第二章 预应力混凝土构件PPT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)。
b) 全预应力和部分预应力 全截面受压——全预应力 部分截面受压——有限预应力、部分预应力
c) 有粘结预应力和无粘结预应力 预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起——有粘结
3.预应力混凝土的分类
d) 按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同，预应力混凝 土结构构件可分为三种： ①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
2.1 预应力混凝土的基本概念
6.预应力混凝土材料 （1）预应力混凝土结构对混凝土的要求
①强度高 预应力混凝土只有采用较高强度的混凝土，才能 建立起较高的预压应力，并可减少构件截面尺寸，减轻结构自重。 对先张法构件，采用较高强度的混凝土可以提高黏结强度，对后 张法构件，则可承受构件端部强大的预压力；
2.1 预应力混凝土的基本概念
4.张拉预应力钢筋的方法
先张法
张拉预应力筋并在台座上固定
浇注混凝土构件
混凝土强度达设计强度的 70%以上时剪断预应力筋
2.1 预应力混凝土的基本概念
4.张拉预应力钢筋的方法
后张法
浇混凝土构件，并在构件中预留孔道
在构件中预留孔道中穿预应力筋并张拉 锚固灌浆
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。
全预应力混凝土 优点：抗裂性和抗疲劳性好、刚度大； 缺点：构件反拱值过大，延性差，预应力钢筋配筋量大，施 加预应力工艺复杂、费用高。 不适用于大面积推广：应适当降低预应力，做成有限或部分 预应力混凝土构件，即克服了上述全预应力的缺点，同时又 可以用预应力改善钢筋混凝土构件的受力性能。
有限或部分预应力混凝土介于全预应力混凝土和钢筋混凝土 之间，有很大的选择范围，设计者可根据结构的功能要求和 环境条件，选用不同的预应力值以控制构件在使用条件下的 变形和裂缝，并在破坏前具有必要的延性，因而是当前预应 力混凝土结构的一个主要发展趋势。
本章重点
➢ 掌握预应力混凝土的概念及其优缺点 ； ➢ 掌握施加预应力的方法及对预应力混凝土材料的要求； ➢ 掌握预应力损失的原因及其计算和组合； ➢ 了解预应力混凝土构件的受力性能分析； ➢ 了解预应力混凝土构件的截面设计。
2 预应力混凝土构件
概述
普通混凝土结构的缺点：
钢筋混凝土受拉与受弯等构件，由于混凝土抗拉强度及极限 拉应变值都很低，所以在使用荷载作用下，通常是带裂缝工作的。 因而对使用上不允许开裂的构件，不能充分利用受拉钢筋的强度。 为了要满足变形和裂缝控制的要求，则需增大构件的截面尺寸和 用钢量，这将导致自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承 受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。
允许出现拉应力的预应力混凝土构件。大致相当于裂缝控制等 级为一级的构件。
②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。相当于裂缝控制等级为二级的构件。 ③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。相当于裂缝控制等级为 三级的构件。
特点
受力性能好，裂缝分布均匀，裂缝宽度较小
2.1 预应力混凝土的基本概念
5.有粘结和无粘结预应力混凝土
无粘结预应力混凝土
后张法张拉预应力筋后不在孔道中灌浆 所生产的预应力混凝土构件
特点
无粘结力，不符合平截面假定，裂缝开展较快且宽； 造价低，方便再次张拉或更换预应力筋， 适用于体外预应力混凝土结构。
2 预应力混凝土构件
概述
➢ 在使用荷载下带裂缝工作，影响使用功能、耐久、刚 度和抗疲劳性。
难以利用高强度钢筋。与wmax对应的s = 200N/mm2。
而高强钢丝强度可达1600N/mm2以上 。
预应力混凝土结构
即构件在承受外荷载之前，人为地预先通过张拉钢筋对结 构使用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，此项预压 应力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力；从而 推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展。
2.1 预应力混凝土的基本概念
2.预应力混凝土的优、缺点 预应力混凝土结构与普通混凝土结构相比,其主要优点是：
➢①提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此适用 于对裂缝要求严格的结构；
➢②由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻 结构自重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件；
➢③提高了构件的刚度，减少构件的变形，因此适用于对构 件的刚度和变形控制较高的结构构件；
➢④提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力。
预应力混凝土结构的缺点是需要增设施加预应力的设备， 制作技术要求较高，施工周期较长。
2.1 预应力混凝土的基本概念
3.预应力混凝土的分类
根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以有 不同的分类：
a) 先张法和后张法 钢筋张拉先于混凝土浇筑——先张法 钢筋张拉后于混凝土浇筑——后张法
2 预应力混凝土构件
2.1 预应力混凝土的基本概念
1、概述
*提高刚度和抗裂度
*减轻结构自重
压应力
拉应力
*提高梁的抗扭和抗剪承载
加载
加载
力，但不提高抗弯承载力
*提高梁的抗疲劳承载力 保护钢筋免受大气腐蚀
日常生活中有许多应用预应力的例子。
Baidu Nhomakorabea
成型后 穿钢绞线
张拉完成
预应力张拉 用国产的油泵、千斤顶，两端同时张拉钢绞线； 5~10min就可张拉完成
②收缩、徐变小 这样可以减少由于收缩、徐变引起的预应 力损失；
③快硬、早强 这样可以尽早施加预应力，加快台座、锚具、 夹具的周转率，以利加快施工进度，降低间接费用。
混凝土选用：一般要求不应低于C30；采用钢丝，钢铰线，热处 理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C40。
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。
先张法、后张法有各自适用范围和优、缺点。 无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。
非预应力 钢筋
2.1 预应力混凝土的基本概念
5.有粘结和无粘结预应力混凝土
有粘结预应力混凝土
先张法生产的预应力混凝土构件和 后张法张拉预应力筋后在孔道中灌浆所生产的预应 力混凝土构件
c) 有粘结预应力和无粘结预应力 预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起——有粘结
3.预应力混凝土的分类
d) 按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同，预应力混凝 土结构构件可分为三种： ①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
2.1 预应力混凝土的基本概念
6.预应力混凝土材料 （1）预应力混凝土结构对混凝土的要求
①强度高 预应力混凝土只有采用较高强度的混凝土，才能 建立起较高的预压应力，并可减少构件截面尺寸，减轻结构自重。 对先张法构件，采用较高强度的混凝土可以提高黏结强度，对后 张法构件，则可承受构件端部强大的预压力；
2.1 预应力混凝土的基本概念
4.张拉预应力钢筋的方法
先张法
张拉预应力筋并在台座上固定
浇注混凝土构件
混凝土强度达设计强度的 70%以上时剪断预应力筋
2.1 预应力混凝土的基本概念
4.张拉预应力钢筋的方法
后张法
浇混凝土构件，并在构件中预留孔道
在构件中预留孔道中穿预应力筋并张拉 锚固灌浆
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。
全预应力混凝土 优点：抗裂性和抗疲劳性好、刚度大； 缺点：构件反拱值过大，延性差，预应力钢筋配筋量大，施 加预应力工艺复杂、费用高。 不适用于大面积推广：应适当降低预应力，做成有限或部分 预应力混凝土构件，即克服了上述全预应力的缺点，同时又 可以用预应力改善钢筋混凝土构件的受力性能。
有限或部分预应力混凝土介于全预应力混凝土和钢筋混凝土 之间，有很大的选择范围，设计者可根据结构的功能要求和 环境条件，选用不同的预应力值以控制构件在使用条件下的 变形和裂缝，并在破坏前具有必要的延性，因而是当前预应 力混凝土结构的一个主要发展趋势。
本章重点
➢ 掌握预应力混凝土的概念及其优缺点 ； ➢ 掌握施加预应力的方法及对预应力混凝土材料的要求； ➢ 掌握预应力损失的原因及其计算和组合； ➢ 了解预应力混凝土构件的受力性能分析； ➢ 了解预应力混凝土构件的截面设计。
2 预应力混凝土构件
概述
普通混凝土结构的缺点：
钢筋混凝土受拉与受弯等构件，由于混凝土抗拉强度及极限 拉应变值都很低，所以在使用荷载作用下，通常是带裂缝工作的。 因而对使用上不允许开裂的构件，不能充分利用受拉钢筋的强度。 为了要满足变形和裂缝控制的要求，则需增大构件的截面尺寸和 用钢量，这将导致自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承 受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。
允许出现拉应力的预应力混凝土构件。大致相当于裂缝控制等 级为一级的构件。
②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。相当于裂缝控制等级为二级的构件。 ③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。相当于裂缝控制等级为 三级的构件。
特点
受力性能好，裂缝分布均匀，裂缝宽度较小
2.1 预应力混凝土的基本概念
5.有粘结和无粘结预应力混凝土
无粘结预应力混凝土
后张法张拉预应力筋后不在孔道中灌浆 所生产的预应力混凝土构件
特点
无粘结力，不符合平截面假定，裂缝开展较快且宽； 造价低，方便再次张拉或更换预应力筋， 适用于体外预应力混凝土结构。
2 预应力混凝土构件
概述
➢ 在使用荷载下带裂缝工作，影响使用功能、耐久、刚 度和抗疲劳性。
难以利用高强度钢筋。与wmax对应的s = 200N/mm2。
而高强钢丝强度可达1600N/mm2以上 。
预应力混凝土结构
即构件在承受外荷载之前，人为地预先通过张拉钢筋对结 构使用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，此项预压 应力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力；从而 推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展。
2.1 预应力混凝土的基本概念
2.预应力混凝土的优、缺点 预应力混凝土结构与普通混凝土结构相比,其主要优点是：
➢①提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此适用 于对裂缝要求严格的结构；
➢②由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻 结构自重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件；
➢③提高了构件的刚度，减少构件的变形，因此适用于对构 件的刚度和变形控制较高的结构构件；
➢④提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力。
预应力混凝土结构的缺点是需要增设施加预应力的设备， 制作技术要求较高，施工周期较长。
2.1 预应力混凝土的基本概念
3.预应力混凝土的分类
根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以有 不同的分类：
a) 先张法和后张法 钢筋张拉先于混凝土浇筑——先张法 钢筋张拉后于混凝土浇筑——后张法
2 预应力混凝土构件
2.1 预应力混凝土的基本概念
1、概述
*提高刚度和抗裂度
*减轻结构自重
压应力
拉应力
*提高梁的抗扭和抗剪承载
加载
加载
力，但不提高抗弯承载力
*提高梁的抗疲劳承载力 保护钢筋免受大气腐蚀
日常生活中有许多应用预应力的例子。
Baidu Nhomakorabea
成型后 穿钢绞线
张拉完成
预应力张拉 用国产的油泵、千斤顶，两端同时张拉钢绞线； 5~10min就可张拉完成
②收缩、徐变小 这样可以减少由于收缩、徐变引起的预应 力损失；
③快硬、早强 这样可以尽早施加预应力，加快台座、锚具、 夹具的周转率，以利加快施工进度，降低间接费用。
混凝土选用：一般要求不应低于C30；采用钢丝，钢铰线，热处 理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C40。
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。
先张法、后张法有各自适用范围和优、缺点。 无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。
非预应力 钢筋
2.1 预应力混凝土的基本概念
5.有粘结和无粘结预应力混凝土
有粘结预应力混凝土
先张法生产的预应力混凝土构件和 后张法张拉预应力筋后在孔道中灌浆所生产的预应 力混凝土构件