa）应按下式计算：
a
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第二节 预Hale Waihona Puke Baidu力钢筋、锚具、张拉机械
①单根钢筋锚具
B.帮条锚具 由衬板和三根帮条焊接而成，是单根预应力粗钢筋非张拉端用锚具。 帮条采用与预应力钢筋同级别的钢筋，衬板采用3号钢。
C. 精轧螺纹钢筋锚具。由螺母和 垫板组成，适用于锚固直径25mm 和32mm 的高强精轧螺纹钢筋。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
Fapu
p FPm
Fapu——预应力筋-锚具组装件的实测极限拉力； Fpm——预应力筋的实际平均极限抗拉力; ηp——预应力筋的效率系数。(1~5根,ηp =1；6~12根,ηp =0.99；
13~19根,ηp =0.98；≥20根, ηp =0.97。 )
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
①单根钢筋锚具
D. 单根钢绞线锚具 由锚环与夹片组成(如图所示)。夹片形状为三片式，斜角为4°。夹片
的齿形为“短牙三角螺纹”，这是一种齿顶较宽、齿高较矮的特 殊螺纹，强度高、耐腐蚀性强。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
②钢筋束和钢绞线束锚具 A.单根钢绞线锚具 (1) KT-Z 型锚具(可锻铸铁锥型锚具)。由锚环与锚塞组成(如图所 示)。适用于锚固3～6 根直径12mm 的冷拉螺纹钢筋与钢绞线 束。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
（2）液压张拉机械 ①普通千斤顶
适用于：先张法施工中多根钢筋 的同步张拉，如用钢台模以机组 流水法或传送带法生产构件多进 行多根张拉，可用普通液压千斤 顶进行张拉。 ②拉杆式千斤顶 ③穿心式千斤顶 ④锥锚式千斤顶
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第三节 先张法施工
1、原理
先张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时固定在台座（或钢模上）， 然后浇筑砼，待砼达到一定的强度（一般不低于设计强度的75%），预 应力筋和混凝土之间有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助粘结力， 对砼施加预压应力的施工方法。
C.在预应力夹具组装件达到实际破断拉力时，全部零件均不得出现 裂缝和破坏。
③ 连接件的性能要求 A.永久留在混凝土结构或构件中的预应力筋连接器，应符合锚具的 性能要求； B.用于先张法施工且在张拉后还将放张和拆卸的连接器，应符合夹 具的性能要求。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
（3）种类 根据锚固对象分类： 锚具：单根钢筋锚具;钢筋束和钢绞线束锚具;钢丝束锚具 夹具：钢丝夹具；钢筋夹具 连接器：钢丝束连接器；钢绞线束连接器；精轧螺纹钢筋连接器 ①单根钢筋锚具 A.螺丝端杆锚具 由螺丝端杆、螺母及垫板组成,是 单根预应力粗钢筋张拉端常用的 锚具。此锚具也可作先张法夹具 使用，电热张拉时也可采用。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
③钢丝束锚具
B. 钢丝束镦头锚具
C. 钢质锥型锚具
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
④ 钢丝夹具 先张法中钢丝的夹具分两类： 一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的锚固夹具； 另一类是张拉时夹持预应力筋用的夹具。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
⑤钢筋的夹具 钢筋锚固多用螺母锚具、镦头锚和销片夹具等。张拉时可用连接器 与螺母锚具连接，或用销片夹具等。 销片式夹具：由圆套筒和圆锥行销片组成，套筒内壁呈圆锥形，与 销片锥度吻合，销片有两片式和三片式，钢筋夹紧在销片凹槽内。
B. 用于承受静、动荷载的预应力混凝土结构，其预应力筋-锚具组装 件，除应满足静载锚固性能要求外，尚应满足循环次数为200万 次的疲劳性能试验要求。在抗震结构中，预应力筋-锚具组装件还 应满足循环次数为50次的周期荷载试验。
C. 锚具尚应满足分级张拉、补张拉和放松拉力等张拉工艺的要求。 D. 锚固多根预应力筋的锚具，除应具有整束张拉的性能外，也应具有
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
2、锚具、夹具及连接器
（1）基本概念 ① 锚具：是后张法结构构件中为保持预应力筋拉力并将其传递到混 凝土上的永久性锚固装置。 ② 夹具：是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张 拉台座(或设备)上的临时性锚固装置；或在后张法构件施工中， 在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置。 ③ 连接器：连接预应力筋的装置。
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第三节 先张法施工
4、先张法施工工艺
（1）张拉控制应力 张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应按设计规 定采用。 控制应力的数值直接影响预应力的效果。为了提高构件的抗裂性能， 部分抵消因各种因素产生的预应力损失，施工中采用超张拉工艺， 使超张拉应力比控制应力提高3%～5%。 但其最大张拉控制应力 不得超过规范规定。
体外预应力砼。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
1、预应力钢筋
（1）对预应力筋的基本要求 高强度； 较好的塑性； 较好的粘结性能； 具有良好的耐久性等。
（2）预应力筋按照材质分类 ① 金属预应力筋 高强钢筋、钢丝、钢绞线； ② 非金属预应力筋 纤维增强塑料（ERP）预应力筋。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
台座长度较长，张拉一次可生产多 根构件，从而减少因钢筋滑动引起 的预应力损失。
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第三节 先张法施工
③ 设计： 设计墩式台座时，应进行台座的稳定性和强度验算。
A.稳定性验算 稳定性是指台座抗倾覆能力。 抗倾覆验算的计算简图如图， 抗倾覆稳定性按下式计算：
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第三节 先张法施工
B.强度验算 支承横梁的牛腿，按柱子的牛腿计算配筋； 墩式台座与台面接触的外伸部分，按偏心受压构件计算； 台面按轴心受压构件计算； 横梁按承受均布荷载的简支梁计算，其挠度应控制在 2mm 以内，并
（3）高强钢筋 可分为冷拉热轧低合金钢筋和热处理低合金钢筋两种。 ① 冷拉低合金钢筋：Ⅱ~Ⅳ级热轧钢筋冷拉而成; ② 热处理低合金钢筋：带纵肋和无纵肋两种。
（4）高强钢丝 常用的高强钢丝分为冷拉和矫直回火两种； 按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
（5）钢绞线 钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的 直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合，再经低温回火 处理即可。 钢绞线按照深加工的要求分类： 普通松弛钢绞线、低松弛钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、 模拔钢绞线。 钢绞线的规格：2股、3股、7股、19股。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
②钢筋束和钢绞线束锚具
B.单根钢绞线锚具 C.JM型锚具 D.XM型锚具 E.QM型锚具 F.固定端用镦头锚具
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
③钢丝束锚具 A. 锥形螺杆锚具 使用时，先将钢丝束均匀整齐地紧贴在螺杆锥体部分，然后套上套 筒，用拉杆式千斤顶使端杆锥通过钢丝挤压套筒，从而锚紧钢丝。
土木工程施工
第五章
预应力混凝土工程
预应力混凝土工程
预应力混凝土是近几十年发展起来的一门新技术，目前在世界各 地得到广泛应用。近年来，随着预应力混凝土设计理论和施工工 艺与设备地不断完善和发展，预应力混凝土得到进一步的推广应 用。与普通混凝土相比，预应力混凝土具有抗裂性好、刚度大、 材料省、自重轻、结构寿命长等优点，为建造大跨度结构创造了 条件。预应力混凝土已由单个预应力混凝土构件发展到整体预应 力混凝土结构，广泛用于土建、桥梁、管道、轨枕等领域。 通过本章的学习，我们要了解混凝土的预应力建立过程，了解各 种预应力混凝土施工机械性能，掌握预应力混凝土的有关施工计 算方法，掌握预应力混凝土施工工艺和质量控制方法。
（当预应力筋- 夹具组装件达到实测极限拉力Fgpu时，应由预应力筋的 断裂，而不应由夹具的破坏导致试验的终结。）
Fpm——预应力筋的实际平均极限抗拉力。由预应力钢材试件实
测破断荷载平均值计算得出。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
B.夹具应具有良好的自锚性能、松锚性能和安全的重复使用性能。 主要锚固零件宜采取镀膜防锈；
（2）预应力砼构件生产时，不得掺用氯盐。
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第一节 概述
5、预应力砼分类
（1）按施加预应力的方式分：先张法、后张法； （2）按预应力筋与砼的粘结状态分：有粘结、无粘结； （3）按施加预应力的方法分：机械张拉、电热张拉； （4）按施加预应力大小的程度分：全预应力、部分预应力； （5）按施工方法分：预制、现浇、组合预应力砼； （6）按预应力筋在体内与体外的位置的不同划分：体内预应力砼、
2、适用范围
先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如楼板、屋面板、 檩条及吊车梁等。 也可采用槽式台座，生产深梁、箱梁、盾构的管片等。
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第三节 先张法施工
3、先张法施工的工艺流程
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第三节 先张法施工
4、台座
先张法施工用台座法生产预应力混凝土构件时，预应力筋锚固在台座 横梁上，台座承受全部预应力的拉力，故台座应有足够的强度、刚 度和稳定性，以避免台座变形、倾覆和滑移。
单根张拉的可能性。
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第二节 预应力钢筋、锚具、张拉机械
② 夹具的性能要求
A.夹具的静载性能
应由预应力筋 - 夹具组装件静载试验测定的夹具效率系数ηg 确 定，试验结果应满足夹具效率系数ηg ≥0.92 的要求。
夹具效率系数的计算公式：
g

Fgpu FPm
Fgpu——预应力筋-夹具组装件的实测极限拉力；
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第一节 概述
2、预应力混凝土的优点
① 截面小，重量轻，刚度大； ② 抗裂性、耐久性好； ③ 充分利用高强钢筋性能，节约钢材； ④ 具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能； ⑤ 提高抗剪承载力及抗疲劳强度； ⑥ 在较大跨度结构中，综合经济效益好。
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第一节 概述
4、对混凝土的要求
（1）高强、轻质、高耐久性 混凝土强度等级一般不低于C30； 当采用碳素钢丝、钢绞线、V级钢筋（热处理）作预应力筋时， 砼强度等级不宜低于C40；