预应力混凝土结构设计原理精品PPT课件
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预应力混凝土结构设计原理PPT
特点
预应力混凝土具有高强度、高刚度、 良好的耐久性和稳定性等特点，广泛 应用于桥梁、高层建筑、大跨度结构 等工程领域。
发展历程与现状
发展历程
预应力混凝土技术自20世纪初开始 发展，经历了早期的张拉工艺、现代 的锚固技术等阶段，技术不断完善。
现状
预应力混凝土已成为现代混凝土结构 中的重要组成部分，不断有新的预应 力混凝土技术涌现，如体外预应力混 凝土、智能预应力混凝土等。
预应力混凝土的受力原理主要基于钢筋的预应力作用，通过 在混凝土结构中施加预应力，使结构在承受外部荷载之前就 具有一定的压应力。这种预压应力可以抵消外部荷载产生的 拉应力，从而提高结构的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构的设计思路是在普通混凝土结构的基础上 ，通过施加预应力来改善结构的受力性能，提高结构的承载 力和延性。预应力混凝土结构在桥梁、高层建筑、大跨度结 构等领域得到广泛应用。
耐久性
结构应具有足够的耐久性，以 应对自然环境和使用环境的影
响。
结构分析方法
静力分析
通过平衡条件求解结构的内力和变形。 适用于大多数结构在静力作用下的分 析。
动力分析
考虑结构在动力作用下的响应，如地 震、风载等。适用于需要分析结构动 力特性的情况。
稳定性分析
研究结构在各种外力作用下保持平衡 状态的能力。对于大跨度结构和高层 建筑尤为重要。
03
锚具和连接器
锚具和连接器是预应力混凝土结构中用于固定预应力筋的关键部件，应
具有足够的承载能力和可靠性。其质量应符合相关标准，并经过严格的
质量检测和认证。
04
预应力混凝土结构形式与构造要求
预应力混凝土结构的常见形式
预应力梁
预应力平板
采用预应力筋对梁进行预压， 以提高梁的承载力和抗裂性， 常用于楼板、屋面等跨度较 大的结构。
预应力混凝土具有高强度、高刚度、 良好的耐久性和稳定性等特点，广泛 应用于桥梁、高层建筑、大跨度结构 等工程领域。
发展历程与现状
发展历程
预应力混凝土技术自20世纪初开始 发展，经历了早期的张拉工艺、现代 的锚固技术等阶段，技术不断完善。
现状
预应力混凝土已成为现代混凝土结构 中的重要组成部分，不断有新的预应 力混凝土技术涌现，如体外预应力混 凝土、智能预应力混凝土等。
预应力混凝土的受力原理主要基于钢筋的预应力作用，通过 在混凝土结构中施加预应力，使结构在承受外部荷载之前就 具有一定的压应力。这种预压应力可以抵消外部荷载产生的 拉应力，从而提高结构的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构的设计思路是在普通混凝土结构的基础上 ，通过施加预应力来改善结构的受力性能，提高结构的承载 力和延性。预应力混凝土结构在桥梁、高层建筑、大跨度结 构等领域得到广泛应用。
耐久性
结构应具有足够的耐久性，以 应对自然环境和使用环境的影
响。
结构分析方法
静力分析
通过平衡条件求解结构的内力和变形。 适用于大多数结构在静力作用下的分 析。
动力分析
考虑结构在动力作用下的响应，如地 震、风载等。适用于需要分析结构动 力特性的情况。
稳定性分析
研究结构在各种外力作用下保持平衡 状态的能力。对于大跨度结构和高层 建筑尤为重要。
03
锚具和连接器
锚具和连接器是预应力混凝土结构中用于固定预应力筋的关键部件，应
具有足够的承载能力和可靠性。其质量应符合相关标准，并经过严格的
质量检测和认证。
04
预应力混凝土结构形式与构造要求
预应力混凝土结构的常见形式
预应力梁
预应力平板
采用预应力筋对梁进行预压， 以提高梁的承载力和抗裂性， 常用于楼板、屋面等跨度较 大的结构。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
《预应力混凝土》ppt课件
前景
随着交通基础设施建设的不断推进和桥梁设计理论的不断完善，大跨度桥梁的建设需求将不断增加。预应力混凝 土作为一种高性能材料，将在未来大跨度桥梁建设中发挥更大的作用，如超大跨度桥梁的建设、新型桥梁结构形 式的探索等。
海洋工程结构中应用现状及前景
现状
海洋工程结构长期处于恶劣的海洋环境中，对结构的耐久性和安全性要求极高。预应力混凝土在海洋 工程结构中具有广泛的应用前景，如海上风力发电基础、海洋石油平台、跨海大桥等。
发展历程
预应力混凝土技术起源于法国，20世 纪初开始应用于桥梁建设，后逐渐扩 展到建筑、水利等领域，成为现代土 木工程的重要分支。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土受拉区预先施加压应力，使得混凝土在使用阶段产生拉应力时， 能够抵消或部分抵消外荷载产生的拉应力，从而提高结构的承载能力和变形性 能。
未来发展趋势预测和展望
发展趋势预测
数字化与智能化技术的应用：探讨数字化与智能化技术 在预应力混凝土工程设计、施工及运维中的应用及发展 趋势。
提高工程质量和效率：提出通过改进设计方法、优化施 工工艺等措施，进一步提高预应力混凝土工程的质量和 效率。
新型材料的研发与应用：预测未来新型预应力混凝土材 料的研发方向及其在工程中的应用前景。
补偿方法
为减小预应力损失对结构性能的影响，可以采取以下补偿措 施：增加张拉控制应力、采用低松弛钢绞线、加强锚固措施 、采用后张法施工等。同时，在设计和施工过程中，应对预 应力损失进行充分估计和合理控制。
02
材料与构件特性分析
高性能混凝土材料特性
高强度
高性能混凝土具有较高的抗压 、抗拉和抗折强度，能够满足 大跨度、重载等复杂结构的需
验收程序
随着交通基础设施建设的不断推进和桥梁设计理论的不断完善，大跨度桥梁的建设需求将不断增加。预应力混凝 土作为一种高性能材料，将在未来大跨度桥梁建设中发挥更大的作用，如超大跨度桥梁的建设、新型桥梁结构形 式的探索等。
海洋工程结构中应用现状及前景
现状
海洋工程结构长期处于恶劣的海洋环境中，对结构的耐久性和安全性要求极高。预应力混凝土在海洋 工程结构中具有广泛的应用前景，如海上风力发电基础、海洋石油平台、跨海大桥等。
发展历程
预应力混凝土技术起源于法国，20世 纪初开始应用于桥梁建设，后逐渐扩 展到建筑、水利等领域，成为现代土 木工程的重要分支。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土受拉区预先施加压应力，使得混凝土在使用阶段产生拉应力时， 能够抵消或部分抵消外荷载产生的拉应力，从而提高结构的承载能力和变形性 能。
未来发展趋势预测和展望
发展趋势预测
数字化与智能化技术的应用：探讨数字化与智能化技术 在预应力混凝土工程设计、施工及运维中的应用及发展 趋势。
提高工程质量和效率：提出通过改进设计方法、优化施 工工艺等措施，进一步提高预应力混凝土工程的质量和 效率。
新型材料的研发与应用：预测未来新型预应力混凝土材 料的研发方向及其在工程中的应用前景。
补偿方法
为减小预应力损失对结构性能的影响，可以采取以下补偿措 施：增加张拉控制应力、采用低松弛钢绞线、加强锚固措施 、采用后张法施工等。同时，在设计和施工过程中，应对预 应力损失进行充分估计和合理控制。
02
材料与构件特性分析
高性能混凝土材料特性
高强度
高性能混凝土具有较高的抗压 、抗拉和抗折强度，能够满足 大跨度、重载等复杂结构的需
验收程序
《预应力混凝土工程》PPT课件
高层建筑框架结构案例
案例一
某高层住宅楼
案例二
某高层办公楼
案例分析
通过对比两个案例的结构设计、抗震性能、施工周期等方面，探讨预 应力混凝土在高层建筑框架结构中的应用及特点。
海洋平台结构案例
案例一
某海上石油钻井平台
案例二
某海上风力发电平台
案例分析
通过对比两个案例的结构形式、稳定性、耐久性等方面，分析预应 力混凝土在海洋平台结构中的适用性及其优势。
尺寸偏差
针对尺寸超出允许偏差范围的问题，采取返 工或加固措施。
预应力损失
针对预应力损失过大的问题，采取补张或重 新张拉的措施。
06
工程实例分析
大跨度桥梁工程案例
案例一
某大跨度斜拉桥
案例二
某大跨度悬索桥
案例分析
通过对比两个案例的设计、施工、使用效果等方面，阐述预应力 混凝土在大跨度桥梁工程中的应用及优势。
01
02
03
04
模板安装
监控模板的尺寸、刚度、稳定 性等，确保符合设计要求。
钢筋加工及安装
监控钢筋的加工质量、安装位 置、间距等，确保满足设计要
求。
混凝土浇筑
监控混凝土的配合比、坍落度、 浇筑温度等，确保混凝土质量。
预应力张拉
监控预应力筋的张拉顺序、张 拉力、持荷时间等，确保张拉
质量。
成品保护及验收程序
02
材料与构件
钢材
01
02
03
钢材种类
普通碳素钢、低合金高强 度钢等。
钢材性能
抗拉强度、屈服点、伸长 率、冷弯性能等。
钢材选用
根据预应力混凝土工程的 要求，选用合适的钢材种 类和规格。
预应力混凝土ppt教学课件
定义
预应力混凝土是一种在混凝土浇筑前或浇筑过程中，通过张拉钢筋 或钢束对混凝土预先施加压力，以改善其受力性能的结构形式。
特点
具有较高的抗裂性、刚度和耐久性，能有效控制裂缝的开展和宽度， 提高结构的承载能力和使用寿命。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土中引入预压应力，使混 凝土在承受外荷载之前已经处于受压 状态，从而提高其抗裂性和承载能力。
应用领域
预应力混凝土广泛应用于桥梁、高层建筑、水利工程、海洋工程等需要承受大 荷载和严酷环境的结构中。
国内外发展现状与趋势
发展现状
预应力混凝土技术在国内外得到了广泛应用和深入研究，形成了完善的理论体系和 施工工艺。
发展趋势
随着新材料、新工艺和计算机技术的发展，预应力混凝土技术将朝着更高强度、更 轻量化、更耐久性和更环保的方向发展。同时，智能化施工和监测技术也将得到更 广泛的应用。
80%
安全管理
建立结构安全管理制度，对结构进 行安全评估，确保结构在使用过程 中的安全性。
损伤诊断技术应用
无损检测技术
应用无损检测技术对预应力混 凝土结构进行检测，如超声检 测、射线检测等，确定结构的 损伤位置和程度。
结构健康监测技术
通过安装传感器等监测设备， 实时监测结构的变形、应力等 参数，评估结构的健康状况。
预应力混凝土ppt教学课件
目
CONTENCT
录
• 预应力混凝土基本概念与原理 • 预应力混凝土材料与性能要求 • 预应力混凝土设计方法与步骤 • 预应力混凝土施工工艺流程与技术
要点 • 预应力混凝土质量检测与验收标准 • 预应力混凝土结构维护与加固方法
01
预应力混凝土基本概念与原理
预应力混凝土结构的原理课件.ppt
局部承压验算
第七章:预应力混凝土结构的原理 六、预应力混凝土受弯构件
1、正截面受弯承载力
（1）计算简图
(
受拉预应力和普通钢筋：屈服，否则为超筋梁
受拉混凝土：忽略不计
受压混凝土：等效矩形应力图受压普通钢筋：假设屈服（有条件）
受压预应力钢筋（简化）： 'p 'p0 fp' y
对先张法构件： 对后张法构件：
在荷载的标准组合下：ckpc0 （2）二级——一般要求不出现裂缝的构件
在荷载的标准组合下：ckpcftk 在荷载的准永久组合下：cqpc0
混凝土法向应力
荷载的标准组合下： 荷载准永久组合下：
ck Nk / A0
cqNq / A0
（3）三级——允许出现裂缝的构件
第七章:预应力混凝土结构的原理 五、预应力轴心受拉构件
pc=(con－lI －lII)Ap/An = NPII /An
第七章:预应力混凝土结构的原理 五、预应力轴心受拉构件
（2）使用阶段 s
消压—施加拉力N0使c由pc 降至0
p
N0=pc(Ac+EAs+EAp)=pcA0
开裂—施加拉力Ncr使c由0加至ftk
Ncr=(pc+ftk) A0
破坏—施加拉力至钢筋屈服
Nu = fyAs + fypAp
p
2、承载力计算
（1）应力特点：混凝土开裂，钢筋屈服。
（2）承载力计算公式 0NfyAsfpy AP
0
+ p c t k
k
( q)
s ys py p ys
第七章:预应力混凝土结构的原理 五、预应力轴心受拉构件
3、使用阶段抗裂度及裂缝宽度验算
第七章:预应力混凝土结构的原理 六、预应力混凝土受弯构件
1、正截面受弯承载力
（1）计算简图
(
受拉预应力和普通钢筋：屈服，否则为超筋梁
受拉混凝土：忽略不计
受压混凝土：等效矩形应力图受压普通钢筋：假设屈服（有条件）
受压预应力钢筋（简化）： 'p 'p0 fp' y
对先张法构件： 对后张法构件：
在荷载的标准组合下：ckpc0 （2）二级——一般要求不出现裂缝的构件
在荷载的标准组合下：ckpcftk 在荷载的准永久组合下：cqpc0
混凝土法向应力
荷载的标准组合下： 荷载准永久组合下：
ck Nk / A0
cqNq / A0
（3）三级——允许出现裂缝的构件
第七章:预应力混凝土结构的原理 五、预应力轴心受拉构件
pc=(con－lI －lII)Ap/An = NPII /An
第七章:预应力混凝土结构的原理 五、预应力轴心受拉构件
（2）使用阶段 s
消压—施加拉力N0使c由pc 降至0
p
N0=pc(Ac+EAs+EAp)=pcA0
开裂—施加拉力Ncr使c由0加至ftk
Ncr=(pc+ftk) A0
破坏—施加拉力至钢筋屈服
Nu = fyAs + fypAp
p
2、承载力计算
（1）应力特点：混凝土开裂，钢筋屈服。
（2）承载力计算公式 0NfyAsfpy AP
0
+ p c t k
k
( q)
s ys py p ys
第七章:预应力混凝土结构的原理 五、预应力轴心受拉构件
3、使用阶段抗裂度及裂缝宽度验算
预应力混凝土结构一般知识课件.pptx
第22页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
⑤与钢筋有较大粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长度； ⑥有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具垫板的尺寸； ⑦强度早期发展较快，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，降低间接费用
➢ 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
➢优先使用预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋
第21页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
2. 混凝土
➢ 要求采用高强混凝土；
①可以施加较大的预压应力，提高预应力效率； ②有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求； ③具有较高的弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度，减少预压时的弹性
回缩； ④徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失；
第34页/共72页
8.2 预应力混凝土构件设计的一般规定
五、截面形式及尺寸 截面形式一般为矩形、T形、工字形和箱形。 因预应力对构造刚度和抗裂能力有提高作用，故构件截面可选得小些。
一般取截面高度h为（1/15~1/25)l,l为构件跨度，宽度也相应减小。
第35页/共72页
8.3 预应力混凝土构件计算的一般原理
第8页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
➢ 目前最常见的预应力结构有无粘结预应力混凝土结构，属后张法一种。
钢筋表面涂膜防腐蚀油脂，与混凝土一同浇筑。避免预留孔洞 ，穿筋， 灌浆繁杂过程。适用于跨度大于6 m的楼板及大跨度梁。
无粘结预应力束 第9页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
第14页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
2. 锚具和夹具
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
⑤与钢筋有较大粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长度； ⑥有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具垫板的尺寸； ⑦强度早期发展较快，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，降低间接费用
➢ 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
➢优先使用预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋
第21页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
2. 混凝土
➢ 要求采用高强混凝土；
①可以施加较大的预压应力，提高预应力效率； ②有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求； ③具有较高的弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度，减少预压时的弹性
回缩； ④徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失；
第34页/共72页
8.2 预应力混凝土构件设计的一般规定
五、截面形式及尺寸 截面形式一般为矩形、T形、工字形和箱形。 因预应力对构造刚度和抗裂能力有提高作用，故构件截面可选得小些。
一般取截面高度h为（1/15~1/25)l,l为构件跨度，宽度也相应减小。
第35页/共72页
8.3 预应力混凝土构件计算的一般原理
第8页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
➢ 目前最常见的预应力结构有无粘结预应力混凝土结构，属后张法一种。
钢筋表面涂膜防腐蚀油脂，与混凝土一同浇筑。避免预留孔洞 ，穿筋， 灌浆繁杂过程。适用于跨度大于6 m的楼板及大跨度梁。
无粘结预应力束 第9页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
第14页/共72页
8.1 预应力混凝土结构的基本概念
2. 锚具和夹具
《预应力混凝土构》课件
施工工艺：介绍预应力混凝土结构的施工工艺、技术要点、质量控制等
应用效果：介绍预应力混凝土结构在该厂房中的应用效果，如提高承载力、抗震性能展
预应力混凝土结构的新材料和新工艺
新型高强度钢材： 提高预应力混凝 土结构的承载能 力和耐久性
复合材料：提高 预应力混凝土结 构的抗腐蚀性和 耐久性
预应力混凝土 结构设计方法： 计算方法、设
计参数等
预应力混凝土 结构施工工艺： 预应力张拉、
锚固等
预应力混凝土 结构检测与维 护：检测方法、
维护措施等
某大型工业厂房的预应力混凝土结构应用
厂房概况：介绍厂房的规模、结构形式、功能等基本信息
预应力混凝土结构设计：介绍预应力混凝土结构的设计原则、方法、材料选择等
Part Four
预应力混凝土结构 的施工工艺
预应力筋的种类和特点
预应力筋的种类：钢绞线、钢丝束、 钢棒等
钢丝束的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
钢绞线的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
钢棒的特点：强度高、韧性好、耐 腐蚀、抗疲劳
预应力筋的张拉方法
预应力筋的张拉方法包括先张法和后张法 先张法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋，然后浇筑混凝土 后张法：在混凝土浇筑后张拉预应力筋，然后进行锚固 张拉工艺包括张拉、锚固、切割和放松等步骤 张拉过程中需要注意控制张拉力和张拉速度，以保证预应力筋的稳定性和可靠性
智能材料：实现 预应力混凝土结 构的自感知和自 适应控制
3D打印技术：提 高预应力混凝土 结构的施工效率 和精度
预应力混凝土结构的智能化和信息化技术应用
智能化技术：通过传感器、物联网等技术实现混凝土结构的实时监测和预警 信息化技术：利用大数据、云计算等技术对混凝土结构的性能进行预测和优化 智能材料：开发具有自感知、自修复等功能的新型混凝土材料 智能施工：采用机器人、3D打印等技术提高混凝土结构的施工效率和质量
应用效果：介绍预应力混凝土结构在该厂房中的应用效果，如提高承载力、抗震性能展
预应力混凝土结构的新材料和新工艺
新型高强度钢材： 提高预应力混凝 土结构的承载能 力和耐久性
复合材料：提高 预应力混凝土结 构的抗腐蚀性和 耐久性
预应力混凝土 结构设计方法： 计算方法、设
计参数等
预应力混凝土 结构施工工艺： 预应力张拉、
锚固等
预应力混凝土 结构检测与维 护：检测方法、
维护措施等
某大型工业厂房的预应力混凝土结构应用
厂房概况：介绍厂房的规模、结构形式、功能等基本信息
预应力混凝土结构设计：介绍预应力混凝土结构的设计原则、方法、材料选择等
Part Four
预应力混凝土结构 的施工工艺
预应力筋的种类和特点
预应力筋的种类：钢绞线、钢丝束、 钢棒等
钢丝束的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
添加标题
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添加标题
添加标题
钢绞线的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
钢棒的特点：强度高、韧性好、耐 腐蚀、抗疲劳
预应力筋的张拉方法
预应力筋的张拉方法包括先张法和后张法 先张法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋，然后浇筑混凝土 后张法：在混凝土浇筑后张拉预应力筋，然后进行锚固 张拉工艺包括张拉、锚固、切割和放松等步骤 张拉过程中需要注意控制张拉力和张拉速度，以保证预应力筋的稳定性和可靠性
智能材料：实现 预应力混凝土结 构的自感知和自 适应控制
3D打印技术：提 高预应力混凝土 结构的施工效率 和精度
预应力混凝土结构的智能化和信息化技术应用
智能化技术：通过传感器、物联网等技术实现混凝土结构的实时监测和预警 信息化技术：利用大数据、云计算等技术对混凝土结构的性能进行预测和优化 智能材料：开发具有自感知、自修复等功能的新型混凝土材料 智能施工：采用机器人、3D打印等技术提高混凝土结构的施工效率和质量
预应力混凝土结构PPT课件
17
1.张拉端锚具变形和钢筋内缩引起 的预应力损失
产生原因：由于经过张拉的预应力钢筋被锚固在台 座或构件上以后，锚具、垫板与构件之间的缝隙被压 紧，以及预应力钢筋在锚具中的滑动，造成预应力钢 筋回缩而产生的预应力损失。 产生范围：先张法构件、后张法构件。 减小措施：
（1）选择变形小或预应力筋滑动小的锚具、夹具，并尽量减 少垫板的数量；
产生原因：由于混凝土的收缩和徐变使构件长 度缩短，被张紧的钢筋回缩而产生的预应力损 失。此项预应力损失是各项损失中最大的一项， 在直线预应力配筋构件中约占总损失的50％， 在曲线预应力配筋构件中约占30％左右。 产生范围：先张法构件、后张法构件。
5. 混凝土收缩和徐变引起的预 应力损失
减少措施： (1)设计时尽量使混凝土压应力不要过高； (2)采用高强度等级水泥，以减少水泥用量，
预应力混凝土的一般原理
荷载平衡
预加应力可以认为是对混凝土构件预先施 加与使用荷载相反方向的荷载，以抵消（或 称平衡）部分或全部工作荷载 ，该荷载称 反荷载或等效荷载 。
反Байду номын сангаас载或等效荷载的概念
P e
P
Psin
Psin
Pcos
Pcos P q
对于二次抛物线预应力筋 ，平衡均布荷载 产生 的弯矩
M4P(e Lx)x/L2
q8Pe/l2
P
P
Pe
P
e
Psin
P
Psin
Pcos
Pcos
g
2Psin
P
Psin
Pcos
P
Pe P
P
Psin Pcos
Pe P
P
P
Psin
1.张拉端锚具变形和钢筋内缩引起 的预应力损失
产生原因：由于经过张拉的预应力钢筋被锚固在台 座或构件上以后，锚具、垫板与构件之间的缝隙被压 紧，以及预应力钢筋在锚具中的滑动，造成预应力钢 筋回缩而产生的预应力损失。 产生范围：先张法构件、后张法构件。 减小措施：
（1）选择变形小或预应力筋滑动小的锚具、夹具，并尽量减 少垫板的数量；
产生原因：由于混凝土的收缩和徐变使构件长 度缩短，被张紧的钢筋回缩而产生的预应力损 失。此项预应力损失是各项损失中最大的一项， 在直线预应力配筋构件中约占总损失的50％， 在曲线预应力配筋构件中约占30％左右。 产生范围：先张法构件、后张法构件。
5. 混凝土收缩和徐变引起的预 应力损失
减少措施： (1)设计时尽量使混凝土压应力不要过高； (2)采用高强度等级水泥，以减少水泥用量，
预应力混凝土的一般原理
荷载平衡
预加应力可以认为是对混凝土构件预先施 加与使用荷载相反方向的荷载，以抵消（或 称平衡）部分或全部工作荷载 ，该荷载称 反荷载或等效荷载 。
反Байду номын сангаас载或等效荷载的概念
P e
P
Psin
Psin
Pcos
Pcos P q
对于二次抛物线预应力筋 ，平衡均布荷载 产生 的弯矩
M4P(e Lx)x/L2
q8Pe/l2
P
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Pe
P
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Psin
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Pcos
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g
2Psin
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《预应力混凝土结构》全套课件
案例三
某地铁站预应力混凝土楼板设计。该案例分析了地铁站楼板在承受重载和动载作用下的受 力特点，通过采用预应力混凝土技术，有效提高了楼板的承载能力和抗裂性能。
问题剖析与解决方案探讨
01
问题一
预应力筋张拉控制不精确。解决方案包括采用先进的张拉设备和精确的
测量技术，确保预应力筋的张拉力和伸长值满足设计要求。
优点与局限性
01
局限性
02
03
04
需要专业的设计和施工队伍， 技术难度较大；
对材料性能要求较高，需严格 控制材料质量；
在某些特定条件下（如高温、 腐蚀环境等），预应力效果可
能受到影响。
应用领域及前景
应用领域
预应力混凝土结构广泛应用于桥梁、高层建筑、大跨度公共建筑、海洋工程、 核电站等领域。
前景
随着科技的不断进步和新型材料的不断涌现，预应力混凝土结构的应用前景将 更加广阔。未来，预应力混凝土结构将继续向更高性能、更智能化、更环保的 方向发展，为现代建筑提供更多可能性。
《预应力混凝土结构 》全套课件
REPORTING
• 预应力混凝土结构概述 • 材料与性能 • 设计与施工方法 • 结构分析与计算 • 耐久性评估与维护管理 • 工程案例分析与讨论
目录
PART 01
预应力混凝土结构概述
REPORTING
定义与发展历程
定义
预应力混凝土结构是在混凝土结构中 引入预压应力，以改善结构性能的一 种结构形式。
施工流程与注意事项
施工准备
熟悉图纸、准备材料、检查设备 等。
钢筋加工与安装
按照图纸要求加工钢筋，并准确 安装到位。
模板制作与安装
根据结构形状和尺寸制作模板， 并安装到指定位置。
某地铁站预应力混凝土楼板设计。该案例分析了地铁站楼板在承受重载和动载作用下的受 力特点，通过采用预应力混凝土技术，有效提高了楼板的承载能力和抗裂性能。
问题剖析与解决方案探讨
01
问题一
预应力筋张拉控制不精确。解决方案包括采用先进的张拉设备和精确的
测量技术，确保预应力筋的张拉力和伸长值满足设计要求。
优点与局限性
01
局限性
02
03
04
需要专业的设计和施工队伍， 技术难度较大；
对材料性能要求较高，需严格 控制材料质量；
在某些特定条件下（如高温、 腐蚀环境等），预应力效果可
能受到影响。
应用领域及前景
应用领域
预应力混凝土结构广泛应用于桥梁、高层建筑、大跨度公共建筑、海洋工程、 核电站等领域。
前景
随着科技的不断进步和新型材料的不断涌现，预应力混凝土结构的应用前景将 更加广阔。未来，预应力混凝土结构将继续向更高性能、更智能化、更环保的 方向发展，为现代建筑提供更多可能性。
《预应力混凝土结构 》全套课件
REPORTING
• 预应力混凝土结构概述 • 材料与性能 • 设计与施工方法 • 结构分析与计算 • 耐久性评估与维护管理 • 工程案例分析与讨论
目录
PART 01
预应力混凝土结构概述
REPORTING
定义与发展历程
定义
预应力混凝土结构是在混凝土结构中 引入预压应力，以改善结构性能的一 种结构形式。
施工流程与注意事项
施工准备
熟悉图纸、准备材料、检查设备 等。
钢筋加工与安装
按照图纸要求加工钢筋，并准确 安装到位。
模板制作与安装
根据结构形状和尺寸制作模板， 并安装到指定位置。
预应力混凝土工程教学PPT课件
钢材的选用标准
根据工程需求和钢材性能， 选择合适的钢材类型和等 级。
混凝土性能及配合比设计
混凝土的力学性能
抗压强度、抗拉强度、弹性模量等关 键指标。
混凝土的耐久性
混凝土的配合比设计
根据工程需求和混凝土性能，通过试 验确定合适的原材料比例和添加剂用 量。
抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等方面的 性能要求。
构件截面形式与尺寸要求
THANKS
感谢观看
成品验收标准和方法
测量构件的尺寸，检查其是否符 合设计要求。
通过耐久性试验，检测构件的抗 渗、抗冻、抗腐蚀等性能。
外观质量 尺寸偏差 力学性能 耐久性
检查混凝土表面是否平整、有无 裂缝、蜂窝、麻面等缺陷。
通过破坏性试验或非破坏性试验， 检测构件的抗压、抗折、抗拉等 力学性能。
06
工程实例展示与讨论
Chapter
大跨度桥梁应用案例
案例一
某大跨度预应力混凝土连续梁桥， 主跨达到200米，采用悬臂浇筑 法施工，通过预应力技术实现了
桥梁的轻盈和美观。
案例二
某斜拉桥，主塔和主梁均采用预 应力混凝土结构，通过精确的预 应力张拉，保证了桥梁的承载力
和稳定性。
案例三
某大跨度拱桥，采用预应力混凝 土箱形截面拱肋，通过合理的预 应力设计和施工，实现了桥梁的 大跨度跨越和优良的受力性能。
其他创新应用案例
案例一
某预应力混凝土海洋平台，采用预应力技术提高了平台的承载力和 稳定性，满足了海洋环境的特殊要求。
案例二
某预应力混凝土核电站安全壳，通过精确的预应力设计和施工，保 证了安全壳的密封性和承载力，提高了核电站的安全性。
案例三
某预应力混凝土高速铁路桥梁，采用先进的预应力技术和施工工艺， 实现了桥梁的高速度、高平稳性和高耐久性要求。
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二、预应力结构特点
(1)改善结构使用性能
均匀结构应力分布、提高抗裂能力或减小裂缝宽
度、抵消外部荷载作用，反拱可以减小结构挠度等。
(2)充分利用高强钢筋
普通混凝土结构高强钢筋无法充分发挥强度，预 应力结构由于对高强钢筋预先施加了较高的预拉力，
预先产生了较大拉应变，因此可以使高强钢筋在结构 破坏前达到名义屈服强度或屈服强度。
预应力使混凝土可以承担较大的拉应力。即使与普 通混凝土截面相同，但预应力推迟了混凝土进入非线性 状态的历程，因此预应力混凝土仍然具有比普通钢构件施加预应力，使高强钢筋和高强度等 级混凝土能协同工作,能充分利用高强钢筋,以提高构 件承载能力。
钢筋要达屈服强度,必须产生较大的应变。对钢筋
2.后张法
先浇混凝土，待达到一定强度后，再用千斤顶张
拉钢筋，然后将锚具固定到位，放松钢筋，钢筋通过
锚具固定到混凝土构件两端。需要配置专门的预应力
锚具。
后张法主要用于施工预应力现浇结构。本课程内
容主要针对后张预应力现浇结构而言。
一般有两种形式：
有粘结预应力结构、无粘结预应力结构
.
Prestressed Concrete
命。
7.经济性较好，但材料单价较高。
三、预应力结构的基本形式 1.房屋结构 (1)预应力混凝土框架结构 (2)预应力混凝土平板结构 一般为无粘结预应力混凝土 (3)预应力混凝土门架结构 (4)预应力混凝土转换层结构 (5)预应力钢桁架结构 (6)预应力空间钢结构 (7)预应力钢—混凝土组合结构 (8)预应力砌体结构
受拉边缘应力抵消到零时的弯矩、轴力)
M0cW0 Ｎ0 scＡ0
Mk，Ｎk—使用荷载（不包括预加力）标准组合作用
下控制截面的弯矩、轴力
全预应力： 1
部分预应力：10
钢筋混凝土： 0
(2)用材料强度关系表达 (按极限状态定义)
PPR(Ｍ (Ｍ uu))p ps
Apfpy ApfpyAsfy
长期持续荷载作用下,不出现拉应力
部分预应力：全部荷载最不利组合作用下,出现裂缝
2.我国分类 全预应力、部分预应力(Ａ类构件、B类构件)
3、预应力度 (1)受弯或轴拉构件预应力度定义：(按使用阶段定义)
No Image
—消压弯矩、消压轴力（构件控制截面预压 p70100fcp(MPa)
fpype 400
3.较强的裂缝闭合与变形恢复性能
卸载时，开裂裂缝基本闭合，变形基本恢复
4.提高抗剪承载能力
混凝土预压应力延缓了斜裂缝产生，增大截面剪
压区面积，并且混凝土压应力提高了混凝土抗剪强度，
因此提高抗剪承载能力。
5.减小截面高度，减轻自重。
6.提高抗疲劳强度
预压应力可降低钢筋应力循环幅度，增加疲劳寿
美国华裔林同炎(T.Y.Lin)发明预应力结构分析的
等效荷载法，将现代预应力结构推上了设计舞台。
林同炎被称为预应力先生。
我国房屋建筑首先应用于预应力混凝土屋架，再
全预应力： PPR1 部分预应力： 1PPR 0 钢筋混凝土： PPR0
4.体内预应力混凝土
有粘结预应力混凝土
无粘结预应力混凝土
缓粘结预应力混凝土
5.体外预应力混凝土
六、预应力结构发展
1.发展历史
1866年，美国工程师Jackson首先将预应力技术
应用于混凝土结构。
美国Steiner，Dill等对预应力技术的尝试均没有
成功。
主要原因：
预应力筋强度太低，张拉应力不大，由于预应力
损失造成有效预应力几乎消失。
1928年法国工程师Freyssinet(弗莱西奈特)提出：
预应力混凝土必须采用高强钢材和高强混凝土。
这是预应力混凝土在理论上的关键突破。
Freyssinet成为现代预应力之父。
1938年德国Hoyer研究成功先张法预应力工艺。
现代预应力混凝土结构设计
硕士研究生课程
第一章 预应力混凝土总论 一、预应力结构定义
(1) 普通混凝土由于抗拉强度低，混凝土易开裂，
M 0，N 0
荷载较大，裂缝宽度较大，同时构件挠度较大。 (2)为防止混凝土受拉开裂，预先让受拉区混凝土在 承受外荷载之前承受压应力 c ，因此当混凝土开 裂，外荷载产生的拉应力为：
（不抽掉预应力筋）
MNp(hpx2)
N p ——预应力筋拉力，
混凝土压力
x ——混凝土受压区高度
令 eehpx2，则 MNp(ee)
若使混凝土轴心受压，则 e 0 ，可得：
M e
Np
五、预应力混凝土分类
1.国外分类:
全预应力：混凝土不出现拉应力
有限预应力：全部荷载作用下,出现有限拉应力
2.桥梁结构 3.特种结构 (1)预应力混凝土水池、筒仓 (2)预应力混凝土核安全壳 (3)预应力混凝土体育看台 (4)预应力混凝土高耸结构 4.路面结构 5.加固改造结构
四、力学概念 1.预加力使混凝土成为弹性材料
Prestressed Concrete
Reinforced Concrete
施加预拉力是预先给钢筋提供初应变，而外荷载作用
使钢筋在初应变基础上变形，从而使钢筋在混凝土破
坏时达到屈服应变。另外，对钢筋施加预拉力相应为
混凝土提供了一个较大的预压力，因此只能采用高强
度等级混凝土。
3.施加预应力是实现部分荷载平衡的一种手段。
4.施加预应力是实现截面弯矩平衡的一种手段。 （抽掉预应力筋）
t cft ft
c —预压应力
预先对受拉区混凝土施加预应力的方法： 1. 先张法 先将钢筋张拉到两固定台座上，再浇混凝土，养护
到混凝土达到一定强度，将张拉的钢筋放松，由于钢 筋与混凝土已具有一定粘结，因此钢筋通过与混凝土 的粘结作用，给混凝土施加了预压应力，在混凝土构 件端部不需要预应力锚具。 先张法主要用于施工中、小型预应力预制构件。 例如：预应力空心预制板
混凝土受偏心压力 N p
N p 使混凝土受偏心弯矩 N p e
混凝土受总弯矩 MNpe
若 MNpe ，则混凝土轴心受压，无弯矩
因此，只要按 e M 配预应力筋，就能保证预应力构
Np
件混凝土轴心受压，构件无弯曲变形，无挠度
M e
Np
M
Ap pe e
5. 施加预应力是实现截面受力平衡的一种手段。